Chuỗi blockchain: công nghệ định nghĩa lại niềm tin kỹ thuật số

Nguyên tắc cơ bản của blockchain

Một sổ cái kỹ thuật số phân tán lưu trữ dữ liệu giao dịch trên một mạng máy tính phi tập trung - đó là bản chất của blockchain. Công nghệ này dựa trên ba trụ cột chính: phi tập trung loại bỏ nhu cầu về một bên trung gian, tính minh bạch cho phép mọi người xác minh dữ liệu, và tính không thể thay đổi bảo vệ sổ ghi giao dịch khỏi bất kỳ sự giả mạo nào.

Blockchain dựa vào các cơ chế mã hóa mạnh mẽ và các hệ thống đồng thuận phân tán để đảm bảo an toàn cho dữ liệu. Khi thông tin đã được ghi lại, việc sửa đổi nó gần như là không thể. Những đặc điểm này đã khiến blockchain trở thành nền tảng cho các mạng lưới tiền kỹ thuật số như Bitcoin và Ethereum, mở ra nhiều triển vọng trong các lĩnh vực khác như y tế, bỏ phiếu và quản lý tài nguyên.

Câu chuyện về blockchain bắt đầu như thế nào?

Vào những năm 1990, hai nhà nghiên cứu Stuart Haber và W. Scott Stornetta đã đặt những viên gạch đầu tiên cho công nghệ này bằng cách sử dụng mã hóa để bảo mật các tệp kỹ thuật số. Nhưng ứng dụng thực tế thực sự đã đến sau đó khi Bitcoin xuất hiện như một loại tiền tệ kỹ thuật số đầu tiên sử dụng blockchain như một sổ cái an toàn và minh bạch. Từ điểm đó, sự quan tâm đến công nghệ này và các ứng dụng đa dạng của nó đã bùng nổ.

Blockchain thực sự có nghĩa là gì?

Blockchain không chỉ là một cơ sở dữ liệu thông thường. Nó là một sổ cái kỹ thuật số phi tập trung được duy trì bởi một mạng lưới phân tán các máy tính thay vì một máy chủ tập trung duy nhất. Dữ liệu được tổ chức thành các khối liên kết theo thời gian và được xác thực bằng mã hóa, tạo ra một chuỗi dữ liệu mạnh mẽ.

Mỗi khối chứa dữ liệu giao dịch, dấu thời gian và một dấu vân tay mã hóa duy nhất. Quan trọng nhất là mỗi khối đều chỉ về khối trước đó, điều này đảm bảo rằng không thể sửa đổi bất kỳ dữ liệu cũ nào mà không bị mọi người phát hiện.

Các đặc điểm nổi bật của blockchain

Phân cấp: Thay vì để một bên kiểm soát, một mạng lưới phân tán các máy tính sẽ lưu trữ dữ liệu. Điều này làm cho các cuộc tấn công mạng trở nên khó khăn hơn nhiều, đặc biệt là trên các mạng lớn như Bitcoin.

Sự minh bạch hoàn toàn: Hầu hết các mạng blockchain là công khai, bất kỳ ai cũng có thể truy cập vào cùng một dữ liệu và xác minh các giao dịch mà không cần sự ủy quyền từ ai.

Bảo vệ khỏi giả mạo: Khi dữ liệu đã được thêm vào, việc thay đổi nó đòi hỏi sự đồng ý của một số đông áp đảo từ mạng lưới, điều này thực tế là không thể.

Tốc độ và hiệu quả: Bằng cách loại bỏ trung gian, các giao dịch trở nên nhanh hơn và rẻ hơn, diễn ra gần như ngay lập tức.

Chúng ta đang nói đến phi tập trung là gì?

Phi tập trung trong blockchain có nghĩa là không có thực thể nào kiểm soát mọi thứ. Quyền lực được phân bổ giữa người dùng và các nút (máy tính) trong mạng. Không có ngân hàng, không có chính phủ, không có công ty nào có tiếng nói cuối cùng. Tất cả các bên tham gia đều bình đẳng về quyền lợi và nghĩa vụ.

Điều này có nghĩa là việc xác minh và ghi lại các giao dịch được thực hiện tập thể bởi các thiết bị trong mạng, đảm bảo rằng không ai có thể thao túng hệ thống một mình.

Cơ chế hoạt động của blockchain từng bước

Bước đầu tiên: Đăng ký giao dịch

Khi một người bắt đầu giao dịch ( như gửi tiền điện tử ), giao dịch này sẽ được phát tán đến tất cả các nút trong mạng. Mỗi nút sẽ xác minh giao dịch theo các quy tắc đã được định trước.

Bước thứ hai: Tập hợp dữ liệu vào khối

Các giao dịch đã được xác minh thành công được tập hợp lại trong một khối. Mỗi khối chứa:

• Dữ liệu giao dịch giống nhau
• Dấu thời gian cho biết khi nào đã thực hiện
• Dấu vân tay mã hóa định danh khối một cách độc nhất.
• Dấu hiệu cho dấu vân tay của khối trước kết nối chuỗi lại với nhau

Bước ba: Sự đồng thuận và chấp thuận

Trước khi thêm khối vào chuỗi, mạng phải đồng ý về tính hợp lệ của nó. Điều này được thực hiện thông qua một thuật toán Đồng thuận xác định cơ chế xác thực. Nổi tiếng nhất là:

Bằng chứng công việc (PoW): Các thợ đào cạnh tranh để giải các bài toán toán học phức tạp. Người đầu tiên giải được bài toán sẽ thêm khối và nhận phần thưởng. Bitcoin sử dụng phương pháp này.

Bằng chứng cổ phần (PoS): Thay vì cạnh tranh nặng nề về tính toán, một người xác thực được chọn ngẫu nhiên dựa trên số lượng đồng tiền mà họ sở hữu và đặt làm tài sản đảm bảo. Ethereum đã chuyển sang phương pháp nhẹ nhàng này.

Bước thứ tư: Kết nối chuỗi

Sau khi được phê duyệt, khối sẽ được thêm vào blockchain một cách cuối cùng. Mỗi khối mới đều chỉ đến khối trước đó, tạo ra một chuỗi vững chắc khó bị làm giả.

Bước năm: tính minh bạch tuyệt đối

Bất kỳ ai cũng có thể kiểm tra tất cả các giao dịch và khối thông qua các công cụ công cộng được gọi là trình khám phá blockchain. Bạn có thể thấy địa chỉ của người gửi và người nhận, số tiền và ngày tháng - mọi thứ.

Mã hóa: Người bảo vệ blockchain

Mã hóa là điều làm cho blockchain an toàn và đáng tin cậy. Hai công nghệ chính được sử dụng:

phân mảnh ( Băm )

Chức năng mã hóa chuyển đổi bất kỳ dữ liệu nào - bất kể kích thước của nó - thành một chuỗi văn bản có độ dài cố định. Chẳng hạn, SHA256 được sử dụng trong Bitcoin:

Thay đổi một ký tự nhỏ trong dữ liệu dẫn đến sự thay đổi lớn trong kết quả. Điều này có nghĩa là bất kỳ nỗ lực nào để chỉnh sửa dữ liệu sẽ rõ ràng ngay lập tức.

mã hóa bằng khóa công khai và khóa riêng

Mỗi người dùng có hai chìa khóa:

• Khóa bí mật: Bí mật, được sử dụng để ký các giao dịch
• Khóa công khai: Được biết đến với mọi người, được sử dụng để xác minh chữ ký

Điều này đảm bảo rằng chỉ có chủ sở hữu khóa riêng mới có thể xác thực các giao dịch, trong khi mọi người đều có thể kiểm tra chúng.

Thuật toán đồng thuận: Làm thế nào để mạng đồng ý?

Thuật toán đồng thuận là các quy tắc cho phép hàng ngàn thiết bị đồng ý về một phiên bản duy nhất của sự thật. Nếu không có nó, hệ thống phân tán sẽ không thể hoạt động.

Bằng chứng công việc (PoW)

Các thợ mỏ sử dụng sức mạnh tính toán khổng lồ để giải quyết các bài toán toán học phức tạp. Người đầu tiên thành công sẽ thêm một khối mới và nhận thưởng. Phương pháp này rất an toàn nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng.

Bằng chứng cổ phần (PoS)

Thay vì đua máy tính, những người xác minh được chọn ngẫu nhiên dựa trên tỷ lệ nắm giữ của họ trong mạng. Nếu họ hành động phản bội, họ sẽ mất tiền. Điều này hiệu quả hơn trong việc sử dụng năng lượng.

Các tùy chọn khác

Có các phiên bản khác nhau như Chứng minh cổ phần (DPoS) nơi các chủ sở hữu token chọn đại diện cho họ, và Chứng minh quyền lực (PoA) dựa trên danh tiếng của các kiểm chứng viên.

Các loại mạng blockchain

chuỗi khối công cộng

Mạng mở cho tất cả mọi người mà không có giới hạn. Bất kỳ ai cũng có thể tham gia, xác minh, hiển thị và kiểm tra. Bitcoin và Ethereum là những ví dụ rõ ràng. Ưu điểm: sự minh bạch hoàn toàn và độ an toàn cao thông qua phân quyền.

blockchain riêng

Mạng lưới bị hạn chế do một bên hoặc một nhóm hạn chế điều hành. Cần có giấy phép để vào và tham gia. Được sử dụng bởi các công ty cho các mục đích nội bộ. Kiểm soát hơn nhưng ít phi tập trung hơn.

blockchain liên bang

Sự kết hợp giữa hai phong cách. Nhiều tổ chức hợp tác và chia sẻ quản trị và quản lý. Có thể mở hoặc đóng tùy theo nhu cầu của các thành viên. Cung cấp sự linh hoạt hơn.

Blockchain trong cuộc sống thực

1. Tiền điện tử và chuyển khoản

Ứng dụng blockchain đầu tiên và quan trọng nhất. Cung cấp các chuyển khoản quốc tế nhanh hơn, rẻ hơn và minh bạch hơn so với các phương pháp truyền thống có phí môi giới và sự chậm trễ.

2. Hợp đồng thông minh

Các chương trình được thực hiện tự động khi các điều kiện nhất định được đáp ứng, mà không cần can thiệp của con người. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng phi tập trung (DApps) và các tổ chức phi tập trung (DAOs), đặc biệt là trong các nền tảng tài chính phi tập trung cung cấp dịch vụ tài chính (cho vay, mượn, giao dịch) mà không cần ngân hàng.

3. Chuyển đổi tài sản thành mã số kỹ thuật số

Bất động sản, cổ phiếu, nghệ thuật - mọi thứ quý giá đều có thể được chuyển đổi thành mã thông báo kỹ thuật số trên blockchain. Điều này tăng tính thanh khoản và mở ra cơ hội đầu tư cho hàng triệu người.

4. Danh tính số

Danh tính an toàn không thể bị làm giả, được sử dụng để xác minh dữ liệu cá nhân và nhạy cảm. Ngày càng quan trọng khi cuộc sống của chúng ta chuyển sang trực tuyến.

5. Hệ thống bỏ phiếu an toàn

Dữ liệu bỏ phiếu được lưu trữ một cách an toàn và phi tập trung, không thể bị giả mạo. Điều này đảm bảo tính liêm chính của các cuộc bầu cử và trưng cầu dân ý.

6. Quản lý chuỗi cung ứng

Mỗi giao dịch trong chuỗi cung ứng ( từ sản xuất đến phân phối ) được ghi lại dưới dạng dữ liệu mã hóa. Người tiêu dùng nhận được một bức tranh minh bạch hoàn toàn về nguồn gốc của sản phẩm.

Tóm tắt

Công nghệ blockchain không còn là một giấc mơ tương lai - nó đã trở thành hiện thực hiện tại. Nhờ vào sự an toàn, tính minh bạch và tính phi tập trung, công nghệ này đang định hình lại các lĩnh vực khác nhau. Dù là trong việc chuyển tiền, tạo ra tài sản mới, hay các ứng dụng phi tập trung, blockchain mở ra những cánh cửa mà chúng ta chưa từng tưởng tượng.

Với sự phát triển và áp dụng rộng rãi, chúng tôi dự đoán rằng trong những năm tới sẽ chứng kiến nhiều trường hợp sử dụng sáng tạo hơn và sự chuyển mình mạnh mẽ trong thế giới công nghệ, tài chính và quản trị.