Blockchain là gì? Blockchain hoạt động như thế nào?

Blockchain (chuỗi khối) là gì?

Nói ngắn gọn, blockchain là một danh sách các bản ghi dữ liệu hoạt động như một sổ cái kỹ thuật số phi tập trung. Dữ liệu được tổ chức thành các khối, được sắp xếp theo thứ tự thời gian và được bảo mật bằng mật mã.

image

Mô hình blockchain sớm nhất được tạo ra vào đầu những năm 1990 khi nhà khoa học máy tính Stuart Haber và nhà vật lý W. Scott Stornetta sử dụng các kỹ thuật mật mã trong một chuỗi khối như một cách để bảo mật các tài liệu kỹ thuật số khỏi bị giả mạo dữ liệu.
Công việc của Haber và Stornetta chắc chắn đã truyền cảm hứng cho công việc của nhiều nhà khoa học máy tính và những người đam mê mật mã khác - mà cuối cùng dẫn đến việc tạo ra Bitcoin, như là hệ thống tiền điện tử phi tập trung đầu tiên (hoặc đơn giản là tiền điện tử đầu tiên).

Mặc dù công nghệ blockchain cũ hơn so với tiền điện tử, nhưng chỉ sau khi Bitcoin được tạo ra vào năm 2008, tiềm năng của nó mới bắt đầu được công nhận. Kể từ đó, mối quan tâm đến công nghệ blockchain đang tăng dần và tiền điện tử hiện đang được thừa nhận trên quy mô lớn hơn.

Công nghệ chuỗi khối chủ yếu được sử dụng để ghi lại các giao dịch tiền điện tử, nhưng nó phù hợp với nhiều loại dữ liệu kỹ thuật số khác và có thể được áp dụng cho nhiều trường hợp sử dụng. Mạng blockchain lâu đời nhất, an toàn nhất và lớn nhất là mạng Bitcoin, được thiết kế với sự kết hợp cẩn thận và cân bằng giữa tiền mã hóa và lý thuyết trò chơi.

Blockchain hoạt động như thế nào?

Trong thé giới của tiền điện tử, một blockchain bao gồm một chuỗi các khối ổn định, mỗi khối lưu trữ một danh sách các giao dịch đã được xác nhận trước đó. Vì mạng lưới blockchain được duy trì bởi vô số máy tính trải khắp thế giới, nó hoạt động như một cơ sở dữ liệu phi tập trung (hoặc sổ cái). Điều này có nghĩa là mỗi người tham gia (node) duy trì một bản sao của dữ liệu blockchain và họ giao tiếp với nhau để đảm bảo rằng tất cả chúng đều nằm trên cùng một trang (hoặc khối).
Do đó, các giao dịch blockchain xảy ra trong một mạng lưới toàn cầu ngang hàng và đây là điều khiến Bitcoin trở thành một loại tiền kỹ thuật số phi tập trung, không biên giới, chống kiểm duyệt. Ngoài ra, hầu hết các hệ thống blockchain được coi là không đáng tin cậy vì chúng không yêu cầu bất kỳ loại tin cậy nào. Không có cơ quan quyền lực duy nhất nào kiểm soát Bitcoin.

Một phần trung tâm của hầu hết mọi blockchain là quá trình khai thác, dựa vào các thuật toán băm. Bitcoin sử dụng thuật toán SHA-256 (Thuật toán băm bảo mật 256 bit). Nó nhận một đầu vào có độ dài bất kỳ và tạo ra một đầu ra sẽ luôn có cùng độ dài. Đầu ra được tạo ra được gọi là “băm” và trong trường hợp này, luôn được tạo từ 64 ký tự (256bits).

Vì vậy, cùng một đầu vào sẽ tạo ra cùng một đầu ra, cho dù quy trình được lặp lại bao nhiêu lần. Nhưng nếu một thay đổi nhỏ được thực hiện đối với đầu vào, đầu ra sẽ thay đổi hoàn toàn. Do đó, các hàm băm có tính xác định và trong thế giới tiền điện tử, hầu hết chúng được thiết kế dưới dạng hàm băm một chiều.

Là một hàm một chiều có nghĩa là hầu như không thể tính toán đầu vào từ đầu ra là gì. Người ta chỉ có thể đoán đầu vào là gì, nhưng tỷ lệ đoán đúng là cực kỳ thấp. Đây là một trong những lý do tại sao blockchain của Bitcoin lại an toàn.

Nghe có vẻ khô khan, vậy mình lấy một ví dụ cho dễ nhé:

A nợ B với số tiền 2 BTC và A muốn trả B 2 BTC. A sẽ phát một tin nhắn với giao dịch mà A muốn thực hiện cho tất cả các thợ đào trong mạng.
Trong giao dịch đó, A cung cấp địa chỉ của B cho thợ mỏ và số lượng Bitcoin mà cô ấy muốn gửi, cùng với chữ ký điện tử và khóa công khai của cô ấy. Chữ ký được tạo bằng khóa riêng của A và các thợ đào có thể xác nhận rằng A là chủ sở hữu của những đồng tiền đó.

Khi các thợ đào chắc chắn rằng giao dịch hợp lệ, họ có thể đặt nó vào một khối cùng với nhiều giao dịch khác và cố gắng khai thác khối. Điều này được thực hiện bằng cách đưa khối thông qua thuật toán SHA-256. Đầu ra cần bắt đầu bằng một số tiền nhất định trên số 0 để được coi là hợp lệ. Số lượng 0 cần thiết phụ thuộc vào cái được gọi là “độ khó” thay đổi tùy thuộc vào khả năng tính toán của mạng.

Để tạo ra một hàm băm đầu ra với số lượng 0 mong muốn ngay từ đầu, các thợ đào thêm thứ được gọi là “nonce” vào khối trước khi chạy nó thông qua thuật toán. Vì một thay đổi nhỏ đối với đầu vào sẽ thay đổi hoàn toàn đầu ra, các thợ đào sẽ thử các hàm khác ngẫu nhiên cho đến khi họ tìm thấy một hàm băm đầu ra hợp lệ.

Sau khi khối được khai thác, người khai thác sẽ phát khối mới được khai thác đó cho tất cả những người khai thác khác. Sau đó, họ kiểm tra để đảm bảo rằng khối hợp lệ để họ có thể thêm nó vào bản sao blockchain của họ và giao dịch hoàn tất. Nhưng trong khối, các thợ đào cũng cần bao gồm hàm băm đầu ra từ khối trước đó để tất cả các khối được gắn với nhau, do đó có tên là blockchain. Đây là một phần quan trọng vì cách thức hoạt động của lòng tin trong hệ thống.

Mỗi người khai thác đều có bản sao blockchain của riêng họ trên máy tính của họ và mọi người đều tin tưởng bất kỳ blockchain nào có nhiều công việc tính toán nhất được đưa vào đó, blockchain dài nhất. Nếu một người khai thác thay đổi một giao dịch trong một khối trước đó, hàm băm đầu ra cho khối đó sẽ thay đổi, dẫn đến tất cả các hàm băm sau khi nó cũng thay đổi do các khối được thích bằng các hàm băm. Người khai thác sẽ phải thực hiện lại tất cả công việc để khiến bất kỳ ai cũng chấp nhận blockchain của anh ta là đúng. Vì vậy, nếu một thợ mỏ muốn gian lận, anh ta sẽ cần hơn 50% sức mạnh tính toán của mạng, điều này rất khó xảy ra. Do đó, các cuộc tấn công mạng như thế này được gọi là cuộc tấn công 51%.

Mô hình làm cho máy tính hoạt động để tạo ra các khối được gọi là Proof-of-Work (PoW), ngoài ra còn có các mô hình khác như Proof-of-Stake (PoS) không yêu cầu nhiều sức mạnh tính toán và có nghĩa là cần ít điện hơn đồng thời có thể mở rộng quy mô tới nhiều người dùng hơn.

2 Likes