Hiểu rõ blockchain qua một bài viết: Hướng dẫn đầy đủ từ nguyên lý đến ứng dụng

Blockchain thực sự đang làm gì?

Nhiều người đã nghe qua khái niệm blockchain, nhưng không nhiều người hiểu rõ về nó. Nói một cách đơn giản, blockchain giống như một cuốn sổ cái do hàng nghìn người cùng duy trì. Khác với cơ sở dữ liệu truyền thống do một công ty hoặc tổ chức kiểm soát, ghi chép trong blockchain được các nút mạng phân tán trên toàn cầu cùng bảo quản và xác thực, đó chính là gọi là phi tập trung.

Hãy tưởng tượng bạn muốn chuyển tiền cho bạn bè. Trong hệ thống ngân hàng truyền thống, ngân hàng là trung gian, quyết định xem giao dịch có hợp lệ hay không. Còn trên blockchain, hàng nghìn máy tính cùng xác thực giao dịch này, đảm bảo không ai gian lận. Khi giao dịch được xác nhận, nó sẽ được ghi lại vĩnh viễn, không thể thay đổi.

Tại sao gọi là “Blockchain”? Tên này có ý nghĩa gì?

“Blockchain” gồm hai từ “block” (khối) và “chain” (chuỗi), tượng trưng cho đặc tính cốt lõi của công nghệ này.

Mỗi giao dịch được ghi trong một khối (Block), giống như một trang trong sổ cái. Khi trang này đầy, nó tạo thành một khối hoàn chỉnh. Theo thời gian, ngày càng nhiều khối được tạo ra. Những khối này không tồn tại độc lập, mà được kết nối bằng kỹ thuật mật mã (Chain), tạo thành một chuỗi theo thứ tự thời gian. Một khi một khối được thêm vào chuỗi, gần như không thể sửa đổi, vì thay đổi nó sẽ làm tất cả các khối sau đó trở nên vô hiệu.

Một khối gồm những thành phần nào?

Để hiểu cách hoạt động của blockchain, trước tiên cần biết mỗi khối chứa những gì. Thông thường, mỗi khối gồm ba phần chính:

Dữ liệu giao dịch (Data)
Nội dung trong khối phụ thuộc vào mục đích sử dụng. Ví dụ như Bitcoin, khối ghi lại chi tiết của từng giao dịch chuyển tiền, bao gồm địa chỉ người gửi, người nhận, số lượng và dấu thời gian.

Mã định danh duy nhất (Hash) Mỗi khối có một mã hash duy nhất, giống như vân tay của con người, không có hai mã hash nào giống nhau hoàn toàn trên thế giới. Mã này giúp mạng nhanh chóng định vị và nhận diện khối cụ thể. Quan trọng hơn, nếu ai đó cố gắng sửa đổi dữ liệu trong khối, mã hash sẽ thay đổi ngay lập tức, và sự thay đổi này sẽ truyền sang tất cả các khối sau, làm lộ rõ hành vi gian lận.

Hash của khối trước đó Mỗi khối mới đều ghi lại mã hash của khối trước đó, tạo thành một chuỗi không thể đứt quãng. Nếu ai đó cố gắng sửa đổi một khối cũ, tính toàn vẹn của chuỗi sẽ bị phá vỡ. Để chống lại tấn công này, hầu hết các chuỗi công khai sử dụng cơ chế chứng minh công việc (PoW), khiến việc sửa đổi lịch sử trở nên kinh tế không khả thi.

Blockchain hoạt động như thế nào trong các giao dịch thực tế?

Hãy xem một ví dụ cụ thể về cách blockchain xử lý một giao dịch. Giả sử Trần A muốn gửi Bitcoin cho B.

Bước 1: Khởi tạo giao dịch
Trần A nhập thông tin giao dịch trong ví mã hóa của mình: địa chỉ ví, địa chỉ người nhận, số Bitcoin muốn chuyển. Giao dịch này được phát tán ra toàn bộ mạng blockchain, vào hàng đợi chờ xác thực.

Bước 2: Các thợ mỏ xác thực
Các thợ mỏ (máy tính chạy phần mềm xác thực) bắt đầu kiểm tra giao dịch này. Họ cần xác nhận hai điều quan trọng: thứ nhất, Trần A có đủ Bitcoin trong ví; thứ hai, giao dịch được ký bằng chữ ký mật mã xác nhận chính chủ Trần A đã khởi tạo. Khi xác thực xong, giao dịch vào trạng thái chờ đóng gói.

Bước 3: Giao dịch được đóng gói thành khối mới
Trong cơ chế chứng minh công việc của Bitcoin, khoảng mỗi 10 phút sẽ có một khối mới được tạo ra. Thợ mỏ sẽ hợp nhất nhiều giao dịch chờ xác thực thành một khối mới.

Bước 4: Phản hồi đồng thuận toàn mạng
Sau khi khối mới được tạo, nó sẽ được truyền tới tất cả các nút mạng. Mỗi nút kiểm tra tính hợp lệ của các giao dịch trong khối, mã hash có liên kết đúng với khối trước. Khi hơn 51% nút xác nhận đúng, khối mới chính thức được thêm vào chuỗi, giao dịch hoàn tất.

Các thợ mỏ sau khi xác thực thành công sẽ nhận phần thưởng, thường là tiền mã hóa mới sinh ra và phí giao dịch. Cơ chế này đảm bảo an toàn cho mạng lưới.

Các loại blockchain khác nhau?

Blockchain không chỉ có một dạng, mà phân thành ba loại chính dựa trên quyền truy cập và sự tham gia:

Chuỗi công cộng (Public Blockchain)

• Ai cũng có thể tham gia, không cần xin phép
• Dữ liệu giao dịch hoàn toàn minh bạch công khai
• Dữ liệu gần như không thể sửa đổi, độ an toàn cao
• Tốc độ giao dịch chậm hơn, tiêu thụ năng lượng lớn
• Ví dụ: Bitcoin, Ethereum, Polkadot, Solana, Cardano, BNB Chain
• Ứng dụng: tiền mã hóa, hợp đồng thông minh, danh tính số, Internet vạn vật

Chuỗi liên minh (Consortium Blockchain)

• Chỉ các tổ chức hoặc cơ quan được ủy quyền mới tham gia
• Kết hợp tính minh bạch của công khai và kiểm soát của riêng tư
• Tốc độ giao dịch nhanh, chi phí thấp
• Phức tạp trong thiết kế quyền hạn, chưa có tiêu chuẩn chung
• Ví dụ: Hyperledger, FISCO BCOS, R3 CEV
• Ứng dụng: thanh toán liên ngân hàng, chuỗi cung ứng năng lượng, bồi thường bảo hiểm, Internet vạn vật

Chuỗi riêng (Private Blockchain)

• Quyền đọc, ghi hoàn toàn do một tổ chức hoặc cơ quan kiểm soát
• Tốc độ giao dịch nhanh nhất, bảo vệ quyền riêng tư tốt nhất
• Khó bị tấn công từ bên ngoài
• Mức độ phi tập trung thấp nhất, dễ bị thao túng
• Ví dụ: KitChain của Eris Industries, Quorum
• Ứng dụng: quản lý dữ liệu doanh nghiệp, kiểm toán nội bộ, lưu trữ thông tin nhạy cảm

Blockchain có những ưu điểm gì so với công nghệ truyền thống?

An toàn vô song
Mọi giao dịch trong blockchain đều được bảo vệ bằng mật mã, một khi đã ghi nhận thì không thể sửa đổi, kể cả quản trị hệ thống cũng không thể xóa hoặc chỉnh sửa các giao dịch đã xác nhận. Tính không thể thay đổi này mang lại sự bảo vệ an toàn chưa từng có cho người dùng.

Theo dõi toàn diện giao dịch
Tất cả giao dịch đều được ghi trong cơ sở dữ liệu phân tán, mỗi dòng tiền đều có dấu vết rõ ràng. Dù dòng tiền đi qua bao nhiêu bước, đều có thể truy vết toàn bộ hành trình qua blockchain. Điều này rất hữu ích trong chống rửa tiền, theo dõi nguồn hàng giả.

Hiệu quả giao dịch tăng đáng kể
Loại bỏ trung gian, giúp giao dịch nhanh hơn. Thanh toán xuyên biên giới không cần qua nhiều ngân hàng, giảm chi phí đáng kể. Việc thanh toán và đối soát giữa các thành viên blockchain cũng có thể tự động hóa.

Độ chính xác cao hơn
Cơ sở dữ liệu truyền thống do một tổ chức quản lý, dễ xảy ra lỗi con người. Giao dịch trong blockchain cần nhiều nút xác thực độc lập mới có hiệu lực, giảm thiểu sai sót. Đồng thời, mỗi biến đổi tài sản đều được ghi riêng biệt, gần như không thể xảy ra chi tiêu chồng.

Những hạn chế chính của blockchain hiện nay

Dù công nghệ blockchain có triển vọng lớn, nhưng vẫn còn một số vấn đề cần giải quyết:

Nguy cơ mất chìa khóa
Nếu người dùng quên hoặc mất chìa khóa riêng, tài sản lưu trong blockchain sẽ mãi mãi không thể lấy lại. Mô hình này hoàn toàn dựa vào trách nhiệm cá nhân, gây thách thức cho người dùng chưa thành thạo kỹ thuật.

Tiêu thụ năng lượng lớn
Các chuỗi công khai dùng cơ chế chứng minh công việc (PoW) như Bitcoin cần lượng điện và sức mạnh tính toán lớn để đào và xác thực, gây ra tác động môi trường và chi phí kinh tế.

Chậm trong đạt được đồng thuận
Trong chuỗi liên minh và riêng, việc thỏa thuận nhiều bên để nâng cấp, phát triển thường chậm hơn, hạn chế tốc độ đổi mới công nghệ.

Tiềm năng sử dụng không đúng mục đích
Tính ẩn danh của blockchain đôi khi bị lợi dụng cho hoạt động phi pháp, là vấn đề các cơ quan quản lý đặc biệt quan tâm.

Ứng dụng thực tế của blockchain?

Tiềm năng của blockchain vượt xa tiền mã hóa. Hiện nay, nó đã được ứng dụng trong nhiều ngành, thể hiện tiềm năng phát triển lớn.

Quản lý chuỗi cung ứng và logistics
Hàng hóa từ sản xuất đến người tiêu dùng đi qua nhiều bước, mỗi bước tạo ra dữ liệu lớn. Ghi lại toàn bộ quá trình bằng blockchain giúp truy vết nguồn gốc nhanh chóng, xác định vấn đề chính xác. IBM Food Trust dùng blockchain để giám sát chuỗi cung ứng thực phẩm, khi có vấn đề có thể nhanh chóng xác định trách nhiệm. Thương hiệu trà Đài Loan “Vương Đức Truyền” dùng blockchain để ghi lại nguồn gốc và quy trình sản xuất trà, khách hàng quét mã QR có thể xem toàn bộ quá trình.

Quản lý quyền sở hữu trí tuệ và tài sản
Quá trình xác minh và chuyển nhượng quyền sở hữu truyền thống phức tạp, dễ sai sót. Lưu trữ thông tin quyền sở hữu trên blockchain giúp đảm bảo tính chính xác và không thể sửa đổi. NFT (Token không thể thay thế) mở ra hình thức mới cho ứng dụng này. Nghệ sĩ có thể chuyển tác phẩm thành NFT để đảm bảo tính độc nhất và quyền sở hữu. Người nổi tiếng có thể dùng NFT để tương tác với fan, fan mua NFT vừa ủng hộ idol, vừa nhận được nội dung và quyền lợi độc quyền.

Quản lý dữ liệu y tế và sức khỏe
Bảo mật và riêng tư của thông tin y tế rất quan trọng. Lưu trữ hồ sơ bệnh án trên blockchain giúp chia sẻ dữ liệu giữa các bệnh viện trong khi vẫn bảo vệ quyền riêng tư. Estonia đã thực hiện lưu trữ hồ sơ y tế toàn quốc trên blockchain, dữ liệu khám chữa bệnh chỉ được truy cập khi có ủy quyền. Bộ Y tế Đài Loan đang nghiên cứu dùng blockchain để chia sẻ an toàn hồ sơ bệnh án giữa các bệnh viện, bệnh nhân không cần mang theo giấy tờ khi chuyển viện.

Tiền mã hóa và đổi mới tài chính
Lĩnh vực ứng dụng phát triển nhất của blockchain. Bitcoin, Ethereum và các đồng tiền mã hóa khác chứng minh khả năng của blockchain trong lĩnh vực tài chính. Ngoài ra, còn dùng để phát hành trái phiếu số, chứng khoán kỹ thuật số. Ngân hàng Trung Quốc Quốc Tế tháng 6/2023 đã phát hành trái phiếu cấu trúc trị giá hơn 30 triệu USD trên Ethereum, thể hiện sự công nhận của các tổ chức tài chính truyền thống. Các ứng dụng tài chính phi tập trung (DeFi) thúc đẩy dân chủ hóa tài chính hơn nữa.

Làm thế nào để tham gia đầu tư vào blockchain?

Blockchain là công nghệ nền tảng, không thể đầu tư trực tiếp vào chính nó, nhưng chúng ta có thể đầu tư vào các sản phẩm dựa trên blockchain hoặc các công ty phát triển công nghệ này. Cách phổ biến nhất là mua và giao dịch tiền mã hóa.

Giao dịch spot — mức tối thiểu thấp nhất
Đây là hình thức đầu tư phổ biến nhất, tương tự như giao dịch cổ phiếu. Nhà đầu tư mua vào với giá thấp, bán ra khi giá tăng để kiếm lời chênh lệch. Ví dụ, mua 1 BTC ở mức 30,000 USD, bán ở mức 50,000 USD, sẽ lãi 20,000 USD. Số tiền mã hóa mua được cũng có thể chuyển vào ví của mình hoặc gửi tặng người khác.

Đào coin — phù hợp người yêu công nghệ
Đào coin là quá trình cung cấp sức mạnh tính toán để xác thực giao dịch và nhận phần thưởng bằng tiền mã hóa. Cần đầu tư phần cứng chuyên dụng và chi phí điện năng, phù hợp với nhà đầu tư có kỹ thuật và vốn.

Giao dịch phái sinh tiền mã hóa — rủi ro và cơ hội
Hợp đồng chênh lệch (CFD) là một sản phẩm tài chính phái sinh, cho phép nhà đầu tư giao dịch mà không cần sở hữu thực sự tiền mã hóa. Công cụ này giúp không cần quản lý khóa ví phức tạp, có thể giao dịch hai chiều, dùng đòn bẩy để kiểm soát vị thế lớn với vốn nhỏ. Tuy nhiên, đòn bẩy làm tăng khả năng lợi nhuận cũng như rủi ro thua lỗ, cần cẩn trọng.

Khi chọn phương thức đầu tư, cần dựa trên khả năng chịu rủi ro, trình độ kỹ thuật và quy mô vốn của bản thân. Công nghệ blockchain vẫn đang phát triển và hoàn thiện, hiểu rõ nguyên lý và tiềm năng ứng dụng sẽ giúp đưa ra quyết định đầu tư sáng suốt.