Tiểu luận tìm hiểu công nghệ blockchain

Satoshi Nakamoto đã tạo ra Blockchain để phục vụ mục đích ghi lại các giao dịch được thực hiện bằng Bitcoin, do đó trở thành một sổ cái giao dịch công khai.. Người khai thác sau đó được

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA VIỄN THÔNG I

CHUYÊN ĐỀ Công nghệ Blockchain

Nhóm 7

GIẢNG VIÊN : TS HOÀNG TRỌNG MINH

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Trần Đăng Khoa - B18DCVT237 Nguyễn Xuân Trường - B18DCVT433 Nguyễn Hải Hưng - B18DCVT213

Hà Nội, tháng 03/2022

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC HÌNH VẼ 5

MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 9

1.1 Định nghĩa 9

1.2 Mối quan hệ giữa Blockchain và tiền ảo? 11

1.3 Mối quan hệ giữa Blockchain và Internet 13

1.4 Những đặc điểm chính 14

CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 16

2.1.Giới thiệu và nêu ví dụ khái quát về các hoạt động của Blockchain .16

2.2.Quy tắc sổ cái phân tán 18

2.3 Cơ chế đồng thuận phi tập trung 20

2.4 Hệ thống POW 21

2.5 Nguyên lý tạo khối 22

2.6 Nguyên lý mã hóa 23

2.7 Nguy cơ tấn công vào hệ thống an ninh của mạng lưới Blockchain .27

CHƯƠNG 3: NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA BLOCKCHAIN VÀO ĐỜI SỐNG 31

3.1 Tầm ảnh hưởng của Blockchain trong cuộc sống hiện nay 31

3.2 Các ứng dụng thực tiễn của Blockchain trong cuộc sống 32

CHƯƠNG 4 : TƯƠNG LAI PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN 42

4.1 Sự phát triển của blockchain từ quá khứ tới hiện tại 42

4.2 Những ứng dụng tiềm năng của blockchain 44

4.3 Phối hợp và kết nối sâu hơn và đa dạng hơn với nhiều mặt đời sống .45

4.4

4.5 Tiềm năng phát triển của Blockchain ở Việt Nam 47 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Viết tắt Từ tiếng Anh Giải nghĩa

CLT Centralized Ledger technology Sổ cái tập trung

DLT DLT-Distributed ledger technology Sổ cái phân tán

vật

Công nghệ Blockchain

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 9

Hình 1.2 10

Hình 2.1 17

Hình 2.2 17

Hình 2.3 19

Hình 2.4 20

Hình 2.5 21

Hình 2.6 23

Hình 2.7 23

Hình 2.8 24

Hình 2.9 25

Hình 2.10 25

Hình 2.11 27

Hình 2.12 27

Hình 2.13 30

Hình 3.1 32

Hình 3.2 33

Hình 3.3 34

Hình 3.4 35

Hình 3.5 36

Hình 3.6 37

Hình 3.7 38

Hình 3.8 39

Hình 3.9 40

Hình 3.10 41

Hình 3.11 42

Hình 4.1 45

Hình 4.2 46

Hình 4.3 46

Hình 4.4 47

Hình 4.5 47

Công nghệ Blockchain

LỜI MỞ ĐẦU

An toàn thông tin, bảo mật và toàn vẹn dữ liệu là một trong những nhu cầu cấp thiết đối với xu hướng phát triển của xã hội hiện nay Đối mặt với sự chuyển biến của toàn xã hội trước cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 ( cách mạng công nghiệp 4.0 hay cuộc cách mạng công nghệ kỹ thuật số ) Cuộc cách mạng này đem đến vô vàn lợi ích nhưng cũng kéo theo rất nhiều rủi ro, trong đó là sự phát triển trỗi dậy nhanh chóng của các Hacker trẻ nhằm mục đích đánh chiếm,

ăn cắp thông tin hay đánh sập thậm chí phá hủy các máy chủ gây rối loạn và gián đoạn cho người dùng Trước sự chuyển đổi của nền công nghiệp cũng như sự trỗi dậy của các Hacker thì vấn đề được đặt ra nhằm giải quyết hai bài toán : phương thức nào có thể vừa bảo mật thông tin khỏi các tình huống đánh cắp nhưng cũng vừa đảm bảo tính bảo mật và toàn vẹn thông tin Để trả lời cho câu hỏi trên thì hiện nay ngoài những phương thức bảo mật thông tin bằng các phương pháp mã hóa khác nhau thì nổi bật trong số đó là công nghệ Blockchain

Blockchain ( chuỗi khối ) là một kỹ thuật mới và rất sáng tạo được phát minh vào năm 2008 Blockchain áp dụng hai loại mật mã học phổ biến nhất hiện nay là mã hàm băm và mã RSA để tạo ra chuỗi liên kết cũng như đảm bảo tính bảo mật, toàn vẹn thông tin Ngoài phương áp áp dụng hai loại mật mã thì điều tạo nên sự đặc biệt cũng như tính vượt trội của công nghệ Blockchain so với những công nghệ khác đó là áp dụng mô hình “ sổ cái phân tán “ Việc kết hợp hai kỹ thuật trên tạo ra một bước tiến mới trong ngành bảo mật và an ninh mạng đem đến những lợi ích trong việc bảo mật cùng với toàn vẹn dữ liệu mà cho đến thời điểm hiện tại vẫn chưa có một kỹ thuật nào khác hay hơn hoặc vượt trội hơn công nghệ Blockchain Chính vì sự đặc biệt cũng như các tính năng và tiềm năng

ưu việt mà công nghệ Blockchain đem lại nên việc triển khai và áp dụng công nghệ này hiện nay đã được triển khai trên tất cả các nước đã phát triển Còn đối với Việt Nam tại thời điểm hiện tại thì những hiểu biết cùng với việc áp dụng công nghệ Blockchain vào đời sống chưa được rộng rãi

Bài chuyên đề này gồm 4 phần chính:

1, Tổng quan

2,Nguyên lí hoạt động

3, Những ứng dụng của công nghệ Blockchain trong đởi sống

4,Tương lai phát triển của công nghê Blockchain

Do kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn rất nhiều hạn chế nên bài tiểu luận này không tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn Nhóm 7 chúng em rất mong được sự châm trước và đóng góp ý kiến cả thày cô để không những bài tiểu luận

này có chất lượng cao mà còn trang bị cho nhóm chúng em kiến thức vững vàng hơn trong học tập và làm việc sau này

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

đã được mạng lưới chấp nhận thì sẽ không có cách nào thay đổi được Blockchain

được thiết kế để chống lại việc gian lận, thay đổi của dữ liệu

Công nghệ Blockchain là sự kết hợp giữa 3 loại công nghệ:

 Mật mã học: để đảm bảo tính minh bạch, toàn vẹn và riêng tư thì công

nghệ Blockchain đã sử dụng public key và hàm hash function

 Mạng ngang hàng: Mỗi một nút trong mạng được xem như một client và

cũng là server để lưu trữ bản sao ứng dụng

 Lý thuyết trò chơi: Tất cả các nút tham gia vào hệ thống đều phải tuân thủ

luật chơi đồng thuận (giao thức PoW, PoS,) và được thúc đẩy bởi động lực kinh tế

Hình 1.1 : Sự kết hợp của 3 công nghệ

Hệ thống Blockchain chia thành 3 loại chính:

 Public: Bất kỳ ai cũng có quyền đọc và ghi dữ liệu trên Blockchain Quá

trình xác thực giao dịch trên Blockchain này đòi hỏi phải có rất nhiều nút tham gia Vì vậy, muốn tấn công được vào hệ thống Blockchain này cần chi phí rất lớn và thực sự không khả thi Ví dụ: Bitcoin, Ethereum,…

 Private: Người dùng chỉ được quyền đọc dữ liệu, không có quyền ghi vì

điều này thuộc về bên tổ chức thứ ba tuyệt đối tin cậy Vì đây là một Private Blockchain, cho nên thời gian xác nhận giao dịch khá nhanh vì chỉ cần một lượng nhỏ thiết bị tham gia xác thực giao dịch Ví dụ: Ripple là một dạng Private Blockchain, hệ thống này cho phép 20% các nút là gian dối và chỉ cần 80% còn lại hoạt động ổn định là được

 Permissioned (hay còn gọi là Consortium): một dạng của Private nhưng

bổ sung thêm 1 số tính năng khác, đây là sự kết hợp giữa Public và Private

Ví dụ: Các ngân hàng hay tổ chức tài chính liên doanh sẽ sử dụng Blockchain cho riêng mình

Hình 1.2 : Các loại chính của công nghệ Blockchain

Các phiên bản của công nghệ Blockchain:

 Công nghệ Blockchain 1.0 – Tiền tệ và Thanh toán: Ứng dụng chính của

phiên bản này là tiền mã hoá: bao gồm việc chuyển đổi tiền tệ, kiều hối và tạo lập hệ thống thanh toán kỹ thuật số Đây cũng là lĩnh vực quen thuộc

kỹ thuật số trong phạm vi tiền điện tử, trong đó có Bitcoin

 Công nghệ Blockchain 2.0 – Tài chính và Thị trường: Ứng dụng xử lý tài

chính và ngân hàng: mở rộng quy mô của Blockchain, đưa vào các ứng dụng tài chính và thị trường Các tài sản bao gồm cổ phiếu, chi phiếu, nợ, quyền sở hữu và bất kỳ điều gì có liên quan đến thỏa thuận hay hợp đồng.,cụ thể là sự ra đời của Hợp đồng thông minh, giúp cắt giảm trung gian, tăng mức độ tin tưởng vào thế giới kỹ thuật số hiện đại

 Công nghệ Blockchain 3.0 – Thiết kế và Giám sát hoạt động: Đưa

Blockchain vượt khỏi biên giới tài chính, và đi vào các lĩnh vực như giáo dục, chính phủ, y tế và nghệ thuật

 Bằng việc tích hợp cả hai phiên bản trước đó và kết hợp thêm các tính năng vượt trội như hệ thống Data, hợp đồng thông minh, nền tảng điện toán đám mây, blocklet hoạt động không cần máy chủ, … đặc biệt là ứng dụng phân tán - Decentralized Application

 Công nghệ Blockchain 4.0 - Doanh nghiệp và ứng dụng giao dịch: Là

công nghệ mới nhất nhắm đến các doanh nghiệp, tập trung tạo ra và chạy các ứng dụng giao dịch một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn

Công nghệ này sở hữu tất cả những ưu điểm của các đời công nghệ trước, đồng thời khắc phục những khuyết điểm về tốc độ xử lý chậm và thiếu nguồn nhân lực chất lượng cao để vận hành

Thông thường, mọi người thường nhầm lẫn giữa Blockchain và tiền điện

tử là giống nhau Mặc dù cả hai là những sáng tạo khác nhau, nhưng cả hai đều

làm việc cùng nhau Điều đáng chú ý là Blockchain có thể được sử dụng trong các lĩnh vực khác ngoài tính chất phân tán nó cung cấp cho tiền điện tử Trong thời gian gần đây, nhiều tổ chức và chính phủ đang xem xét khả năng ứng dụng của công nghệ Blockchain Các doanh nghiệp hiện đang đề xuất sử dụng các Blockchain riêng để tăng cường công việc Blockchain đã được thiết kế để lưu giữ hồ sơ của tất cả các giao dịch diễn ra trên mạng ngang hàng (P2P) Blockchain hoạt động như một sổ cái ẩn danh Mặc dù chi tiết của các giao dịch được giữ bí mật, sổ cái được công khai Do đó, người ta có thể xem nó để xác nhận rằng một giao dịch đã diễn ra Công nghệ Blockchain giúp giảm chi phí, tăng cường tính minh bạch và cho phép hiệu quả

Satoshi Nakamoto đã tạo ra Blockchain để phục vụ mục đích ghi lại các giao dịch được thực hiện bằng Bitcoin, do đó trở thành một sổ cái giao dịch công khai Điều này làm cho Bitcoin trở thành loại tiền điện tử đầu tiên sử dụng Blockchain trong việc ghi lại tất cả các giao dịch mà không có sự can thiệp của bên ngoài hoặc cơ quan trung ương Tiền điện tử hầu hết thời gian dựa vào Blockchain Để khai thác các loại tiền điện tử như Bitcoin, Blockchain là không thể tránh khỏi Blockchain chứa một tập hợp các khối với mỗi khối chứa chi tiết

về dữ liệu giao dịch hoặc giao dịch được thực hiện bằng tiền điện tử Mỗi khối riêng lẻ được tạo thành từ các câu đố đang được giải quyết bởi các thợ mỏ để xác nhận các giao dịch Sau khi giải quyết thành công vấn đề, một khối mới được tạo

và xuất bản lên các nút khác Người khai thác sau đó được thưởng cho việc hoàn thành nhiệm vụ như thiết kế sàn giao dịch tiền ảo ứng dụng Blockchain Như đã nói trước đó, Blockchain đóng vai trò là một sổ cái để ghi lại tất cả các giao dịch được thực hiện bằng tiền điện tử và có thể mất tới 30 phút hoặc hơn để giao dịch Bitcoin được ghi lại Khi điều này xảy ra, các chi tiết của giao dịch đều được xác nhận và giải quyết trong một khoảng thời gian ngắn trên tất cả các nút Khi một giao dịch đã được ghi lại, dữ liệu sẽ không thể được sửa đổi Blockchain cũng đảm bảo rằng ví tiền điện tử tính toán số dư chi tiêu của họ để các giao dịch mới

Công nghệ Blockchain

có thể được xác nhận và đảm bảo rằng không có nhiều chi tiêu Điều quan trọng cần biết là không có Blockchain, hầu hết các loại tiền điện tử sẽ không thể chạy thành công Để thu hút tất cả các lợi ích của chứng khoán, hầu hết các loại tiền điện tử đều có, bạn không thể làm gì nếu không có Blockchain

1.3.1.Một cơ sở dữ liệu phân tán

Thông tin được tổ chức trên một Blockchain tồn tại dưới dạng cơ sở dữ liệu được chia sẻ và hòa hợp liên tục Đây là cách để sử dụng mạng với những lợi ích

rõ ràng Cơ sở dữ liệu Blockchain không được lưu trữ ở duy nhất một vị trí nào, nghĩa là các bản ghi được lưu trữ một cách công khai, dễ kiểm chứng Không có một phiên bản tập trung nào của cơ sở dữ liệu này tồn tại, nên hacker cũng chẳng

có cơ hội nào để tấn công nó Blockchain được lưu trữ bởi hàng triệu máy tính cùng lúc, dữ liệu của nó có thể truy cập bởi bất cứ ai trên Internet

Với Google Docs, cả hai bên đều có quyền truy cập đồng thời vào cùng một tài liệu và phiên bản duy nhất của tài liệu đó luôn hiển thị cho cả hai Nó giống như sổ cái được chia sẻ, nhưng nó là một tài liệu được chia sẻ Phần phân tán chỉ hoạt động khi chia sẻ liên quan đến một số người

Công nghệ Blockchain giống như Internet vì nó có một sức mạnh được tích hợp sẵn Bằng cách lưu trữ những khối thông tin giống nhau trên mạng lưới của mình, Blockchain không thể:

- Bị kiểm soát bởi bất kỳ một thực thể nào

- Không có điểm thiếu sót, lỗi duy nhất nào

Mạng lưới Blockchain tồn tại trong trạng thái của sự thỏa thuận, tự động kiểm tra 10 phút một lần Một loại hệ sinh thái tự kiểm soát giá trị kỹ thuật số, mạng lưới sẽ điều hòa mọi giao dịch xảy ra trong khoảng 10 phút Mỗi nhóm giao

dịch này được gọi là khối Hai đặc tính quan trong được rút ra từ đây: - Minh bạch: Dữ liệu được nhúng trong mạng như một khối, công khai - Nó không bị thể bị hỏng: Khi thay đổi bất kỳ đơn vị thông tin nào trên Blockchain có nghĩa là

sử dụng một lượng lớn máy tính để ghi đè lên toàn bộ mạng

Một mạng lưới các nút tính toán tạo thành Blockchain Nút ở đây là máy tính được kết nối với mạng Blockchain, sử dụng client để thực hiện nhiệm vụ xác nhận và chuyển tiếp các giao dịch Nút sẽ nhận được một bản sao của Blockchain, được tải tự động khi tham gia mạng lưới Blockchain Các nút này cùng nhau tạo

ra một mạng lưới cấp 2 mạnh mẽ, một góc nhìn hoàn toàn khác về cách mà Internet có thể hoạt động Mỗi nút là một “quản trị viên” của mạng Blockchain

và tự động tham gia vào mạng, động lực cho việc tham gia này chính là cơ hội giành được Bitcoin

Theo thiết kế, Blockchain là một công nghệ được phân quyền Bất cứ điều

gì xảy ra trên đó đều là chức năng của mạng Một số gợi ý quan trọng bắt nguồn

từ điều này Nhờ tạo ra cách mới để xác nhận giao dịch mà những khía cạnh của thương mại truyền thống có thể trở nên không cần thiết

Nhờ lưu trữ dữ liệu trên mạng của mình, Blockchain loại bỏ những rủi ro

đi kèm với dữ liệu được tổ chức tập trung Mạng của nó không có những điểm dễ

bị tổn thương Trong khi đó, vấn đề bảo mật trên Internet thì ngày càng trở nên phức tạp

Blockchain không phải là một phép màu, nó cũng có những trở ngại nhất định mà trong tương lai gần chúng ta cần phải khắc phục Những quảng cáo hoặc lời thổi phồng xung quanh Blockchain có thể khiến nhiều người mù quáng, không nhận ra sự thật rất rõ ràng rằng, Blockchain tồn tại những bất lợi khi sử dụng

sử dụng rất nhiều điện Các Blockchain tư nhân có thể không bị ảnh hưởng nhiều

vì họ có thể giới hạn các Blockchain đến một số ít máy tính Tuy nhiên, nếu là ngân hàng, phải xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi phút trên toàn cầu, thì đây sẽ là vấn đề lớn

Ngay bây giờ, để vận hành một nút trên Blockchain Bitcoin, bạn phải tải xuống 60GB dữ liệu Sẽ như thế nào nếu dữ liệu là 1 Terabyte? Nếu thị trường Bitcoin phát triển mạnh, sẽ có nhiều Blockchain với dung lượng hàng Terabyte xuất hiện trong thực tế Khi đó, chỉ có các trang trại máy chủ và những người thực sự quan tâm đến việc thương mại hóa tiền kỹ thuật số quy mô lớn, mới có thể vận hành toàn bộ các nút Điều này sẽ tạo ra một mạng lưới tập trung, vốn được coi là một sự phân quyền kỳ lạ

Giả sử bạn có một chiếc ví trên mạng, bạn bị mất chìa khóa chứng thực để

mở ví đó Không có liên kết để reset mật khẩu, không có hotline hỗ trợ Bạn mất toàn bộ số tiền trong ví Không có sự thu hồi Bạn mất trắng Nếu biết cách xử lý

dữ liệu một cách có trách nhiệm, bạn sẽ không gặp phải điều giả sử ở trên Tiền của bạn vẫn sẽ ở trong túi của bạn, và tất nhiên, bạn có toàn quyền kiểm soát nó Nhưng quyền lực luôn đi đôi với trách nhiệm, điều mà không phải ai cũng hiểu được Những người như thế chính là nguyên nhân khiến cho 1/4 số Bitcoin trên trái đất biến mất mãi mãi Nếu bạn đặt một thứ gì đó lên Blockchain, bạn phải thật chắc chắn là mình sẽ không hối hận Vì giao dịch một khi được thực hiện sẽ

không thể đảo ngược, hay làm lại Nó sẽ ở trên Blockchain mãi mãi, theo đúng nghĩa đen luôn

Một nhược điểm khác của các hệ thống Blockchain là một khi dữ liệu đã được thêm vào Blockchain thì việc sửa đổi là rất khó Mặc dù tính ổn định là một trong những lợi thế của Blockchain, nhưng nó không phải lúc nào cũng tốt Việc thay đổi dữ liệu hoặc mã Blockchain thường rất phức tạp và thường cần có một hard fork, trong đó một chuỗi sẽ bị bỏ và một chuỗi mới được đưa lên

Blockchain sử dụng mật mã chìa khóa công khai (hoặc bất đối xứng) để cung cấp cho người dùng quyền sở hữu đối với các đơn vị tiền điện tử của họ (hoặc bất kỳ dữ liệu Blockchain nào khác) Mỗi tài khoản Blockchain (hoặc địa chỉ) có hai chìa khóa tương ứng: một chìa khóa chung (có thể chia sẻ) và một chìa khóa cá nhân (cần được giữ bí mật) Người dùng cần chìa khóa cá nhân để truy cập vào tiền của họ, nghĩa là tự họ đóng vai trò như một ngân hàng Nếu người dùng mất chìa khóa cá nhân, tiền sẽ bị mất và không thể làm gì hơn được nữa

CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Công nghệ Blockchain

Hình 2.1: Mô tả cách trao đổi thông tin theo cách truyền thống

 B1 : A muốn gửi cho B 1 số tiền A sẽ gửi yêu cầu đến Ngân hàng X đóng vai trò là trung gian

 B2 : Ngân hàng X sau khi nhận được yêu cầu từ bên A sẽ tìm kiếm, tra cứu trong danh sách của mình xem có bên B hay không

 B3 : Sau khi tra cứu tìm thấy bên B thì Ngân hàng X sẽ thực hiện giao dịch chuyển số tiền bên A đã gửi đến bên B Nếu như trong quá trình tra cứu không có bên B hoặc không tồn tại B thì yêu cầu sẽ hủy bỏ gửi trả lại A

 B4 : Sau khi bên B nhận được số tiền thì Ngân hàng X sẽ gửi thông báo đến bên A để thông báo về việc chuyển tiền thành công

Vậy nếu như cũng trong tình huống giả định như vậy nhưng ta lại áp dụng công nghệ Blockchain thì tình huống sẽ xảy ra như sau

Hình 2.2: Mô tả quá trình gửi tiền bằng công nghệ Blockchain từ A sang B

 B1: A muốn gửi 1 số tiền tới cho B giao dịch là sự xác nhận của hệ thống các máy tính, gọi là Node( nút ) Các Node này sẽ thực hiện các bước xác nhận thông qua thuật toán Các node này sẽ kiểm tra xem liệu ví anh A trên

”sổ cái” còn đủ tiền để chi trả không

 B2: Sau khi kiểm tra và đảm bảo rằng mọi thứ đều chính xác Các Node sẽ đóng gói đề xuất của anh A được xác nhận Các gói này sẽ tạo thành các Block

 B3: Mỗi nút trong mạng sau đó sẽ nhận được thông báo này và ánh xạ giao dịch được yêu cầu vào bản sao sổ cái kế toán của họ, và theo đó số dư tài khoản của cả hai bên đều được cập nhật

 B4: Giao dịch này chỉ được xem là hợp lệ khi nó khớp với lịch sử giao dịch

đã được ghi nhận trên toàn bộ các sổ cái trong mạng

 B5: Block đc thêm vào Blockchain

 B6: B nhận được tiền từ A

Vậy câu hỏi được đặt ra giữa 2 mô hình trên là :

+ Làm thế nào để biết được đó là tiền của A gửi cho B hoặc làm sao để biết được chính xác B đã nhận được tiền hay chưa hay đã bị đánh cắp bởi hacker ?,,,,

+ Hacker có thể tập trung đánh vào Ngân hàng X nơi lưu trữ thông tin thì mọi thông tin sẽ bị mất hết Vậy có cách nào để khắc phục điều này ?,…

+ Nếu như hacker có thể dùng một cách nào đấy để đánh cắp số tiền đó thì sao ?,… Và để trả lời cho những câu hỏi trên thì vào năm 2008 một người đàn ông tên Satoshi Wakamoto đã sáng tạo ra công nghệ Blockchain giúp giải quyết hết những câu hỏi trên bằng những đặc tính đặc biệt của công nghệ Blockchain

mà ta sẽ tìm hiểu sau đây

Cơ sở dữ liệu là Blockchain và mỗi nút trên Blockchain có quyền truy cập vào toàn bộ Blockchain Không một nút hoặc máy tính nào điều chỉnh thông tin chứa trong đó Mọi nút đều có thể xác thực các bản ghi của Blockchain Tất cả

Công nghệ Blockchain

điều này được thực hiện mà không có một hoặc một vài trung gian kiểm soát mọi thứ Các giao dịch diễn ra ngang hàng (P2P), trực tiếp giữa 2 bên, không thông qua một bên thứ ba Thông tin về những gì đang xảy ra trên Blockchain được lưu trữ trên mỗi nút sau đó được chuyển đến các nút lân cận Bằng cách này, thông tin lan truyền qua toàn bộ mạng

Bất cứ ai cũng có khả năng nhìn thấy mọi giao dịch và giá trị băm của nó Tất cả những gì bạn thấy trên Blockchain là bản ghi các giao dịch giữa các địa chỉ Blockchain Mỗi nút trong Blockchain đều đang lưu giữ một bản sao của sổ

kế toán Do vậy, mỗi nút đều biết số dư tài khoản của bạn là bao nhiêu Hệ thống Blockchain chỉ ghi lại mỗi giao dịch được yêu cầu chứ không hề theo dõi số dư tài khoản của bạn

Sau khi ghi lại giao dịch trên Blockchain và Blockchain đã được cập nhật, thì không thể thay đổi hồ sơ của giao dịch này Hồ sơ của một giao dịch cụ thể được liên kết với hồ sơ trước Các bản ghi Blockchain là vĩnh viễn, chúng được sắp xếp theo thứ tự thời gian và chúng đã cập nhật ở tất cả các nút khác

Tính ưu việt của sổ cái phân tán tốt hơn sổ cái tập trung ở việc :

+ Đối với sổ cái tập trung : nếu như hacker hay bất cứ một biến cố nào xảy ra đối với trung tâm lưu trữ thông tin thì toàn bộ mạng lưới sẽ sụp đổ hoặc gặp trục trặc

Hình 2.3: Mô phỏng sự kiện hacker phá hủy làm sập hệ thống lưu trữ thông

tin

+ Đối với sổ cái phần tán : Nếu như có bất kỳ yếu tố không mong muốn nào xảy

ra với các nút thì sẽ luôn luôn có 1 hoặc rất nhiều bản sao của trung tâm lưu trữ thông tin trên toàn bộ các nút Giả sử nếu 1 nút bị đánh sập thì ta luôn luôn có thể khôi phục lại thông tin như ban đầu

Hình 2.4: Mô hình sổ cái phân tán

Thuật toán đồng thuận có thể được định nghĩa là một cơ chế mà qua đó một mạng Blockchain đạt được sự đồng thuận Các Blockchain công cộng (phi tập trung) được xây dựng như là các hệ thống phân tán Vì không lệ thuộc vào một cơ quan trung ương nên các nút phân tán cần phải đồng thuận về tính hợp lệ của các giao dịch và đây là lúc để các thuật toán đồng thuận thể hiện vai trò Chúng đảm bảo rằng các quy tắc giao thức đang được tuân theo và đảm bảo rằng tất cả các giao dịch diễn ra một cách đáng tin cậy

Các thuật toán đồng thuận là rất quan trọng để duy trì tính toàn vẹn và bảo mật của mạng tiền điện tử Chúng cung cấp phương tiện để các nút phân tán đạt được sự đồng thuận về phiên bản đúng của Blockchain Việc đồng thuận với trạng thái của Blockchain hiện tại là điều cần thiết cho một hệ thống kinh tế kỹ thuật số hoạt động đúng

Thuật toán đồng thuận Proof of Work được coi là một trong những lời giải tốt nhất cho Bài toán Byzantine Nó cho phép tạo ra Bitcoin như một hệ thống

sẽ được thêm vào chuỗi

Hình 2.5: Miêu tả cơ chế đồng thuận phi tập trung

Proof of Work ( Bằng chứng Công việc, thường được viết tắt là PoW ) là một dạng bằng chứng không có kiến thức mật mã, trong đó một bên the prover (người chứng minh) chứng minh cho những the verifiers (người xác minh) rằng một lượng nỗ lực tính toán nhất định đã được sử dụng cho một số mục đích Người xác minh sau đó có thể xác nhận khoản chi này với nỗ lực tối thiểu từ phía

họ

Vào năm 2008, một người đàn ông tên là Satoshi Nakamoto đã tạo ra một

hệ thống Proof-of-Work (bằng chứng công việc), điều này cho phép bất kỳ ai cũng có thể đề xuất một khối để nối vào mạng Để đề xuất một khối, họ phải hy sinh sức mạnh tính toán để đoán ra giải pháp mà giao thức đặt ra (để làm điều này

họ cần phải băm ( Hash ) dữ liệu nhiều lần để tạo ra một số nhỏ hơn một giá trị

cụ thể

Quá trình này được gọi là khai thác (đào) Nếu người khai thác đoán đúng giải pháp, khối mà họ đã xây dựng (bao gồm các giao dịch chưa được xác nhận

mà các người dùng ngang hàng đã gửi cho họ) sẽ được thêm vào chuỗi Nhờ vậy,

họ sẽ nhận được tiền thưởng dưới dạng một mã thông báo (token) gốc của Blockchain

Vậy cuốn sổ cái của chúng ta ở ví dụ trên chính là Blockchain Nhưng chúng ta không thêm các giao dịch từng cái một - thay vào đó, chúng ta gộp chúng thành các khối Chúng ta thông báo các giao dịch với mạng, sau đó những người dùng tạo một khối sẽ đưa chúng vào diện một khối ứng viên Các giao dịch sẽ chỉ được coi là hợp lệ khi khối ứng viên trở thành một khối được xác nhận, có nghĩa

là nó đã được thêm vào Blockchain

Tuy nhiên, việc thêm vào một khối không rẻ Proof of Work yêu cầu một thợ đào (người dùng tạo khối) sử dụng một số tài nguyên của chính họ để được hưởng đặc quyền Tài nguyên đó là sức mạnh tính toán, được sử dụng để băm dữ liệu khối cho đến khi tìm thấy lời giải cho câu đố Sau khi giải đố xong thì 1 khổi mới sẽ được tạo ra và được đưa vào cuốn sổ cái

Các dữ liệu hay giao dịch sau khi được đưa lên hệ thống Blockchain sẽ được nhóm vào các khối khác nhau Những giao dịch nào mà chưa được thực hiện cũng được tạo thành 1 khối riêng và cọi như chúng chưa được xác nhận Mỗi nút có thể nhóm các giao dịch với nhau thành một khối và gửi nó vào mạng lưới như một hàm ý cho các khối tiếp theo được gắn vào sau đó Để được thêm vào Blockchain, mỗi khối phải chứa một đoạn mã đóng vai trò như một đáp án cho một vấn đề toán học phức tạp được tạo ra bằng hàm mã hóa băm không thể đảo ngược

Công nghệ Blockchain

Hình 2.6: Cấu tạo của một khối Blockchain

Sau khi tạo thành khối thì các client sẽ gửi thông tin cho các peer khác để xem xét nếu các peer khác cùng đồng thuận cho phép thì một khối mới sẽ được thêm vào chuỗi hiện có

Hình 2.7: Cơ chế liên kết các khối trong Blockchain

Hệ thống Blockchain được thiết kế theo cách không yêu cầu sự tin cậy và bảo đảm bởi độ tin cậy có được thông qua các hàm mã hóa toán học đặc biệt Đặc biệt đó là bảo mật duy nhất gồm các khóa công khai và khóa riêng tư trong mã hóa RSA Nếu mã hóa bằng khóa công khai thì chỉ có chủ sở hữu của khóa riêng

tư trùng với khóa công khai mới có thể giải mã và nắm được nội dung dữ liệu có trong đó Ngược lại, khi không có bất kỳ trường hợp nào có thể mở được khóa

Và hàm băm đóng vai trò nối tiếp liên kết các khối lại với nhau thành một chuỗi

Hai nguyên lý chính đó là hàm băm và mã hóa RSA Ngoài ra để tối ưu về mặt bảo mật thì Blockchain cũng áp dụng cả nguyên lý PoW Sau đây, ta sẽ tìm hiểu chi tiết về hàm băm và mã hóa RSA

Trong ngành mật mã học , một hàm băm mật mã là một hàm băm với một

số tính chất bảo mật nhất định để phù hợp việc sử dụng trong nhiều ứng dụng bảo mật thông tin đa dạng, chẳng hạn như chứng thực (authentication) và kiểm tra tính nguyên vẹn của thông điệp (message integrity) Một hàm băm nhận đầu vào

là một xâu ký tự dài (hay thông điệp) có độ dài tùy ý và tạo ra kết quả là một xâu

ký tự có độ dài cố định, đôi khi được gọi là tóm tắt thông điệp (message digest) hoặc chữ ký số (digital fingerprint)

Hình 2.8: Nguyên lý hoạt động của hàm băm

Hoặc hiểu 1 cách đơn giản là từ 1 file dữ liệu ban đầu sau khi trải qua thuật toán băm thì sẽ tạo ra những chuỗi ký tự ngẫu nhiên nhất định và đặc điểm nổi bật của hàm băm đó là một khi ta đã chuyển đổi file dữ liệu thành ký tự ngẫu nhiên thì không thể có bất kỳ cách nào để có thể khôi phục lại từ dữ liệu đã băm thành file dữ liệu ban đầu

Công nghệ Blockchain

Hình 2.9: Mô tả tính chất của hàm băm

Đối với việc áp dụng Hàm băm vào công nghệ Blockchain thì hàm băm có vai trò xác thực các khối với nhau để đảm bảo về tính liên kết giữa các khối Qua

đó tạo nên tính ổn định và an toàn đối với mỗi chuỗi khối Với cơ chế mỗi khối

sẽ được tạo ra bằng hai hàm băm đầu và cuối với cơ chế là hàm băm đầu của khối trước sẽ là hàm băm cuối của khối liền kề sau nó

Hình 2.10: Cơ chế liên kết giữa các khối dựa trên tính chất của hàm

băm

Trong mật mã học, RSA là một thuật toán mật mã hóa khóa công khai Đây

là thuật toán đầu tiên phù hợp với việc tạo ra chữ ký điện tử đồng thời với việc