Blockchain là gì? Quá trình xử lý giao dịch Bitcoin ra sao?

Vietstock - Blockchain là gì? Quá trình xử lý giao dịch Bitcoin ra sao?

Cuộc cách mạng Blockchain đã và đang đến gần hơn bao giờ hết… Và chính Blockchain sẽ làm thay đổi cách thức hoạt động của các doanh nghiệp.

Có lẽ, cuộc cách mạng về Blockchain cũng sẽ có mức độ ảnh hưởng ít nhất là bằng với cuộc cách mạng Internet.

Đó là lý do tại sao bạn cần phải hiểu được công nghệ Blockchain, không những để bắt kịp với xu hướng mà còn tận dụng các cơ hội sản sinh ra từ công nghệ này. Thậm chí, trong tương lai không xa, Blockchain còn có thể giữ vai trò trung tâm trong cách thức làm việc, thực hiện kinh doanh, chơi đùa và hoạt động trong xã hội.

Blockchain là gì?

“Blockchain” là một trong những từ gây khó hiểu ngay cả đối với những người thông minh nhất.

Đối với những người mới tìm hiểu, hãy biết rằng Blockchain là công nghệ nền tảng của các đồng tiền kỹ thuật số như Bitcoin.

Mạng lưới Blockchain của Bitcoin có thể cho phép chúng ta chuyển đồng Bitcoin từ người này sang người khác mà không phải qua trung gian tài chính nào cả. Không giống như khi muốn chuyển đồng USD qua người khác, chúng ta chỉ có thể làm theo 2 cách: Trao đổi tiền mặt trực tiếp hoặc thông qua hệ thống ngân hàng.

Vậy Blockchain hoạt động như thế nào?

Hãy xem mạng lưới Blockchain của Bitcoin như là một bảng tính (spreadsheet) trong phần mềm excel, trong đó ghi nhận lịch sử của các giao dịch đã hoàn tất, và địa điểm/vị trí của đồng Bitcoin.

Cứ mỗi 10 phút thì bảng tính này phải cập nhật khi có thêm một khối các giao dịch mới được thêm vào bảng tính (Blockchain).

Mọi người đều có thể có một bản copy của bảng tính này. Chúng hoàn toàn minh bạch về thông tin.

Giả sử như ông Jim muốn gửi 1 Bitcoin cho bà Sally. Khi giao dịch này được xử lý thông qua Blockchain thì bảng tính lại được cập nhật. Số dư của ông Jim sẽ giảm bớt 1 Bitcoin còn của bà Sally lại tăng thêm 1.

Thế nhưng, ai sẽ là người cập nhật bảng tính Blockchain? Và làm thế nào để tránh tình trạng mọi người cố tình cập nhật sai (bằng cách tăng thêm lượng Bitcoin của họ hoặc cố gắng gửi 1 Bitcoin cho 2 người khác nhau vào cùng 1 thời điểm)?

Đó là công việc của nút mạng (node) – còn được biết tới là những thợ đào (miner). Các node có thể là các chiếc máy tính hoặc các hệ thống máy tính lớn hỗ trợ cho mạng lưới Bitcoin và giữ cho hệ thống vận hành một cách mượt mà. Các node được vận hành bởi các cá nhân hoặc các nhóm người – những người chi tiền ra mua các máy tính để “đào” tiền kỹ thuật số (mining rig).

Có 2 dạng node: full node và node nhỏ (lightweight node).

Bất kỳ các nodes nào thực thi đầy đủ các quy tắc của Bitcoin được gọi là “full nodes”. Hầu hết các node trên mạng là các node nhỏ, nhưng các full node mới là xương sống của mạng lưới.

Full node sẽ giữ một bản sao hoàn chỉnh về Blockchain. Đây là lịch sử theo dõi mọi giao dịch đã diễn ra trước đó. Trong khi đó, node nhỏ chỉ tải về một phần của Blockchain. Đối với hầu hết mọi người, các node nhỏ được sử dụng để tiến hành giao dịch Bitcoin. Một node nhỏ có thể liên lạc với full node khi muốn giao dịch với nhau.

Vậy các full node (hoặc các thợ đào tiền ảo) vận hành các bảng tính, nhưng làm sao để họ giữ bảng tính này được đồng bộ hóa với tất cả full nodes khác? Đó là phần then chốt trong bối cảnh không hề có giới hạn nào về số người có thể vận hành full node.

Làm sao để các nút mạng xử lý giao dịch?

Trở về ví dụ của ông Jim và bà Sally. Ông Jim muốn gửi 1 Bitcoin cho bà Sally.

Đầu tiên, bà Sally sẽ tạo một ví tiền Bitcoin (bất kỳ ai cũng có thể tạo ví tiền Bitcoin trong vòng vài phút). Khi bạn đã tạo ví tiền Bitcoin (Bitcoin wallet), thì hãy nhớ lấy 2 thông tin quan trọng sau:

1. Đầu tiên là chìa khóa công khai (public key): Cũng được biết tới là địa chỉ công khai. Đây là một dãy gồm những con số và chữ cái. Đơn giản là hãy xem nó như là tên tài khoản người dùng.
2. Chìa khóa riêng (private key): Đây giống như là mật khẩu để tiếp cận tới ví tiền Bitcoin của bạn, và hãy giữ an toàn cho nó vì nếu đánh mất mật khẩu thì cũng có nghĩa là bạn không còn khả năng tiếp cận tới Bitcoin của mình nữa (Không hề có cơ quan tập trung nào có thể khôi phục mật khẩu cho bạn cả. Không giống như tài khoản Facebook, nếu quên thì bạn có thể khôi phục lại mật khẩu bằng email đã đăng ký). Đồng thời không được để người khác biết; nếu ai đó biết được thì họ có thể tiếp cận và lấy Bitcoin của bạn.

Quay trở lại ví dụ của Jim và Sally. Để thực hiện giao dịch, bà Sally gửi ông Jim địa chỉ công khai (public key) của bà. Ông Jim sẽ mở ví tiền Bitcoin của mình, đặt lệnh chuyển 1 Bitcoin tới địa chỉ công khai của bà Sally, và nhập chìa khóa riêng (mật khẩu) để cho phép giao dịch diễn ra và tiền Bitcoin được chuyển đi.

Sau một vài phút, bà Sally kiểm tra ví tiền Bitcoin một lần nữa, và nhận thấy giờ bà đã có thêm 1 Bitcoin trong ví tiền của mình. Tuy nhiên, đó chỉ là những gì diễn ra bên ngoài, còn điều gì thực sự diễn ra ở đằng sau bức màn?

Đầu tiên, node nhỏ sẽ tiến hành kiểm tra nhanh giao dịch trên. Nó sẽ kiểm tra xem liệu Jim có đủ Bitcoin trong tài khoản của mình hay không và địa chỉ bà Sally cung cấp có phải là một địa chỉ Bitcoin còn giá trị hay không.

Sau khi thông qua 2 bài kiểm tra trên, giao dịch này sẽ được đóng gói kèm với các giao dịch khác để tạo thành 1 khối (block).

Khối này di chuyển tới các thợ đào Bitcoin. Mục tiêu của các thợ đào là xác thực khối đó và thêm nó vào Blockchain (đây là quá trình cập nhật bảng tính).

Làm sao để một thợ đào có thể thêm 1 khối vào Blockchain? Đây là lúc các dàn máy tính đào tiền ảo nhảy vào và đóng vai trò then chốt.

Hoạt động đào tiền ảo diễn ra thế nào?

Để hiểu được điều này, chúng ta cần phải tìm hiểu về các giá trị hash.

Một giá trị hash (hash value) là một chuỗi ký tự gồm số và chữ đi kèm với nhau và trông như thế này: 1gwv7fpx97hmavc6inruz36j5h2kfi803jnhg.

Một giá trị hash được tạo ra bằng cách xử lý dữ liệu thông qua một thuật toán gọi là hàm hash (hash function).

Hàm hash là một hàm số toán học (mathematical function) ánh xạ (mapping) từ dữ liệu có độ dài bất kỳ (arbitrary size) thành dữ liệu có độ dài cố định (fixed size).

Để dễ hiểu hơn, hãy xem nó như là các nguyên liệu để xay sinh tố.

Bạn phải lấy nguyên liệu (chính là dữ liệu), cho nó vào máy xay (hàm hash) và bạn sẽ có được nước sinh tố (giá trị hash).

Hashing là quá trình diễn ra 1 chiều. Khi bạn đưa ai đó 1 giá trị hash, người đó không thể biến nó trở về dữ liệu đầu vào ban đầu, cũng giống như không thể biến nước sinh tố trở về các nguyên liệu gốc.

Khi các thợ đào nhận được một khối các giao dịch và tìm cách đưa vào Blockchain, họ đang sử dụng hàm hash để giải quyết câu đố dưới dạng mật mã.

Các thợ đào tiền ảo sử dụng khối mới (bao gồm các giao dịch được đóng gói trong khối này) kết hợp với một dãy số được tạo ra ngẫu nhiên (gọi là tham số nonce), đưa nó vào hàm băm khối và sau đó nhận được một giá trị hash cụ thể.

Những gì mà một thợ đào tiền ảo cố gắng thực hiện là tìm một giá trị hash bắt đầu với nhiều con số 0. Họ sẽ liên tục thử các dãy số nonce khác nhau cho đến khi đạt được giá trị hash cần thiết.

Quá trình tính toán thử và sai được trình bày trong bước 1 và bước 2 trong biểu đồ dưới đây.

Tất cả thợ đào tiền ảo đang trong một cuộc cạnh tranh khốc liệt để tìm ra giá trị hash chính xác đó. Điều này là vì thợ đào nào tìm ra giá trị chính xác (bước 3) sẽ đưa giải pháp chính xác tới node nhỏ (bước 4) để được xác thực.

Khối mới được thêm vào Blockchain (bước 5), và thợ đào giành chiến thắng sẽ được thưởng một số Bitcoin.

Giao dịch Bitcoin của bà Sally giờ đã được ghi nhận vào Blockchain. Ví tiền Bitcoin của Sally cũng có thêm 1 Bitcoin và số dư của ông Jim bị trừ đi 1 Bitcoin.

Sau đó, quá trình đào tiền ảo bắt đầu lại từ đầu, với một loạt các giao dịch được gói lại vào một khối mới, và tất cả thợ đào tranh nhau tìm ra giá trị hash chính xác.

Bitcoin là minh chứng cho một khái niệm

Bitcoin thường được nhắc đến trên các tiêu đề bài báo khi đề cập về các đồng tiền kỹ thuật số (cryptocurrencies). Tuy nhiên, bản thân Bitcoin chỉ là bằng chứng cho khái niệm Blockchain. Thành công của Bitcoin đã cho cả thế giới thấy rằng việc tồn tại các thực thể độc lập và phân mảnh có khả năng cho phép những người không hề quen biết có thể hoán đổi giá trị mà không cần thông qua trung gian. Và nó có thể được thực hiện hoàn toàn minh bạch về thông tin, có xác thực  và cách thức mở.

Nếu như thư điện tử (email) là một công cụ để sử dụng Internet thì Bitcoin cũng chỉ là một trường hợp sử dụng Blockchain. Sẽ có nhiều ứng dụng khác về Blockchain trong tương lai... Từ các hợp đồng không cần phải qua trung gian cho đến việc tạo ra các doanh nghiệp hoàn toàn không chịu sự kiểm soát của bất kỳ cơ quan nào đều có thể thiết lập dựa trên Blockchain. Và đây cũng chính là cơ hội vô tận dành cho các nhà đầu tư.

Vũ Hạo (Theo Business Insider)