Blockchain là một công nghệ đột phá đang thu hút sự chú ý bởi tiềm năng to lớn trong việc thay đổi cách thức chúng ta lưu trữ, truyền tải và quản lý thông tin. Blockchain được ví như “cuốn sổ cái kỹ thuật số” phi tập trung, lưu trữ thông tin một cách an toàn, minh bạch và không thể thay đổi. Công nghệ này đang tạo ra những thay đổi to lớn trong nhiều lĩnh vực, từ tài chính, y tế, chuỗi cung ứng đến quản trị nhà nước. Vậy Blockchain là gì? Hoạt động của Blockchain như thế nào? Ứng dụng trong cuộc sống ra sao? Hãy cùng CIT tìm hiểu ngay sau đây nhé!

Công nghệ Blockchain là gì?

Công nghệ Blockchain là một cơ chế sổ cái phân tán, lưu trữ thông tin một cách an toàn, minh bạch và không thể thay đổi. Dữ liệu được ghi lại thành các khối liên kết với nhau thông qua mật mã hóa, tạo thành một chuỗi khối.

Blockchain (hay chuỗi khối), là một hệ thống cơ sở dữ liệu tiên tiến cho phép chia sẻ thông tin minh bạch trong một mạng lưới kinh doanh. Công nghệ Blockchain là một hệ thống lưu trữ thông tin đặc biệt, gồm một chuỗi các khối liên kết với nhau thông qua một mã hóa tiên tiến. Thông tin lưu trữ được phân tán và sao lưu trên nhiều nút (nodes) khác nhau trong mạng. Điều này giúp đảm bảo tính toàn vẹn và an toàn của thông tin.

Cơ sở dữ liệu chuỗi khối là một công nghệ lưu trữ và truyền thông tin mà không thể bị chỉnh sửa hoặc xóa bỏ. Được xây dựng dựa trên nguyên tắc phân cấp, tạo ra các khối dữ liệu, mỗi khối có chứa thông tin về các giao dịch diễn ra trong một khoảng thời gian nhất định.

Các khối như vậy được liên kết với nhau thông qua mã hóa và công nghệ mật mã, tạo thành một chuỗi chặn (chain) không thể thay đổi. Mỗi khi một khối mới được thêm vào chuỗi, nó kế thừa dữ liệu của khối trước đó. Điều này tạo ra một hệ thống phân tán, nơi thông tin được lưu trữ trên nhiều máy tính trong mạng lưới và không thể chỉnh sửa một cách độc lập.

Blockchain là sự kết hợp giữa 3 loại công nghệ:

Công nghệ chuỗi khối đại diện cho một cách tiếp cận mới mẻ và đột phá trong việc quản lý dữ liệu và giao dịch trực tuyến. Đây không chỉ là một công nghệ đơn thuần, mà nó là sự kết hợp giữa 3 loại công nghệ chính: Mật mã học, Mạng ngang hàng, và Lý thuyết trò chơi.

Mật mã học (Cryptography): Công nghệ này đảm bảo tính minh bạch, toàn vẹn và riêng tư của dữ liệu thông qua mã hóa và giải mã. Bằng cách sử dụng public key và hàm hash, mỗi giao dịch được mã hóa bằng một khóa riêng tự động và chỉ có người nhận cuối cùng mới có thể giải mã.
Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer Network): Hệ thống Blockchain hoạt động trên nguyên tắc phi tập trung, thay vì có một bên trung gian quản lý tất cả thông tin và giao dịch, Blockchain sử dụng một mạng lưới các nút (nodes) phân tán, trong đó mỗi nút trong mạng được xem như một client và cũng là server để lưu trữ bản sao dữ liệu.
Lý thuyết trò chơi (Game Theory): Sử dụng các giao thức Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS),… để đảm bảo tính đồng thuận và nhất quán trong mạng. Tạo ra một hệ thống tự quản và tự duy trì, nơi mỗi thành viên tham gia có động lực để duy trì tính đồng thuận và an toàn của mạng lưới.

Sự kết hợp của 3 loại công nghệ này đã tạo nên một hệ thống Blockchain mạnh mẽ và đáng tin cậy, mang lại tiềm năng cải thiện đáng kể cho nhiều lĩnh vực trong cuộc sống và kinh doanh.

>> Xem thêm: Thiết kế ứng dụng blockchain theo yêu cầu với CIT Software

Blockchain có bao nhiêu loại?

Hệ thống Blockchain được chia thành 3 loại chính, bao gồm: Public Blockchain (chuỗi khối công khai), Private Blockchain (chuỗi khối riêng tư), Consortium Blockchain (kết hợp giữa hai loại trên).

Public Blockchain: Đây là loại Blockchain công khai, mở rộng cho tất cả mọi người tham gia, đọc, viết và xác thực dữ liệu trên chuỗi khối. Bất kỳ ai cũng có thể tham gia vào quá trình xác minh và thực hiện giao dịch. Ví dụ điển hình của Public Blockchain là Bitcoin và Ethereum.
Private Blockchain: Đây là loại Blockchain được sử dụng nội bộ bởi một nhóm hoặc tổ chức cụ thể. Người dùng chỉ có quyền đọc dữ liệu, và không có quyền ghi, vì điều này thuộc về bên tổ chức thứ ba. Tổ chức này có thể hoặc không cho phép người dùng đọc dữ liệu trong một số trường hợp, và có toàn quyền quyết định mọi thay đổi trên Blockchain. Thông tin trong private blockchain thường không công khai và chỉ các thành viên được ủy quyền mới có thể truy cập và tham gia vào quá trình xác minh giao dịch. Loại Blockchain này thường được sử dụng trong các tổ chức tài chính hoặc doanh nghiệp. Nó chỉ cho phép một số lượng giới hạn các bên tham gia xác minh và lưu trữ giao dịch. Do đó, tốc độ và hiệu suất giao dịch thường nhanh hơn public blockchain. Ví dụ: chuỗi khối của Hyperledger Fabric được sử dụng bởi IBM.
Consortium Blockchain (Permissioned): Consortium blockchain là sự kết hợp giữa public và private blockchain. Nó cho phép một nhóm chọn lọc các tổ chức hoặc cá nhân cụ thể tham gia vào việc kiểm soát mạng lưới. Các thành viên của consortium blockchain thường cùng nhau thực hiện các chức năng quản lý và xác thực giao dịch. Ví dụ: chuỗi khối của R3 Corda được sử dụng bởi các ngân hàng.

Các phiên bản của công nghệ Blockchain

Bảng tóm tắt các phiên bản Blockchain:

Phiên bản	Tên gọi	Ứng dụng chính	Ví dụ
1.0	Cryptocurrency	Tiền kỹ thuật số	Bitcoin
2.0	Smart Contract	Hợp đồng thông minh	Ethereum
3.0	Dapps (Decentralized applications)	Ứng dụng phi tập trung	CryptoKitties, Uniswap
4.0	Blockchain For industry	Ngành công nghiệp	IBM Food Trust, Hyperledger Fabric

Hiện nay, có 4 phiên bản chính của công nghệ Blockchain:

Blockchain 1.0 – Cryptocurrency (Tiền kỹ thuật số): Đây là phiên bản đầu tiên và nổi tiếng nhất của Blockchain. Tiền mã hóa được coi là ứng dụng tiên phong của công nghệ Blockchain, với sự ra đời và phát triển mạnh mẽ của Bitcoin. Nhờ việc triển khai sổ cái phân tán (DLT), các giao dịch tài chính giữa các bên có thể được thực hiện một cách nhanh chóng và hiệu quả. Đến nay, đã có rất nhiều loại tiền mã hóa khác ngoài Bitcoin được ra đời, thể hiện sự bùng nổ mạnh mẽ của loại tiền tệ dựa trên ứng dụng công nghệ Blockchain. Chuối khối 1.0 hỗ trợ giao dịch và thiết thập hệ thống thanh toán, cho phép việc lưu trữ và thực hiện các giao dịch tài chính một cách minh bạch và an toàn.
Blockchain 2.0 – Smart Contract (Hợp đồng thông minh): Blockchain 2.0 mở rộng ứng dụng của Blockchain vào các hợp đồng thông minh và các ứng dụng tài chính. Hợp đồng thông minh là các chương trình tự động thực thi các điều khoản hợp đồng khi các điều kiện được đáp ứng mà không cần sự can thiệp của bên thứ ba nào, cho phép thực hiện các giao dịch phức tạp hơn, không chỉ đơn giản là chuyển tiền. Ứng dụng chuỗi khối vào kinh tế, tài chính, chứng khoán, trái phiếu,… Ethereum là ví dụ tiêu biểu cho chuỗi khối 2.0.
Blockchain 3.0 – Dapps (Ứng dụng phi tập trung): Chuỗi khối 3.0 tập trung vào việc phát triển các ứng dụng phi tập trung (Dapps) trên nền tảng Blockchain. Dapps là các ứng dụng hoạt động trên mạng ngang hàng, không cần đến sự can thiệp của bên thứ ba. Hướng đến mục tiêu mở rộng ứng dụng blockchain ra ngoài lĩnh vực tài chính, áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác như: giáo dục, y tế, chính phủ, nghệ thuật, logistics,…
Blockchain 4.0 – Blockchain For industry (Ngành công nghiệp): Mục tiêu của chuỗi khối 4.0 là kế thừa và phát triển dựa trên việc ứng dụng các tính năng của 3 thế hệ trước đó. Phiên bản này được coi là bước tiến lớn nhất, bao gồm cải tiến về hiệu suất, bảo mật, quyền riêng tư và tạo ra khả năng tích hợp với các công nghệ khác như trí tuệ nhân tạo (AI), Internet of Things (IoT) và Big Data. Điều này mở ra cánh cửa cho những ứng dụng mới, như blockchain trong y tế, bất động sản, chuỗi cung ứng, quản lý danh tính, và nhiều hơn nữa.

Công nghệ Blockchain đã trở thành một nguồn cảm hứng to lớn cho nhiều ngành công nghiệp, từ kinh tế, tài chính, y tế, giáo dục, đến bất động sản, chuỗi cung ứng, v.v. Từ việc cung cấp tính bảo mật cao đến độ tin cậy trong giao dịch, công nghệ này đang thay đổi cách thức chúng ta hoạt động và tạo ra cơ hội mới cho sự phát triển và tiến bộ.

Các đặc điểm nổi bật của công nghệ Blockchain

Công nghệ Blockchain là một trong những đổi mới quan trọng nhất của thời đại kỹ thuật số, với các đặc điểm nổi bật sau:

Không thể làm giả, thay đổi, không thể phá hủy các chuỗi Blockchain: Mỗi khối dữ liệu được mã hóa và liên kết với khối trước đó, tạo thành một chuỗi liên kết không thể tách rời. Bất kỳ thay đổi nào trên một khối dữ liệu sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ chuỗi, khiến việc làm giả hoặc thay đổi dữ liệu trở nên vô cùng khó khăn. Từ đó tăng cường tính an toàn và độ tin cậy.
Bất biến: Dữ liệu đã được ghi vào chuỗi khối được lưu trữ mãi mãi, và không thể bị thay đổi hoặc xóa bỏ. Điều này đảm bảo tính toàn vẹn và chính xác của dữ liệu, giúp người dùng có thể truy xuất thông tin một cách dễ dàng và minh bạch.
Bảo mật: Các giao dịch trên chuỗi khối được mã hóa và liên kết với khối trước đó thông qua một quy trình gọi là mã hash. Thông tin và dữ liệu được phân tán trên nhiều nút trong mạng lưới, làm cho việc tấn công và xâm nhập trở nên khó khăn, đảm bảo an toàn tuyệt đối.
Minh bạch: Mọi giao dịch trên chuỗi khối đều được ghi lại một cách công khai. Bất kỳ ai cũng có thể truy cập và kiểm tra dữ liệu. Điều này tạo ra một môi trường minh bạch và đáng tin cậy, giảm thiểu sự phụ thuộc vào các bên trung gian.
Hợp đồng thông minh: Là các hợp đồng kỹ thuật số được nhúng trong đoạn mã if-this-then-that (IFTTT), cho phép chúng tự động thực thi mà không cần sự can thiệp của bên thứ ba trong quá trình thực hiện các giao dịch và thỏa thuận. Các điều khoản trong hợp đồng được thực thi khi các điều kiện được đáp ứng. Hợp đồng thông minh có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như tài chính, chuỗi cung ứng, bảo hiểm, v.v.

Những đặc điểm này làm cho Blockchain trở thành một công nghệ mang tính cách mạng với khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ tài chính, y tế đến quản lý chuỗi cung ứng và bảo mật thông tin.

Cấu trúc và cơ chế hoạt động của Blockchain

Công nghệ chuỗi khối hoạt động dựa trên các nguyên tắc sau.

Cấu trúc của chuỗi khối:

Blockchain được cấu tạo từ các khối (block) liên kết với nhau theo chuỗi (chain). Mỗi khối chứa:
Dữ liệu: thông tin về các giao dịch, hợp đồng, hoặc bất kỳ dữ liệu nào khác cần lưu trữ.
Mã băm (hash): mã nhận dạng duy nhất của khối, là một hàm toán học biến đổi dữ liệu đầu vào thành một chuỗi ký tự có độ dài cố định, được tạo ra dựa trên nội dung của khối và mã băm của khối trước.
Dấu thời gian: thời điểm khởi tạo ra khối.
Mỗi khi có giao dịch mới xảy ra, nó sẽ được tạo thành một khối mới và được thêm vào chuỗi.

Cơ chế hoạt động của chuỗi khối:

Tạo khối: Khi một giao dịch mới xảy ra trên mạng lưới Blockchain, nó sẽ được gom vào một nhóm các giao dịch trong cùng một thời điểm. Nhóm giao dịch này sẽ được tạo thành một khối mới.
Xác minh khối: Để thêm khối mới vào chuỗi, các nút (node) trong mạng lưới sẽ thực hiện việc xác minh tính hợp lệ của khối. Quá trình xác minh này được thực hiện dựa trên các thuật toán đồng thuận khác nhau, phổ biến nhất là Proof of Work (PoW) và Proof of Stake (PoS).
Thêm khối vào chuỗi: Sau khi khối được xác minh thành công, nó sẽ được thêm vào chuỗi Blockchain. Quá trình này được thực hiện bằng cách liên kết mã băm của khối mới với mã băm của khối trước đó, tạo thành một chuỗi liên tục.
Lưu trữ dữ liệu: Dữ liệu trong Blockchain được lưu trữ trên tất cả các nút trong mạng lưới. Điều này giúp đảm bảo tính bảo mật và toàn vẹn của dữ liệu. Bất kỳ thay đổi nào đối với dữ liệu trong một khối sẽ ảnh hưởng đến mã băm của khối đó và tất cả các khối sau nó. Do đó, việc giả mạo hoặc sửa đổi dữ liệu trên chuỗi khối là vô cùng khó khăn và tốn thời gian.
Truy cập dữ liệu: Bất kỳ ai cũng có thể truy cập dữ liệu trên Blockchain. Tuy nhiên, để truy cập dữ liệu trong một khối, người dùng cần phải có khóa riêng (private key) tương ứng với khóa công khai (public key) được sử dụng để tạo ra mã băm của khối đó.

Ví dụ:

Hãy tưởng tượng bạn gửi 100 USD cho Bob. Giao dịch của bạn sẽ được ghi lại vào một khối mới. Khối mới này sẽ được thêm vào chuỗi Blockchain sau khi được xác minh bởi các nút trong mạng lưới. Sau khi được thêm vào chuỗi, khối mới được liên kết với khối trước đó. Sổ cái của mạng lưới được cập nhật để phản ánh giao dịch mới. Bob nhận được 100 USD, và giao dịch của bạn sẽ không thể thay đổi hoặc xóa.

Ứng dụng công nghệ Blockchain trong thực tiễn

Blockchain đã có nhiều ứng dụng trong cuộc sống và tạo ra những sự thay đổi tích cực trong nhiều lĩnh vực. Dưới đây là một số ứng dụng cụ thể:

Tiền mã hóa – Tiền điện tử

Bitcoin, Ethereum, Litecoin là những ví dụ điển hình.
Cho phép giao dịch, thanh toán trực tuyến an toàn, nhanh chóng, minh bạch mà không cần qua trung gian.
Mở ra tiềm năng thay đổi hệ thống tài chính truyền thống.

Dịch vụ tài chính, ngân hàng

Tăng tốc độ và hiệu quả thanh toán.
Tự động hóa các quy trình thủ công, tiết kiệm thời gian và chi phí giao dịch.
Cải thiện tính minh bạch và tăng cường bảo mật cho các giao dịch tài chính.
Ví dụ: Hệ thống thanh toán Ripple sử dụng Blockchain để thực hiện giao dịch quốc tế nhanh chóng và chi phí thấp hơn.

Hợp đồng thông minh

Tự động thực thi các điều khoản hợp đồng khi các điều kiện được đáp ứng.
Loại bỏ sự cần thiết cho bên trung gian.
Tăng tính minh bạch, giảm thiểu rủi ro gian lận và vi phạm hợp đồng.
Ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như tài chính, bảo hiểm, bất động sản,…

Quản lý chuỗi cung ứng, logistics:

Theo dõi nguồn gốc và quản lý thông tin về hàng hóa từ khi sản xuất cho đến khi đến tay người tiêu dùng.
Đảm bảo tính minh bạch và tăng hiệu quả chuỗi cung ứng.
Giảm thiểu thủ tục giấy tờ và chi phí vận hành. Tránh gian lận và hàng giả.
Ví dụ: Hệ thống IBM Food Trust sử dụng Blockchain để theo dõi nguồn gốc thực phẩm.

Ứng dụng bán lẻ

Tạo ra hệ thống thanh toán trực tuyến an toàn và nhanh chóng.
Quản lý danh tính khách hàng và chương trình khách hàng thân thiết.
Hệ thống quản lý hàng tồn kho hiệu quả.
Xác minh nguồn gốc của sản phẩm, tăng tính minh bạch trong các giao dịch bán lẻ.
Tăng cường trải nghiệm khách hàng.

Trò chơi điện tử

Tạo ra các vật phẩm ảo và có thể giao dịch được.
Cho phép người chơi sở hữu và quản lý tài sản trong trò chơi.
Mở ra các mô hình kinh doanh mới trong ngành trò chơi điện tử.
Ví dụ: CryptoKitties là một trò chơi nuôi mèo ảo sử dụng Blockchain để quản lý tài sản ảo.

Bảo mật dữ liệu và bảo vệ quyền riêng tư

Lưu trữ dữ liệu an toàn, mã hóa và phân quyền truy cập dữ liệu, quản lý quyền riêng tư của người dùng.
Cho phép người dùng kiểm soát dữ liệu của họ, bảo vệ thông tin cá nhân một cách hiệu quả.
Giảm thiểu rủi ro rò rỉ dữ liệu, nâng cao tính bảo mật cho các ứng dụng phi tập trung.
Ví dụ: Hệ thống Civic sử dụng Blockchain để xác minh danh tính cá nhân.

Y tế, chăm sóc sức khỏe

Lưu trữ hồ sơ y tế an toàn và bảo mật, từ việc lưu trữ lịch sử bệnh án đến theo dõi thuốc và điều trị.
Chia sẻ dữ liệu y tế giữa các nhà cung cấp dịch vụ một cách an toàn.
Cải thiện hiệu quả nghiên cứu y tế.
Ví dụ: Hệ thống Gem sử dụng Blockchain để lưu trữ hồ sơ y tế điện tử.

Nhận dạng kỹ thuật số

Tạo ra các hệ thống nhận dạng kỹ thuật số an toàn và bảo mật.
Cho phép xác minh danh tính trực tuyến một cách dễ dàng.
Bảo vệ quyền riêng tư, ngăn chặn các hình thức gian lận hoặc đánh cắp danh tính.
Ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như tài chính, chính phủ, dịch vụ công,…

Ngoài ra, Blockchain còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như năng lượng, bỏ phiếu, giáo dục, âm nhạc, nghệ thuật, chính phủ, nhà nước,…, mở ra một tương lai đầy triển vọng và đổi mới cho nền kinh tế và xã hội.

Tương lai của công nghệ Blockchain

Blockchain đang trở thành xu hướng công nghệ phát triển mạnh mẽ và có tiềm năng lớn trong tương lai. Được biết đến ban đầu thông qua việc hỗ trợ các giao dịch tiền điện tử, blockchain ngày càng được các doanh nghiệp và tổ chức khác sử dụng để giải quyết nhiều vấn đề khác nhau. Vậy tương lai của công nghệ này sẽ như thế nào?

Một trong những tương lai tiềm năng của blockchain là sự phổ biến trong lĩnh vực tài chính. Công nghệ này sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các dịch vụ tài chính mới, chẳng hạn như thanh toán và chuyển tiền quốc tế. Sự an toàn, nhanh chóng và chi phí thấp của blockchain là những yếu tố quan trọng giúp tối ưu hóa các giao dịch tài chính.

Bên cạnh đó, blockchain cũng sẽ thay đổi cách thức hoạt động của các ngành công nghiệp khác như y tế, bất động sản và chuỗi cung ứng. Các dữ liệu y tế được lưu trữ trên blockchain sẽ giúp cải thiện quá trình chăm sóc sức khỏe và tăng cường bảo mật thông tin cá nhân. Trên thị trường bất động sản, công nghệ blockchain có thể giảm bớt sự mất trắng trong quá trình giao dịch và tăng cường độ tin cậy giữa các bên liên quan. Trong chuỗi cung ứng, blockchain giúp theo dõi và quản lý quá trình vận chuyển và lưu trữ hàng hóa một cách minh bạch và hiệu quả hơn.

Ngoài ra, xác thực danh tính cũng là một lĩnh vực mà blockchain sẽ thay đổi. Blockchain có khả năng tạo ra các mã thông tin có thể xác định một cách duy nhất mà không thể chỉnh sửa. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro của việc xâm nhập và gian lận, đồng thời cải thiện quá trình tự động hóa và tiết kiệm thời gian, tiền bạc.

Tương lai của công nghệ Blockchain là vô cùng hứa hẹn. Khả năng lưu trữ và truyền tải thông tin một cách minh bạch và an toàn sẽ thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp khác nhau.