Blockchain là gì?
Nói một cách ngắn gọn, blockchain là một danh sách các bản ghi dữ liệu hoạt động tương tự như một cuốn 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.
Mô hình blockchain đầu tiên 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 các 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 nhiều nhà khoa học máy tính và những người đam mê mật mã khác. Cuối cùng, điều này đã dẫn đến việc Bitcoin được tạo ra, với mục tiêu ban đầu 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 đã tồn tại từ lâu so với tiền mã hóa, 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 ngày càng tăng dần và tiền mã hóa hiện đang được thừa nhận trên quy mô lớn hơn.
Công nghệ blockchain chủ yếu được sử dụng để ghi lại các giao dịch tiền mã hóa, nhưng nó còn 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 cẩn thận với sự kết hợp cân bằng giữa tiền mã hóa và lý thuyết trò chơi..
Blockchain hoạt động như thế nào?
Trong bối cảnh của tiền mã hóa, 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 tệ kỹ thuật số phi tập trung không biên giới, chống kiểm duyệt. Ngoài ra, hầu hết các hệ thống blockchain được xem là không cần niềm tin vì chúng không yêu cầu bất kỳ sự tin cậy nào. Không có cơ quan quyền lực độc quyền nào kiểm soát Bitcoin.
Một phần trung tâm của hầu hết mọi blockchain là quá trình đào tiền, dựa trên 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 có cùng độ dài. Đầu ra này được gọi là "chuỗi băm" và trong trường hợp này, chúng 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 đầu vào có chỉ một thay đổi nhỏ thì đầu ra sẽ thay đổi hoàn toàn. Do đó, các hàm băm tạo ra tính xác định và trong thế giới tiền mã hóa và 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. 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.
Chúng ta đã biết thuật toán băm đóng vai trò như thế nào, giờ hãy tìm hiểu cách hoạt động của blockchain bằng một ví dụ đơn giản về một giao dịch.
Hãy tưởng tượng rằng chúng ta có Alice và Bob cùng với số dư Bitcoin của họ. Giả sử Alice nợ Bob 2 Bitcoin.
Để Alice gửi cho Bob 2 bitcoin, Alice sẽ phát một tin nhắn kèm giao dịch mà cô ấy muốn thực hiện cho tất cả các thợ đào trong mạng.
Trong giao dịch đó, Alice cung cấp địa chỉ của Bob cho các thợ đào 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 tư của Alice và các thợ đào có thể xác nhận rằng giao dịch thực sự được gửi đi từ Alice - trên thực tế, cô cũng là chủ sở hữu của những đồng tiền đó.
Khi các thợ đào chắc chắn rằng giao dịch hợp lệ, họ có thể bỏ 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 đi qua thuật toán SHA-256. Đầu ra cần bắt đầu bằng một số nhất định bắt đầu từ số 0 để được coi là hợp lệ. Số lượng 0 cần thiết phụ thuộc vào một thứ được gọi là "độ khó" thay đổi theo lượng điện toán có trên mạng.
Để tạo một chuỗi băm đầu ra với số lượng 0 mong muốn ngay từ đầu, các thợ đào thêm một thứ được gọi là "số 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 số nonce ngẫu nhiên cho đến khi họ tìm thấy một chuỗi băm đầu ra hợp lệ.
Sau khi khối được đào, thợ sẽ phát khối mới được khai thác đó cho tất cả những thợ đào khác. Sau đó, họ kiểm tra để đảm bảo rằng khối hợp lệ. Sau đó, họ thêm giao dịch vào bản sao blockchain của mình và giao dịch hoàn tất. Nhưng trong khối, các thợ đào cũng cần thêm chuỗi băm đầu ra từ khối trước đó để tất cả các khối được gắn với nhau, do đó blockchain có nghĩa là "chuỗi khối". Đây là một phần quan trọng, vì nó là cách niềm tin được xây dựng trong hệ thống.
Mỗi thợ đào đều có bản sao blockchain của riêng họ trên máy tính và mọi người tin tưởng vào blockchain nào có nhiều công việc tính toán nhất được đưa vào đó, hay còn được hiểu là blockchain dài nhất. Nếu thợ đào thay đổi giao dịch trong khối trước đó, chuỗi băm đầu ra cho khối đó sẽ thay đổi, dẫn đến tất cả các chuỗi băm sau khi nó thay đổi cũng như do các khối được gắn với các chuỗi băm. Thợ đào khi đó sẽ phải thực hiện lại tất cả công việc để khiến bất kỳ ai cũng chấp nhận blockchain của anh ta là phù hợp. Vì vậy, nếu một thợ đào muốn gian lận, anh ta sẽ cần hơn 50% sức mạnh tính toán của mạng và điều này rất khó xảy ra. Do đó, các cuộc tấn công mạng như thế được gọi là các cuộc tấn công 51%.
Mô hình cần máy tính để tạo ra các khối này 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, có nghĩa là nó cần ít điện hơn trong khi có thể mở rộng quy mô tới nhiều người dùng hơn.