Blockchain là gì?

Blockchain là một sổ cái số phân tán, trong đó các bản ghi đã xác thực được nhóm thành khối và liên kết bằng mật mã với lịch sử trước đó. Các bên tham gia mạng áp dụng quy tắc giao thức chung cho những cập nhật được đề xuất và dùng cơ chế đồng thuận để quyết định lịch sử hợp lệ nào sẽ được theo dõi. Thiết kế này làm cho việc thay đổi lịch sử trái phép trở nên có thể phát hiện và ngày càng khó hơn khi các giả định vận hành của mạng được đáp ứng — chứ không phải không thể trong mọi trường hợp. NISTIR 8202: Tổng quan công nghệ blockchain

Vì vậy, blockchain không chỉ là một cơ sở dữ liệu chứa hàm băm. Nó kết hợp cấu trúc dữ liệu, các quy tắc xác thực có thể được thực thi độc lập, trạng thái được sao chép và quy trình giải quyết những lịch sử cạnh tranh.

Vì sao dùng blockchain thay vì một cơ sở dữ liệu?

Cơ sở dữ liệu truyền thống có thể hiệu quả khi một quản trị viên đáng tin cậy được phép sắp xếp và chỉnh sửa bản ghi. Blockchain giải quyết một bài toán phối hợp khác: các bên tham gia duy trì những bản sao tương thích và có thể xác minh cập nhật mà không trao toàn bộ quyền quyết định lịch sử được chấp nhận cho một đơn vị vận hành cơ sở dữ liệu.

Sự đánh đổi này không miễn phí. Sao chép và đồng thuận làm tăng độ phức tạp về tính toán, truyền thông, lưu trữ và quản trị. Mạng không cần cấp phép phân phối khả năng tham gia theo quy tắc giao thức; mạng cần cấp phép giới hạn một số vai trò cho các thực thể được phê duyệt. “Blockchain” không có nghĩa mọi bên tham gia đều có quyền truy cập giống hệt nhau hoặc không tổ chức nào có ảnh hưởng đến hệ thống. NISTIR 8202, mục 2–4

Bốn lớp duy trì sổ cái

Giao dịch hoặc cập nhật trạng thái

Người dùng hoặc ứng dụng gửi giao dịch đã ký hay cập nhật khác do giao thức quy định. Nút kiểm tra ủy quyền, định dạng, số dư, nonce, điều kiện chi tiêu và các quy tắc liên quan khác. Một thông điệp không trở nên hợp lệ chỉ vì nó đã được phát lên mạng.

Khối và cam kết mật mã

Các cập nhật hợp lệ được nhóm vào khối. Khối thường cam kết với khối cha và nội dung của nó bằng hàm băm hoặc gốc cây. Nếu dữ liệu trước đó thay đổi, các cam kết về sau sẽ không còn khớp trừ khi phần lịch sử bị ảnh hưởng cũng được xây lại. Điều này cung cấp bằng chứng để phát hiện giả mạo; riêng nó không quyết định lịch sử cạnh tranh nào được mạng chấp nhận.

Sao chép và xác thực độc lập

Các nút trao đổi khối và duy trì dữ liệu cần cho vai trò của mình. Nút xác thực đầy đủ tự kiểm tra quy tắc thay vì tin vào nhãn do trình khám phá khối hoặc nút khác cung cấp. Không phải mọi bên tham gia mạng đều lưu toàn bộ lịch sử hay thực hiện cùng nhiệm vụ, và “phân tán” không có nghĩa tài nguyên hoặc ảnh hưởng được phân bổ đồng đều.

Đồng thuận và lựa chọn nhánh

Đồng thuận phối hợp thứ tự được chấp nhận giữa những đề xuất hợp lệ. Nút đầy đủ Bitcoin xác thực khối, còn bằng chứng công việc cung cấp tín hiệu chọn chuỗi dựa trên tổng công việc tích lũy. Bằng chứng cổ phần Ethereum sử dụng trình xác thực, chứng thực, lựa chọn nhánh và tính chung cuộc theo điểm kiểm tra. Các cơ chế đồng thuận dựa trên giả định khác nhau và không nên gộp tất cả dưới từ “khai thác”. Bitcoin Developer Guide: blockchain; Ethereum: bằng chứng cổ phần

Điều gì thay đổi khi giao dịch được chấp nhận?

Bitcoin dùng mô hình đầu ra giao dịch chưa chi tiêu (UTXO). Giao dịch hợp lệ tiêu thụ các đầu ra hiện có theo điều kiện chi tiêu và tạo đầu ra mới; nút từ chối các lần chi tiêu xung đột trong lịch sử được chấp nhận. Ethereum duy trì trạng thái dựa trên tài khoản và thực thi giao dịch để cập nhật số dư, nonce, mã hợp đồng hoặc bộ nhớ theo quy tắc giao thức.

Trong cả hai mô hình, blockchain không phải thư mục di chuyển tệp coin giữa các địa chỉ. Nút tính toán trạng thái tiếp theo từ chuỗi cập nhật hợp lệ đã được chấp nhận. Ví chuẩn bị và ký chỉ dẫn hoặc tương tác với nhà cung cấp; giao diện ví không phải sổ cái dùng chung.

Bằng chứng giả mạo, tái tổ chức và tính chung cuộc

Liên kết mật mã làm cho một khối lịch sử đã sửa đổi không còn khớp với các cam kết về sau, nhưng hàm băm không ngăn việc viết lại về mặt vật lý. Khả năng chống sửa đổi đến từ chi phí và quy tắc quyết định cần thiết để thay thế lịch sử được chấp nhận, cùng với việc các bên tham gia xác thực trung thực.

Lịch sử gần đây có thể bị tái tổ chức khi quy tắc lựa chọn nhánh chọn một nhánh hợp lệ khác. Một số giao thức tạo độ tin cậy theo xác suất khi có thêm khối; giao thức khác định nghĩa tính chung cuộc rõ ràng bằng phiếu bầu hoặc chứng chỉ. Giả định về tính chung cuộc có thể thất bại khi có lỗi nghiêm trọng, lỗi giao thức hoặc ngưỡng bị xâm phạm. Gọi mọi bản ghi blockchain là “bất biến vĩnh viễn” sẽ che khuất những điều kiện này.

Đồng thuận không chứng minh điều gì?

Đồng thuận có thể xác lập rằng các bên tham gia mạng đã chấp nhận dữ liệu theo quy tắc giao thức. Nó không thể tự chứng minh một tuyên bố bên ngoài là đúng. Nếu oracle báo nhiệt độ hoặc hệ thống ghi nhận bưu kiện đã được giao, đưa dữ liệu đó lên chuỗi chỉ chứng minh bản ghi và lịch sử xử lý của nó — không chứng minh sự kiện vật lý. NIST xem việc liên kết bản ghi vật lý với bản ghi số là một ranh giới của hệ thống kiểu này. NISTIR 8202, mục 7.1 và 7.3

Phân biệt tương tự áp dụng cho mã. Thực thi xác định có thể tái tạo đúng những gì hợp đồng thông minh được chỉ dẫn thực hiện, nhưng không bảo đảm mã không có lỗi, giao diện đã giải thích đúng lời gọi hay kết quả kinh tế là điều mong muốn.

Blockchain, tiền mã hóa và sổ cái phân tán

Blockchain là một thiết kế sổ cái phân tán nhóm bản ghi thành các khối liên kết. Tiền mã hóa là tài sản được hạch toán theo quy tắc của mạng. Công nghệ sổ cái phân tán (DLT) là phạm trù rộng hơn và không phải lúc nào cũng dùng một chuỗi khối duy nhất. Mạng còn có thể dùng DAG hoặc cấu trúc khác, nên không nên gọi mọi sổ cái phân tán là blockchain.

Blockchain có thể hỗ trợ các mục đích ngoài tài sản có thể chuyển nhượng, nhưng chỉ dùng cấu trúc này không tự động làm ứng dụng trở nên phi tập trung, riêng tư, có khả năng mở rộng hay đáng tin cậy. Những thuộc tính đó cần bằng chứng riêng về quản trị, vận hành nút, khả năng hiển thị dữ liệu và thiết kế giao thức.

Câu hỏi thường gặp

Mọi blockchain đều dùng khai thác không?

Không. Khai thác gắn với hệ thống bằng chứng công việc. Mạng bằng chứng cổ phần dùng trình xác thực và phiếu bầu, còn hệ thống cần cấp phép có thể dùng các giao thức đồng thuận khác.

Blockchain có giống một khối không?

Không. Khối là một đơn vị dữ liệu do giao thức quy định. Blockchain là lịch sử sổ cái liên kết được duy trì theo quy tắc mạng.

Dữ liệu có bao giờ bị xóa khỏi blockchain không?

Câu trả lời phụ thuộc vào ý nghĩa của “xóa” và giao thức cụ thể. Tái tổ chức có thể loại các khối gần đây khỏi lịch sử chuẩn; ứng dụng có thể ngừng hiển thị dữ liệu; một số hệ thống cho phép thay đổi trạng thái hoặc cắt tỉa dữ liệu. Cam kết lịch sử và các bản sao do bên tham gia lưu có thể vẫn tồn tại. “Xóa”, “cắt tỉa”, “hoàn tác” và “trở thành không chuẩn” là những thao tác khác nhau.

Khái niệm liên quan và đọc thêm

Đọc thêm về khối, địa chỉ blockchain, ví tiền mã hóa và phí gas, hoặc quay lại Bảng thuật ngữ tiền mã hóa.

Để xem so sánh lịch sử rộng hơn, hãy đọc bài OKX Learn bằng tiếng Việt về blockchain, Bitcoin và Ethereum. Đây là tài liệu đọc thêm, không phải đặc tả giao thức.

Nguồn

• NISTIR 8202: Tổng quan công nghệ blockchain — kiến trúc sổ cái phân tán, đồng thuận, mô hình cấp phép, khả năng chống sửa đổi và giới hạn của dữ liệu bên ngoài.
• Bitcoin Developer Guide: blockchain — xác thực nút đầy đủ, UTXO, bằng chứng công việc và lựa chọn chuỗi.
• Bitcoin Developer Reference: blockchain — cấu trúc dữ liệu khối và giao dịch.
• Ethereum: bằng chứng cổ phần — trình xác thực, chứng thực, lựa chọn nhánh và tính chung cuộc.
• Ethereum: tài khoản — trạng thái dựa trên tài khoản, EOA và tài khoản hợp đồng.