Cách thức hoạt động của một Public Blockchain

Hãy bắt đầu với một vấn đề thật đơn giản để tìm hiểu public blockchain

Với tư cách là một xã hội, chúng ta tạo ra các sổ cái để lưu trữ thông tin – và mang đến nhiều ứng dụng thực tiễn khác nhau. Ví dụ: chúng ta sử dụng sổ cái trong bất động sản để lưu trữ hồ sơ của một ngôi nhà, chẳng hạn như thời điểm thay đổi hoặc bán ngôi nhà. Chúng ta cũng sử dụng sổ cái trong việc ghi sổ kế toán để ghi lại tất cả các giao dịch mà một công ty đã thực hiện.

Việc ghi sổ chủ yếu dựa vào quá trình ghi sổ kép (double entry) để lưu trữ các giao dịch. Mặc dù đây là một bước tiến của ghi sổ đơn thiếu tính minh bạch và trách nhiệm giải trình, nhưng ghi sổ kép cũng có những cạm bẫy của nó: Các mục nhập vào được hạch toán riêng biệt, khiến một bên gặp khó khăn trong việc xác minh hồ sơ của bên kia.

Hồ sơ được lưu trữ bằng sổ cái truyền thống cũng dễ bị giả mạo, có nghĩa là bạn có thể dễ dàng chỉnh sửa, xóa hoặc thêm bản ghi. Do đó, bạn không thể khẳng định rằng thông tin là hoàn toàn chính xác.

Các blockchain công khai giải quyết cả hai vấn đề này bằng cách phát triển mô hình kế toán truyền thống thành  Kế toán tam phân ( triple-entry bookkeeping) : các giao dịch trên blockchain được niêm phong bằng mật mã bởi bên thứ ba. Điều này tạo ra một bản ghi không thẻ giả mạo vì các giao dịch được lưu trữ trong các block và được xác minh bởi một cơ chế đồng thuận phân tán.

Các cơ chế đồng thuận này cũng đảm bảo các block mới được thêm vào bất kỳ blockchain nào. Một ví dụ về cơ chế đồng thuận là proof-of-work (PoW), thường được gọi là khai phá.

Khai thác không phổ biến cho tất cả các blockchain; nó chỉ là một loại cơ chế đồng thuận hiện đang được Bitcoin và Ethereum sử dụng, mặc dù Ethereum có kế hoạch chuyển sang một cơ chế khác – proof-of-stake (PoS) – vào năm 2022.

Đây là cách quá trình này hoạt động với Bitcoin. Khi gửi Bitcoin, bạn phải trả một khoản phí nhỏ (bằng bitcoin) cho một mạng máy tính để xác nhận giao dịch của bạn là hợp lệ. Sau đó, giao dịch của bạn được gộp chung với các giao dịch khác đang chờ xử lý trong một hàng đợi để được thêm vào một block mới.

Sau đó, các máy tính (nút) làm việc để xác thực danh sách các giao dịch này trong block bằng cách giải một bài toán phức tạp để đưa ra một băm(hash), là một số thập lục phân có 64 chữ số.

Sau khi giải xong, block sẽ được thêm vào mạng -và phí bạn phải trả, kết hợp với tất cả các phí giao dịch khác trong block đó, là phần thưởng của người khai thác. Đơn giản thế thôi.

Mỗi block mới được thêm vào mạng được gán một khóa duy nhất (thông qua mật mã). Để có được khóa mới, khóa và thông tin của block trước đó được nhập vào một công thức.

Khi các block mới liên tục được thêm vào thông qua quá trình khai thác, chúng ngày càng trở nên an toàn và khó giả mạo hơn. Dù có ai cố tình chỉnh sửa bản ghi cũng chả sao. Tất cả các block mới tạo ra sau đó phụ thuộc vào thông tin từ các block trước – và sự phụ thuộc này từ block này sang block khác tạo thành một chuỗi an toàn: blockchain.

Bạn có thể thấy điều này được mô tả bên dưới để biết hồ sơ nhà được lưu trữ trên blockchain. Ví dụ: Block 2 cung cấp một khóa sau khi xem xét tất cả thông tin từ Block 1 (bao gồm cả khóa) và nhập nó vào một công thức. Đến lượt mình, Block 3 cung cấp một khóa mới sau khi đã tính hết tất cả thông tin từ Block 1 và Block 2 (bao gồm cả khóa) và nhập nó vào một công thức. Và như vậy, quá trình lặp lại vô thời hạn.

Bây giờ, chúng ta hãy tìm hiểu sâu hơn, khám phá proof-of-work (PoW) so với proof-of-stake (PoS) và bộ ba blockchain, vốn là nền tảng cho hoạt động của Public Blockchain.

Proof of Work (PoW) so với Proof of Stake (PoS)

Một blockchain công khai hoạt động thông qua cơ chế đồng thuận: quy trình xác thực các giao dịch mà không cần bên thứ ba như ngân hàng.

PoW và PoS là hai cơ chế như vậy. Mặc dù mục tiêu của chúng cũng là đạt được sự đồng thuận rằng một giao dịch hợp lệ – vẫn giống như cũ, nhưng cách họ đạt được điều đó có một chút khác biệt.

PoW là gì?

PoW, thuật ngữ kỹ thuật cho khái niệm khai thác (mining), là cơ chế đồng thuận ban đầu. Nó vẫn được Bitcoin và Ethereum sử dụng tính đến thời điểm viết bài, nhưng như đã đề cập, Ethereum sẽ chuyển sang PoS vào năm 2022. PoW dựa trên mật mã, sử dụng các phương trình toán học mà chỉ máy tính mới có thể giải được.

Ví dụ trong phần trước về cách các block được thêm vào Bitcoin Blockchain sẽ giải thích quá trình này.

Hai vấn đề lớn với PoW là nó sử dụng rất nhiều điện và chỉ có thể xử lý một số giao dịch hạn chế cùng lúc (7 đối với Bitcoin). Các giao dịch thường mất ít nhất mười phút để hoàn tất, thời gian sẽ tăng lên khi mạng bị tắc nghẽn. Mặc dù so với thời gian chờ đợi kéo dài cả ngày để chuyển tiền trên toàn cầu hoặc thậm chí để xóa séc, sự chậm trễ mười phút của Bitcoin là vẫn khá đáng chú ý.

Các cơ chế đồng thuận khác đã được tạo ra để giải quyết các vấn đề này của PoW; phổ biến nhất là PoS.

PoS là gì?

PoS vẫn sử dụng các thuật toán mật mã để xác thực, nhưng các giao dịch sẽ được xác thực bởi một trình xác thực đã chọn dựa trên số lượng tiền mà họ nắm giữ, còn được gọi là tiền cược.

Các cá nhân không khai thác về mặt kỹ thuật và không có phần thưởng block. Thay vào đó, các block sẽ được ‘rèn’. Những người tham gia vào quá trình này khóa một số lượng tiền cụ thể trên mạng.

Cổ phần của một người càng lớn, họ càng có nhiều sức mạnh khai thác – và cơ hội họ được chọn làm trình xác thực cho block tiếp theo càng cao.

Để đảm bảo những người có nhiều tiền nhất không phải lúc nào cũng được chọn, các phương pháp lựa chọn khác cũng được đưa vào sử dụng. Chúng bao gồm lựa chọn block ngẫu nhiên (người có cổ phần cao nhất và thấp nhất Giá trị băm (hash value) sẽ được chọn) và lựa chọn độ tuổi của đồng xu (chọn dựa trên thời gian đã giữ đồng xu của mình)

Kết quả là thời gian giao dịch sẽ nhanh hơn và chi phí thấp hơn. Ví dụ như tiền điện tử NEO và Dash có thể gửi và nhận chỉ trong vài giây.

Blockchain hay Bộ ba khả năng mở rộng: Tính phi tập trung, Bảo mật và Khả năng mở rộng

Hầu hết các dự án blockchain được xây dựng dựa trên ba thuộc tính cốt lõi: phi tập trung, khả năng mở rộng và bảo mật. Các developer không ngừng cố gắng cân bằng những khía cạnh này để tránh tổn hại.

Nhưng họ thường phải hy sinh lợi ích để đạt được thứ khác. ‘Bộ ba bất khả thi blockchain’, ban đầu được gọi là ‘ bộ ba khả năng mở rộng ‘ bởi người sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin.

Hãy xem xét các khái niệm chi tiết hơn và khám phá về sự đánh đổi này:

Phi tập trung

Phi tập trung có nghĩa là không có điểm kiểm soát trung tâm. Thay vào đó, các quyết định được đưa ra thông qua sự đồng thuận trên một mạng máy tính phân tán.

Tuy nhiên, có một sự đánh đổi đáng kể: tốc độ. Việc gửi giao dịch mất nhiều thời gian hơn vì cần có nhiều xác nhận để xác thực giao dịch. Đó là lí do tại sao Bitcoin lại chậm.

Khả năng mở rộng

Khả năng mở rộng là khả năng của hệ thống đối mặt với số lượng giao dịch ngày càng tăng. Khả năng mở rộng là rất quan trọng để áp dụng hàng loạt vì bất kỳ hệ thống nào cũng cần hoạt động hiệu quả khi có nhiều người sử dụng.

Dưới đây là bảng phân tích sơ bộ về số lượng giao dịch Ethereum, Bitcoin và các công ty tín dụng có thể xử lý mỗi giây:

• Bitcoin: 7 giao dịch mỗi giây
• Ethereum: 30 giao dịch mỗi giây
• Thẻ tín dụng: 5.000 giao dịch thẻ tín dụng mỗi giây với khả năng xử lý nhiều hơn nếu cần. Ví dụ, Visa có thể xử lý tới 24.000 giao dịch mỗi giây.

Nhưng việc đạt được khả năng mở rộng thường đi kèm với chi phí phân quyền. Như EOS hứa hẹn tối đa lên đến 4000 giao dịch mỗi giây nhưng đã bị chỉ trích vì quá mang tính ‘tập trung’

Bảo mật

Bảo mật là khả năng của một blockchain được bảo vệ khỏi các cuộc tấn công. Thật không may, các sàn giao dịch và mã nguồn đã bị tấn công nhiều lần, cho thấy rằng nhiều developer đang quá tập trung vào khả năng mở rộng và phân cấp dẫn đến hậu quả là gây bất lợi cho vấn đề bảo mật.

Sự khác biệt giữa Blockchain Bitcoin và Ethereum là gì?

Bitcoin và Etherum là hai loại tiền điện tử và blockchain lớn nhất, vì vậy việc thảo luận và so sánh chúng là rất hợp lý.

Khái niệm cơ bản về Bitcoin

Mạng Bitcoin là một mạng thanh toán ngang hàng, công khai, phi tập trung cho phép người dùng gửi và nhận bitcoin mà không cần ngân hàng tham gia. Tiền kỹ thuật số hoặc mã thông báo bitcoin sử dụng ký hiệu mã BTC và là loại tiền điện tử duy nhất được giao dịch trên mạng Bitcoin.

Các giao dịch được ghi lại bằng cách sử dụng sổ cái kỹ thuật số và các nút đảm bảo dựa trên cơ chế đồng thuận PoW (hoặc quá trình khai thác). Đối với nhiều người, Bitcoin có vẻ phức tạp, nhưng nó không phức tạp đến thế nếu bạn xem nó là sự kết hợp của ba thứ sau:

• Hệ thống thanh toán ngang hàng : Bạn có thể gửi tiền (BTC) từ người hoặc công ty này cho người hoặc công ty khác mà không cần đến ngân hàng. Gửi tiền theo cách này nhanh hơn, an toàn hơn và rẻ hơn so với các phương pháp truyền thống.
• Một hệ thống phi tập trung như internet, vì vậy nó không được kiểm soát bởi một thực thể nào và không thể bị ngăn cản bởi bên thứ ba.
• Một kho giá trị như vàng (thường được gọi là vàng kỹ thuật số), nhưng dễ chuyển nhượng hơn vàng nhiều.

Khái niệm cơ bản về Ethereum

Vào năm 2013, sau khi đi du lịch, gặp gỡ các nhà phát triển bitcoin và phát hiện ra những hạn chế của Bitcoin, Vitlaik Buterin đã quyết định cải thiện blockchain Bitcoin và xây dựng Ethereum.

Mạng Ethereum là một mạng ngang hàng công khai, phi tập trung. Giống như Bitcoin, nó sử dụng điểm giao và cho phép người dùng gửi và nhận tiền điện tử – trong trường hợp này là Ether.

Không chỉ là một hệ thống thanh toán mà nó còn được tạo ra để triển khai các ứng dụng phi tập trung (dapps) và các hợp đồng thông minh.

Nếu dapps chỉ đơn giản là ‘ứng dụng phi tập trung’ hoặc chương trình máy tính tương tác với blockchain Ethereum thì hợp đồng thông minh lại hoạt động trên blockchain Ethereum và là các hợp đồng tự động thực hiện mà không cần trung gian khi thõa mãn điều kiện nhất định (được viết thành mã máy tính).Ví dụ, một hợp đồng thông minh có thể được lập trình để gửi cho một người được chỉ định một phần Bitcoin của bạn khi bạn chết.

Ethereum so với Bitcoin Blockchains

Tóm lại, mạng Bitcoin và Ethereum là mạng ngang hàng công khai, phi tập trung với các mã thông báo của riêng chúng: Bitcoin và Ether. Cả hai đều dựa trên mật mã và cả hai đều sử dụng công nghệ sổ cái kỹ thuật số. Để có một trận đấu so sánh hoàn chỉnh giữa Ethereum và Bitcoin, hãy xem bài viết chuyên sâu này của chúng tôi: Ethereum Vs Bitcoin : Có gì khác biệt? 

Nhưng chúng khác nhau đáng kể về mục đích và khả năng. Bitcoin là một hệ thống thanh toán phi tập trung và là một kho lưu trữ giá trị. Blockchain của nó là một database của tất cả các giao dịch bitcoin và theo dõi quyền sở hữu của chúng. Ethereum thì hơn cả một hệ thống thanh toán, nó cho phép các hợp đồng và ứng dụng thông minh được xây dựng trên đó, làm cho nó trở thành một blockchain phức tạp hơn.

Đọc thêm:

• Hướng dẫn về Blockchain cho người mới bắt đầu
• Lợi ích của Blockchain so với Tài chính truyền thống

Nguyễn Hải Nam

Dịch từ bài: Blockchain For Beginners: What Is Blockchain Technology? A Step-by-Step Guide