Chuyển tới nội dung chính

Blockchain là gì?

Giải thích thuật ngữ: sổ cái phân tán và blockchain

Trong tài liệu học thuật, văn bản quản lý và hoạt động chuyên môn, các thuật ngữ công nghệ sổ cái phân tán (distributed ledger technology, DLT) và blockchain thường được dùng thay thế cho nhau, nhưng xét chặt chẽ thì chúng không hoàn toàn đồng nghĩa.

Công nghệ sổ cái phân tán (DLT) là khái niệm rộng hơn, bao gồm các hệ thống cho phép ghi nhận, đồng bộ hóa và xác thực dữ liệu theo cách phân tán giữa nhiều bên tham gia mà không cần một cơ quan quản lý trung tâm.

Blockchain là một trường hợp cụ thể của DLT, trong đó dữ liệu được tổ chức thành các khối liên kết tuần tự và được bảo vệ bằng hàm băm mật mã. Không phải sổ cái phân tán nào cũng là blockchain, nhưng mọi blockchain đều thuộc nhóm công nghệ sổ cái phân tán.

Có thể hình dung sự khác biệt như sau: sổ cái tập trung do một bên vận hành và cập nhật; với sổ cái phân tán, nhiều nút cùng lưu và đồng bộ dữ liệu theo quy tắc chung. Blockchain bổ sung cấu trúc khối liên kết bằng giá trị băm vào mô hình sổ cái phân tán này.

Trong giáo trình này, thuật ngữ blockchain được dùng khi nói đến sổ cái phân tán có cấu trúc khối, chẳng hạn Bitcoin hoặc Ethereum. Thuật ngữ DLT được dùng khi bàn về phạm vi rộng hơn của các hệ thống phân tán, bao gồm cả những kiến trúc không tổ chức dữ liệu thành khối.

Định nghĩa blockchain​

Blockchain là một dạng sổ cái phân tán, trong đó dữ liệu được lưu dưới dạng một chuỗi các khối liên kết với nhau. Mỗi khối mới chứa một tham chiếu mật mã (giá trị băm) đến khối trước đó, tạo thành một chuỗi liên tục và bảo đảm tính toàn vẹn của toàn hệ thống.

Đặc điểm cốt lõi của công nghệ blockchain là sau khi dữ liệu được ghi nhận, không thể sửa đổi dữ liệu trong quá khứ mà không sửa toàn bộ các khối phía sau. Đặc tính này giúp blockchain chống lại hành vi giả mạo và can thiệp trái phép.

Về bản chất, blockchain là công nghệ lưu trữ và xác minh dữ liệu, có thể được sử dụng độc lập với tài sản mã hóa, dù trong thực tế hai lĩnh vực này thường gắn liền với nhau. Tuy nhiên, mô hình truy cập và quản trị có thể khác nhau; nội dung này được trình bày chi tiết trong phần các loại blockchain và sổ cái phân tán.

Nguồn gốc của công nghệ blockchain​

Những nền tảng khái niệm đầu tiên của blockchain được đặt ra năm 1991 trong công trình Cách đóng dấu thời gian cho tài liệu số của Stuart Haber và W. Scott Stornetta. Hai tác giả đề xuất sử dụng một chuỗi khối được bảo vệ bằng mật mã để ngăn tài liệu số bị giả mạo hoặc sửa đổi hồi tố.

Công trình này chưa đề cập đến tiền mã hóa hay mạng phi tập trung theo cách hiểu hiện nay, nhưng đã đưa ra ý tưởng then chốt: liên kết các bản ghi bằng giá trị băm mật mã. Sách trắng Bitcoin, công bố năm 2008, có dẫn chiếu trực tiếp đến nghiên cứu này.

Công nghệ blockchain được triển khai trong thực tế khi Bitcoin ra mắt năm 2009, sau khi sách trắng Bitcoin được công bố năm 2008. Mục tiêu của dự án là tạo ra một hệ thống thanh toán ngang hàng, hoạt động không cần các trung gian tập trung như ngân hàng hay tổ chức thanh toán.

Khái niệm hợp đồng thông minh đã được nhà khoa học Nick Szabo đề xuất từ năm 1994. Trong bài viết Hợp đồng thông minh, ông đưa ra định nghĩa sau:

Hợp đồng thông minh là một giao thức giao dịch được máy tính hóa, thực thi các điều khoản của hợp đồng. Những mục tiêu chung khi thiết kế hợp đồng thông minh là đáp ứng các điều kiện hợp đồng thông thường (như điều khoản thanh toán, quyền cầm giữ tài sản, tính bảo mật và cả việc thực thi), giảm thiểu các trường hợp ngoại lệ do cố ý hoặc vô tình, đồng thời giảm nhu cầu sử dụng trung gian đáng tin cậy. Những mục tiêu kinh tế liên quan bao gồm giảm tổn thất do gian lận, chi phí trọng tài và thực thi, cùng các chi phí giao dịch khác.

Định nghĩa này hoàn toàn phù hợp với nguyên lý hoạt động của hợp đồng thông minh hiện đại, vốn chỉ được ứng dụng rộng rãi sau khi blockchain Ethereum ra mắt năm 2015 (sách trắng Ethereum được công bố năm 2013).

Công nghệ blockchain giúp giải quyết bài toán niềm tin trong môi trường phân tán, nơi các bên tham gia mạng không buộc phải trực tiếp tin tưởng lẫn nhau hoặc dựa vào một trung gian trung tâm.

Nguyên lý hoạt động cơ bản của blockchain​

Blockchain là một chuỗi khối, trong đó mỗi khối thường chứa:

  • một tập hợp giao dịch hoặc bản ghi dữ liệu,
  • giá trị băm mật mã của khối trước đó,
  • thông tin kỹ thuật cần thiết để kiểm tra tính hợp lệ của khối.

Việc liên kết các khối bằng giá trị băm bảo đảm rằng bất kỳ thay đổi dữ liệu nào trong một khối cũng sẽ phá vỡ tính toàn vẹn của cả chuỗi. Cơ chế này là nền tảng của tính bất biến của các bản ghi trên blockchain. Cần nhấn mạnh rằng dữ liệu không bị xóa hay ghi đè: việc điều chỉnh được thực hiện bằng cách thêm bản ghi mới, còn thông tin gốc vẫn được lưu giữ lâu dài trong sổ cái.

Tính phi tập trung và tính phân tán​

Khác với cơ sở dữ liệu tập trung truyền thống, blockchain không được lưu tại một nơi duy nhất. Các bản sao của sổ cái được phân phối cho nhiều bên tham gia mạng, gọi là nút. Mỗi nút có thể lưu toàn bộ hoặc một phần blockchain và tự kiểm tra tính hợp lệ của dữ liệu được thêm vào.

Nhờ vậy, blockchain không có một điểm lỗi duy nhất. Trong các thử nghiệm nhằm tăng khả năng chịu lỗi, đã có những sáng kiến đặt nút blockchain bên ngoài Trái Đất. Cụ thể, một nút của mạng Ethereum đã được đưa lên Trạm Vũ trụ Quốc tế trong một sứ mệnh của SpaceX (nguồn).

Tính bất biến của dữ liệu​

Sau khi một khối được đưa vào blockchain, dữ liệu trong khối được coi là bất biến và chỉ có thể được bổ sung, làm rõ bằng các bản ghi mới như đã trình bày ở trên. Về lý thuyết, thông tin đã ghi nhận vẫn có thể bị thay đổi; nhưng trên thực tế, việc này đòi hỏi kiểm soát một phần đáng kể tài nguyên tính toán của mạng, khiến các cuộc tấn công như vậy không có lợi về kinh tế đối với những blockchain lớn.

Ví dụ, nếu sửa một giao dịch trong khối A, giá trị băm của khối A sẽ thay đổi. Tham chiếu đã lưu trong khối B kế tiếp không còn khớp, nên các nút có thể phát hiện việc sửa đổi. Chỉ tính lại các giá trị băm chưa đủ để lịch sử bị sửa được mạng chấp nhận: chuỗi hoặc trạng thái mới còn phải đáp ứng quy tắc đồng thuận.

Tính bất biến của dữ liệu là nền tảng tạo dựng niềm tin vào công nghệ blockchain.

Tổng kết​

Có thể hiểu blockchain là:

  • một công nghệ sổ cái phân tán,
  • một hệ thống không có cơ quan quản lý trung tâm,
  • một cơ chế bảo đảm tính minh bạch và tính toàn vẹn lâu dài của dữ liệu.

Nắm vững nguyên lý hoạt động cơ bản của blockchain là nền tảng cần thiết để tiếp tục tìm hiểu tài sản mã hóa, hợp đồng thông minh và tài chính phi tập trung.