Làm thế nào Công nghệ Blockchain Hoạt động?

Hiểu các nguyên tắc cơ bản của công nghệ blockchain là điều cần thiết để nắm bắt tiềm năng biến đổi của nó trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Về cơ bản, blockchain là một sổ cái kỹ thuật số phi tập trung ghi lại các giao dịch một cách an toàn và minh bạch. Khác với các cơ sở dữ liệu truyền thống do các tổ chức trung ương quản lý, blockchain phân phối dữ liệu trên mạng lưới máy tính, đảm bảo không có điểm kiểm soát hoặc điểm thất bại duy nhất.

Phân quyền là một trong những đặc điểm chính làm cho blockchain trở nên độc đáo. Mỗi người tham gia vào mạng lưới, thường gọi là nút (node), giữ một bản sao giống hệt của toàn bộ sổ cái. Cấu hình này không chỉ nâng cao tính bảo mật mà còn thúc đẩy sự minh bạch vì mọi giao dịch được ghi lại trên blockchain đều có thể nhìn thấy bởi tất cả các thành viên tham gia. Sự minh bạch này tạo dựng niềm tin giữa người dùng và giảm sự phụ thuộc vào trung gian.

Quá trình bắt đầu bằng việc xác thực giao dịch. Khi ai đó khởi tạo một giao dịch — chẳng hạn như chuyển tiền điện tử hoặc ghi nhận dữ liệu — thì giao dịch đó phải được xác nhận bởi các nút trong mạng lưới. Các nút này sử dụng các cơ chế đồng thuận như proof-of-work (PoW) hoặc proof-of-stake (PoS) để đồng ý xem xét liệu giao dịch có hợp lệ hay không trước khi nó được thêm vào chuỗi.

Sau khi được xác thực, các giao dịch sẽ được nhóm thành từng khối (block). Mỗi khối chứa nhiều giao dịch cùng với siêu dữ liệu như dấu thời gian và hàm băm mã hóa liên kết nó với các khối trước đó trong chuỗi — quá trình này gọi là liên kết cryptographically giữa các khối (chaining blocks). Việc liên kết này đảm bảo rằng sau khi đã thêm một khối mới, việc thay đổi bất kỳ thông tin nào bên trong sẽ yêu cầu chỉnh sửa tất cả những khối tiếp theo — điều này gần như không khả thi về mặt tính toán dưới điều kiện bình thường.

Việc thêm khối mới đòi hỏi thợ mỏ hoặc người xác thực phải thực hiện những phép tính phức tạp (trong hệ thống PoW) hoặc đặt cược token (trong hệ thống PoS). Ví dụ, Bitcoin sử dụng proof-of-work yêu cầu thợ mỏ giải quyết những câu đố toán học; quá trình này tiêu tốn năng lượng đáng kể nhưng giúp bảo vệ mạng lưới khỏi những cuộc tấn công độc hại bằng cách làm cho việc sửa đổi trở nên tốn kém và tiêu hao tài nguyên.

Mật mã học đóng vai trò then chốt xuyên suốt quá trình này—bảo vệ dữ liệu thông qua thuật toán như hàm băm và mã hóa khóa công khai - riêng tư. Hàm băm tạo ra định danh duy nhất cho mỗi khối; bất kỳ thay đổi nào về dữ liệu đều dẫn đến giá trị hash khác biệt, cảnh báo người tham gia về khả năng cố tình chỉnh sửa trái phép.

Tính bất biến nghĩa là sau khi dữ liệu đã được ghi vào một khối và thêm vào chuỗi thì không thể bị chỉnh sửa ngược lại mà không bị phát hiện—đặc tính này xây dựng lòng tin vững chắc cho ứng dụng của blockchain từ lĩnh vực tài chính đến quản lý chuỗi cung ứng.

Nguồn gốc của blockchain bắt nguồn từ năm 2008 khi Satoshi Nakamoto xuất bản bài báo trắng giới thiệu Bitcoin—một hệ thống tiền điện tử ngang hàng dựa trên công nghệ blockchain nhằm mục đích xử lý thanh toán kỹ thuật số an toàn mà không cần sự giám sát trung tâm. Kể từ đó, sáng kiến mở rộng ra ngoài tiền điện tử sang nhiều lĩnh vực khác như hợp đồng thông minh—các thỏa thuận tự động thực thi đã lập trình trực tiếp trên blockchain—and tài chính phi tập trung (DeFi), cung cấp dịch vụ tài chính mà không cần qua trung gian truyền thống.

Dù có nhiều ưu điểm nổi bật nhưng hiểu rõ cách hoạt động của blockchain cũng bao gồm việc nhận thức về những thách thức hiện tại như vấn đề mở rộng quy mô nơi mạng lưới gặp khó khăn với lưu lượng giao dịch lớn; lo ngại môi trường do quá trình khai thác tiêu hao năng lượng; sự chưa rõ ràng về quy định ảnh hưởng đến việc chấp nhận rộng rãi; cùng với những lỗ hổng bảo mật chủ yếu liên quan đến lỗi phần mềm hợp đồng thông minh hơn là do lỗi vốn có trong nền tảng protocol.

Tóm lại, hoạt động của blockchain dựa trên sự kết hợp giữa phân quyền, biện pháp an ninh mật mã mạnh mẽ, cơ chế đồng thuận để xác nhận giao dịch—and lưu trữ hồ sơ bất biến—những yếu tố này cùng nhau tạo ra sổ cái kỹ thuật số minh bạch nhưng vẫn an toàn có khả năng chuyển đổi nhiều ngành nghề vượt xa chỉ lĩnh vực tiền điện tử.