Hiểu về blockchain từ con số 0: Phân tích toàn diện về nguyên lý kỹ thuật và ứng dụng thực tế

Blockchain là gì? Nói ngắn gọn dễ hiểu

Hãy tưởng tượng một cuốn sổ cái, ghi lại tất cả các khoản tiền ra vào. Sổ cái truyền thống do một người hoặc tổ chức giữ, còn blockchain chính là “sổ cái” này được duy trì bởi hàng nghìn máy tính trên toàn cầu. Không ai có thể kiểm soát nó một cách đơn độc, không ai có thể tùy ý sửa đổi nó — đó chính là cốt lõi của blockchain.

Tại sao gọi là “Blockchain”? Bởi vì mỗi giao dịch được ghi lại trong một khối (Block), giống như một trang trong sổ cái. Khi một trang đầy, nó tự động tạo thành một khối mới. Các khối này xếp theo thứ tự thời gian, được liên kết bằng mật mã học, giống như dùng dây xích nối chúng lại với nhau, từ đó có tên gọi “Blockchain”.

Ai đang duy trì “sổ cái toàn cầu” này?

Trên mạng lưới blockchain, có một nhóm người gọi là “thợ mỏ” hoặc “nút mạng”. Chỉ cần có máy tính và kết nối internet, bất kỳ ai cũng có thể tham gia, trở thành người duy trì sổ cái này. Mô hình đa bên tham gia này có thuật ngữ chuyên môn gọi là “phi tập trung hóa”.

Lợi ích của phi tập trung hóa là gì? Nếu một máy tính gặp sự cố hoặc mất kết nối, không ảnh hưởng đến hoạt động của toàn bộ mạng. Bởi còn hàng nghìn máy tính khác cùng xác thực và lưu trữ dữ liệu. Như vậy, ngay cả có người cố gắng gian lận, cũng gần như không thể — để sửa đổi dữ liệu, phải kiểm soát hơn 51% máy tính trong toàn mạng, điều này tốn kém đến mức không thực tế.

Blockchain gồm những thành phần nào?

Mỗi khối thường gồm ba phần chính:

Phần dữ liệu. Trong giao dịch Bitcoin, phần này lưu trữ thông tin về người gửi, người nhận, số tiền, v.v. Các loại blockchain khác nhau, nội dung dữ liệu sẽ khác nhau.

Giá trị băm (Hash). Hiểu đơn giản như “dấu vân tay” của khối — mỗi khối có một giá trị băm duy nhất. Qua giá trị băm này, bạn có thể nhanh chóng tìm thấy khối cần thiết hoặc kiểm tra xem khối đó có bị sửa đổi hay không. Ngay cả thay đổi một ký tự nhỏ, giá trị băm cũng sẽ thay đổi hoàn toàn.

Giá trị băm của khối trước đó. Đây là “vũ khí bí mật” giúp blockchain tự bảo vệ chính nó. Giả sử hacker thay đổi khối thứ 100, thì giá trị băm của khối 101, 102, 103 sẽ lập tức không hợp lệ, lộ ra điểm yếu. Để thành công sửa đổi, hacker phải tính lại tất cả các giá trị băm của các khối sau đó, đòi hỏi sức mạnh tính toán khổng lồ — chính là cơ chế “bằng chứng công việc” (Proof of Work) mà Bitcoin sử dụng.

Một giao dịch hoàn tất như thế nào?

Lấy ví dụ chuyển tiền. Giả sử nhỏ Vương muốn gửi 1 Bitcoin cho nhỏ Lý, quá trình gồm bốn bước:

Bước 1: Phát tán giao dịch. nhỏ Vương nhập địa chỉ ví của nhỏ Lý, số tiền 1BTC, nhấn xác nhận. Giao dịch này được phát tán ra toàn bộ mạng blockchain, chờ thợ mỏ xác thực.

Bước 2: Thợ mỏ xác thực. Sau khi nhận được giao dịch, thợ mỏ kiểm tra hai việc: thứ nhất, xác nhận trong sổ cái nhỏ Vương có đủ 1BTC không? Thứ hai, xác thực chữ ký số của giao dịch, đảm bảo đó là lệnh do chính nhỏ Vương phát ra, không phải bị đánh cắp. Sau khi qua hai kiểm tra này, giao dịch vào “khu vực chờ đóng gói”.

Bước 3: Đóng gói thành khối. Thợ mỏ gom nhiều giao dịch lại, tạo thành một khối mới. Tùy theo cơ chế đồng thuận, quá trình này có thể mất khoảng 10 phút (Bitcoin) hoặc ít hơn (Ethereum).

Bước 4: Xác nhận toàn mạng. Khối mới được truyền tới toàn bộ mạng, các nút kiểm tra tính hợp lệ của các giao dịch trong khối, giá trị băm có liên kết đúng với khối trước không. Nếu hơn 51% nút đồng ý, khối mới sẽ được cố định vĩnh viễn vào chuỗi, giao dịch hoàn tất. Trong toàn bộ quá trình này, nhỏ Vương và nhỏ Lý không cần tin tưởng ngân hàng hay tổ chức thanh toán nào — niềm tin dựa vào thuật toán và mật mã học.

Blockchain có mấy loại?

Blockchain không phải là một mô hình duy nhất, dựa theo quyền tham gia và quyền hạn, có thể chia thành ba loại:

Public Chain (Chuỗi công cộng). Ai cũng có thể tham gia, dữ liệu giao dịch hoàn toàn minh bạch. Bitcoin, Ethereum, Solana đều là chuỗi công cộng. Ưu điểm là độ phi tập trung cao, dữ liệu khó bị sửa đổi; nhược điểm là tốc độ giao dịch chậm, tiêu tốn nhiều điện năng.

Consortium Chain (Chuỗi liên minh). Chỉ cho phép các tổ chức nhất định tham gia, các tổ chức này cùng xác thực giao dịch. Ngân hàng, công ty bảo hiểm, các tổ chức tài chính thường dùng mô hình này. Ưu điểm là kiểm soát tốt, tốc độ giao dịch nhanh, chi phí thấp; nhược điểm là giảm tính phi tập trung, dễ bị thao túng nội bộ.

Private Chain (Chuỗi riêng tư). Quyền đọc, ghi do một tổ chức hoặc cơ quan kiểm soát, chủ yếu dùng cho quản lý nội bộ. Tốc độ nhanh nhất, rủi ro thấp nhất, nhưng mất đi đặc trưng cốt lõi của blockchain là “phi tập trung”.

Các loại phù hợp với từng mục đích khác nhau. Ví dụ, theo dõi chuỗi cung ứng dùng chuỗi công cộng để đảm bảo minh bạch, giao dịch tài chính dùng chuỗi liên minh để nâng cao hiệu quả, quản lý dữ liệu nội bộ doanh nghiệp dùng chuỗi riêng tư để bảo vệ quyền riêng tư.

Blockchain có những ưu điểm gì?

An toàn vô địch. Các giao dịch trên blockchain được bảo vệ bằng mật mã, một khi đã ghi lại thì không thể sửa đổi, kể cả quản trị viên hệ thống cũng không thể xóa bỏ. Điều này mang lại lợi thế cách mạng cho các lĩnh vực đòi hỏi an toàn cao như tài chính, y tế.

Dấu vết giao dịch đầy đủ. Mỗi giao dịch đều được ghi trong cơ sở dữ liệu không thể thay đổi, bạn có thể tra cứu mọi dòng chảy của tài sản bất cứ lúc nào. Rất hữu ích trong chống rửa tiền, truy nguồn gốc hàng hóa.

Hiệu quả và giảm chi phí. Chuyển tiền quốc tế truyền thống mất từ 3 đến 5 ngày, phí ngân hàng cao. Qua blockchain, có thể hoàn tất trong vòng 24 giờ, chi phí thấp hơn nhiều.

Gần như không thể chi tiêu hai lần. Bởi vì mỗi biến đổi của tài sản đều có theo dõi riêng, hệ thống tự động ngăn chặn tình trạng tiêu hai lần cùng một khoản tiền.

Blockchain cũng có những nhược điểm chết người

Mất chìa khóa là mất tất. Ví blockchain chính là chìa khóa riêng của bạn. Một khi mất, số tiền ảo trong đó sẽ mãi mãi không lấy lại được. Không có tùy chọn “quên mật khẩu” để cứu vãn.

Tiêu thụ năng lượng và chi phí tính toán khủng khiếp. Bitcoin dùng cơ chế bằng chứng công việc, toàn mạng thợ mỏ tiêu thụ điện năng tương đương một quốc gia trung bình trong một năm. Không thân thiện môi trường, còn đẩy chi phí giao dịch lên cao.

Thời gian đạt đồng thuận. Chuỗi riêng tư và liên minh cần nhiều bên thương lượng để nâng cấp hoặc thay đổi quy tắc, tốc độ chậm hơn nhiều so với hệ thống tập trung.

Nguy cơ bị lợi dụng trái phép. Do tính ẩn danh cao, một số tội phạm có thể dùng blockchain để thực hiện hoạt động phi pháp, là vấn đề các cơ quan quản lý các nước đặc biệt quan tâm.

Blockchain hiện đang được ứng dụng trong những lĩnh vực nào?

Tiền mã hóa (Cryptocurrency). Đây là ứng dụng trực tiếp nhất của blockchain. Bitcoin, Ethereum, các tài sản kỹ thuật số khác vận hành hoàn toàn trên blockchain, không phụ thuộc ngân hàng trung ương.

Theo dõi chuỗi cung ứng và logistics. Từ nhà máy đến người tiêu dùng, mọi bước đều ghi lại trên blockchain. IBM dùng blockchain để theo dõi chuỗi cung ứng thực phẩm, khi có vấn đề có thể xác định chính xác điểm xảy ra. Thương hiệu trà Đài Loan dùng blockchain ghi lại nguồn gốc và quy trình sản xuất trà, khách hàng quét QR Code để xem toàn bộ quá trình.

Quản lý quyền sở hữu trí tuệ và NFT. NFT (Token không thể thay thế) đăng ký tác phẩm nghệ thuật, âm nhạc, vật phẩm trong game trên blockchain, đảm bảo quyền sở hữu và tính xác thực. Nhà sáng tạo có thể bán NFT trực tiếp cho người hâm mộ, nhận thu nhập.

Hồ sơ y tế và chăm sóc sức khỏe. Estonia dùng blockchain lưu trữ hồ sơ y tế toàn quốc, bác sĩ chỉ xem được khi có sự ủy quyền của bệnh nhân, tránh bị sửa đổi dữ liệu. Đài Loan cũng đang nghiên cứu dùng blockchain để chia sẻ hồ sơ bệnh án an toàn giữa các bệnh viện, bệnh nhân chuyển viện không cần khám lại.

Sản phẩm tài chính phái sinh. Ngân hàng có thể phát hành trái phiếu, chứng khoán cấu trúc trên Ethereum, giảm chi phí phát hành, nâng cao tính minh bạch của giao dịch.

Làm thế nào để tham gia đầu tư vào blockchain?

Blockchain là công nghệ, không thể đầu tư trực tiếp. Nhưng bạn có thể đầu tư vào các sản phẩm của blockchain — cách đơn giản nhất là mua tiền mã hóa.

Giao dịch giao ngay (Spot Trading). Mua thấp bán cao. Ví dụ mua 1 BTC với 30.000 USD, khi giá lên 50.000 USD bán ra, lời 20.000 USD. Sau khi giao dịch, bạn có thể chuyển Bitcoin vào ví cá nhân để giữ lâu dài.

Đào coin (Mining). Mua máy đào hoặc tham gia pool đào, tham gia xác thực blockchain, nhận phần thưởng là coin mới sinh ra. Cách này đòi hỏi kiến thức chuyên sâu và vốn lớn, phù hợp nhà đầu tư lâu dài.

Hợp đồng chênh lệch (CFD). Là dạng sản phẩm phái sinh tài chính, cho phép kiểm soát khoản đầu tư gấp nhiều lần số vốn nhỏ. Có thể mua vào hoặc bán ra, linh hoạt trong giao dịch. Nhưng cần chú ý, đòn bẩy làm tăng lợi nhuận nhưng cũng làm tăng rủi ro, thua lỗ lớn hơn.

Chọn phương thức nào phụ thuộc vào trình độ, khả năng chịu rủi ro và thời gian đầu tư của bạn. Người mới nên bắt đầu từ giao dịch giao ngay, sau đó tìm hiểu thị trường rồi mới thử các hình thức phức tạp hơn.