Chuỗi khối (tiếng Anh blockchain) là một chuỗi các khối dữ liệu được mã hóa, ghi các thông tin giao dịch, mỗi khối được gắn với một số thứ tự xác định (ID-khối) và đính kèm ID-khối của khối đứng ngay trước nó tạo thành một dãy liên kết chặt chẽ, đồng bộ với nhau cho phép chống lại việc thay đổi bất cứ dữ liệu nào đã được mạng lưới chấp nhận. Có thể hình dung mỗi khối trong chuỗi khối là một sổ cái được gán số thứ tự xác định, mỗi trang của sổ là 1 phiếu giao dịch tương tự như tờ phiếu kê khai giao dịch ở quầy ngân hàng, nhãn ngoài trang bìa của sổ ghi số thứ tự của cuốn sổ cái liền kề ngay trước nó. Nói một cách ngắn gọn, chuỗi khối là một cơ sở dữ liệu phân cấp lưu trữ thông tin trong các khối thông tin được liên kết với nhau và mở rộng theo thời gian.

Một chuỗi khối ban đầu là một danh sách các bản ghi đang phát triển, được gọi là các khối, được liên kết bằng mật mã. Mỗi khối chứa hàm băm mật mã của khối trước đó, dấu thời gian và dữ liệu giao dịch, thường được biểu thị dưới dạng cây Merkle.

Đặc tính

Theo thiết kế, một chuỗi khối có khả năng chống sửa đổi dữ liệu. Đó là một sổ cái phân tán, mở, có thể ghi lại các giao dịch giữa hai bên một cách hiệu quả và theo cách có thể kiểm chứng và vĩnh viễn. Để sử dụng như một sổ cái phân tán, một chuỗi khối thường được quản lý bởi một mạng ngang hàng cùng nhau tuân thủ một giao thức để liên lạc giữa các nút và xác nhận các khối mới. Sau khi được ghi lại, dữ liệu trong bất kỳ khối cụ thể nào cũng không thể được thay đổi hồi tố mà không thay đổi tất cả các khối tiếp theo, điều này đòi hỏi sự đồng thuận của đa số mạng. Mặc dù các bản ghi chuỗi khối không thể thay đổi, các chuỗi khối có thể được coi là an toàn bởi thiết kế và minh họa cho một hệ thống máy tính phân tán có khả năng chịu lỗi Byzantine cao.

Các đặc trưng của công nghệ chuỗi khối gồm có:

• Cơ chế đồng thuận phi tập trung. Cơ chế này ngược lại với mô hình cổ điển về cơ chế đồng thuận tập trung, nghĩa là khi một cơ sở dữ liệu tập trung được dùng để quản lý việc xác thực giao dịch. Một sơ đồ phi tập trung chuyển giao quyền lực và sự tin tưởng cho một mạng lưới ảo phi tập trung và cho phép các nút của mạng lưới đó liên tục lưu trữ các giao dịch trên một khối công cộng, tạo nên một chuỗi độc nhất. Mỗi khối kế tiếp chưa một băm, tức dấu độc nhất, của mã trước nó; vì thế, mã hóa thông qua hàm băm được sử dụng để bảo đảm tính xác thực của nguồn giao dịch và loại bỏ sự cần thiết phải có một trung gian tập trung. Sự kết hợp của mã hóa và công nghệ chuỗi khối lại đảm bảo rằng sẽ không bao giờ một giao dịch được lưu trữ lại hai lần;
• chuỗi khối và dịch vụ chuỗi khối. Một chuỗi khối giống như một nơi để lưu trữ dữ liệu bán công cộng trong một không gian chứa hẹp, khối. Bất cứ ai cũng có thể xác nhận việc một người nhập thông tin vào vì khối chứa có chữ ký của người đó, nhưng chỉ người đó, hoặc một chương trình, có thể mở khối chứa ra vì chỉ người đó giữ khóa bí mật cho dữ liệu đó. Vì thế chuỗi khối hoạt động gần giống như một cơ sở dữ liệu, ngoại trừ một phần của thông tin được lưu trữ; thông tin đầu khối của nó là công khai. Dữ liệu lưu trữ có thể là một giá trị hoặc một số dư tiền mã hóa. Một chuỗi khối hoạt động như một hệ thống lưu chuyển giá trị thay thế mà không một quyền lực tập trung hay bên thứ ba nào có thể chen vào. Nó được dựa trên quyền công khai/ bí mật;
• Hợp đồng thông minh và tài sản thông minh. Hợp đồng thông minh là các khối để xây dựng nên các ứng dụng phi tập trung. Một hợp đồng thông minh tương đương với một chương trình nhỏ mà người ta có thể tin tưởng với một đơn vị giá trị và quản lý giá trị đó;
• Tính toán tin cậy. Khi kết hợp các nền tảng đằng sau chuỗi khối, cơ chế đồng thuận phi tập trung và hợp đồng thông minh, người ta sẽ nhận ra rằng chúng trợ giúp truyền bá các nguồn lực và giao dịch trên một mặt phẳng theo một cách ngang hàng, và trong khi làm điều đó, chúng cho phép các máy tính tin tưởng lẫn nhau ở một mức độ sâu. Vì vai trò của chuỗi khối là người xác nhận giao dịch minh bạch, mỗi khối ngang hàng có thể tiếp tục tin tưởng lẫn nhau tuân theo các quy luật tin tưởng nằm trên công nghệ;
• Bằng chứng công việc. Tại trung tâm của hoạt động chuỗi khối là khái niệm then chốt về bằng chứng, tức xác thực các giao dịch. Nó được biểu hiện là một rào cản lớn ngăn cản người dùng thay đổi dữ liệu trên chuỗi khối mà không sửa lại bằng chứng công việc. Bằng chứng là khối then chốt xây dựng nên chuỗi khối vì nó không thể sửa lại và được bảo vệ thông qua sức mạnh của hàm băm mã hóa.

Phân loại

Hiện tại, có ít nhất bốn loại chuỗi khối:

• chuỗi khối công cộng. Một chuỗi khối công cộng hoàn toàn không có hạn chế truy cập. Bất cứ ai có kết nối Internet đều có thể gửi giao dịch đến đó cũng như trở thành người xác nhận, nghĩa là tham gia vào việc thực hiện giao thức đồng thuận;
• chuỗi khối riêng. Một chuỗi khối riêng yêu cầu người khác không thể tham gia trừ khi được các quản trị viên mạng mời. Người tham gia và người xác nhận truy cập bị hạn chế;
• chuỗi khối lai. Một chuỗi khối lai có sự kết hợp của các tính năng tập trung và phi tập trung. Các hoạt động chính xác của chuỗi có thể thay đổi dựa trên các phần của phân cấp tập trung được sử dụng;
• chuỗi bên lề. Đây là là một chỉ định cho một sổ cái chuỗi khối chạy song song với một chuỗi khối chính. Các mục nhập từ chuỗi khối chính, trong đó các mục nhập nói chung đại diện cho tài sản kỹ thuật số, có thể được liên kết đến và từ chuỗi lề; điều này cho phép chuỗi lề hoạt động độc lập với chuỗi khối chính.

Ứng dụng

Công nghệ chuỗi khối có thể được tích hợp vào nhiều lĩnh vực. Việc sử dụng chính của chuỗi khối ngày nay là một sổ cái phân tán cho tiền điện tử, đáng chú ý nhất là bitcoin. Ngoài tiền điện tử, các ứng dụng đa dạng của chuỗi khối đã được triển khai trong các Hợp đồng thông minh, Dịch vụ tài chính, Trò chơi điện tử, Chuỗi cung ứng, Dịch vụ tên miền…

Lịch sử

Chuỗi khối được một người, hoặc một nhóm người, với tên Satoshi Nakamoto phát minh vào năm 2008 để làm sổ cái giao dịch công khai của bitcoin tiền điện tử. Việc phát minh ra chuỗi khối cho bitcoin khiến nó trở thành loại tiền kỹ thuật số đầu tiên giải quyết vấn đề chi tiêu gấp đôi mà không cần đến cơ quan đáng tin cậy hoặc máy chủ trung tâm. Công trình đầu tiên về chuỗi khối được bảo mật bằng mật mã được Stuart Haber và W. Scott Stornetta đưa ra vào năm 1991. Họ muốn thực hiện một hệ thống mà dấu thời gian tài liệu không thể bị giả mạo. Năm 1992, Haber, Stornetta và Dave Bayer đã kết hợp cây Merkle vào thiết kế, giúp cải thiện hiệu quả của nó bằng cách cho phép một số chứng chỉ tài liệu được thu thập thành một khối.

Ở Việt Nam, công nghệ chuỗi khối cũng đã được từng bước đưa vào ứng dụng trong thực tế. Ngoài các ứng dụng đang được triển khai trong lĩnh vực tài chính, ngân hàng, có thể kể vài ví dụ như ứng dụng cấp bằng tại cơ sở đào tạo, hay tín dụng thư trên chuỗi khối tại ngân hàng…

Tài liệu tham khảo

1. Tapscott, Don; Tapscott, Alex (2016). Blochuỗi khốichain Revolution: How the Technology Behind Bitcoin Is Changing Money, Business and the World. London: Portfolio Penguin. ISBN 978-0-241-23785-4. OCLC 971395169.
2. Saito, Kenji; Yamada, Hiroyuki (June 2016). What's So Different about Blochuỗi khốichain? Blochuỗi khốichain is a Probabilistic State Machine. IEEE 36th International Conference on Distributed Computing Systems Workshops. International Conference on Distributed Computing Systems Workshops (Icdcs). Nara, Nara, Japan: IEEE. pp. 168–75. doi:10.1109/ICDCSW.2016.28. ISBN 978-1-5090-3686-8. ISSN 2332-5666.
3. Raval, Siraj (2016). Decentralized Applications: Harnessing Bitcoin's Blochuỗi khốichain Technology. Oreilly. ISBN 9781491924549.
4. Bashir, Imran (2017). Mastering Blochuỗi khốichain. Pachuỗi khốit Publishing, Ltd. ISBN 978-1-78712-544-5. OCLC 967373845.