Blockchain là một khái niệm tương đối mới đối với nhiều người. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ kỹ thuật số, nền tảng này đã thu hút sự quan tâm và khám phá của nhiều người. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn tìm hiểu nền tảng blockchain là gì và ứng dụng của chúng.
Nền tảng Blockchain là gì?
Blockchain có thể hiểu nó như sổ sách kế toán công khai vậy. Trong đó, tất cả thông tin được lưu trữ và truyền đi một cách minh bạch và đầy đủ. Do đó không thể thay đổi hoặc giả mạo nó. Đây là một công nghệ mới giúp cải thiện đáng kể những hạn chế của cách thức lưu trữ. Và chia sẻ thông tin truyền thống. Vì lý do này, blockchain ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong nhiều lĩnh vực như tài chính, giáo dục, nông nghiệp, công nghiệp, giải trí, y tế, giáo dục,…
Về mặt kỹ thuật, Blockchain là một cơ sở dữ liệu phi tập trung (phi tập trung) lưu trữ dữ liệu dưới dạng các khối. Phần thân của khối chứa các giao dịch dữ liệu (tương tự như máy trạng thái). Các khối được kết hợp dưới dạng danh sách liên kết (linked list) dưới dạng mã hóa SHA256. Mã hóa khối bao gồm cả địa chỉ của khối trước đó và phần thân của chính khối đó. Do đó, một khi khối được thêm vào, nó không thể thay đổi hoặc sắp xếp lại.
Điểm khác biệt và bản chất của blockchain là thay vì ở một nơi như Git (máy chủ Git). Thì nó được phân tán ở nhiều nơi (nhiều nút), tất cả đều là ngang hàng. Do đó, những thay đổi đối với các nút phải được toàn bộ mạng (tất cả các nút) chấp thuận. Ngoài ra còn có các khái niệm như “Proof of Work” và “Stack of Work”. Nhưng chúng không liên quan đến tài liệu tham khảo này do tính chất kỹ thuật của chúng và được bỏ qua.
Lịch sử hình thành của Blockchain
Ý tưởng đằng sau công nghệ blockchain có từ năm 1991. Vào thời điểm này, các nhà nghiên cứu Stuart Haber và W. Scott Stonetta đã giới thiệu một giải pháp thực tế bằng máy tính để đánh dấu thời gian cho các tài liệu kỹ thuật số để chúng không thể bị đẩy lùi hoặc bị xâm phạm. Hệ thống được bảo vệ bằng mật mã để lưu trữ văn bản được đánh dấu thời gian.
Sau đó, vào năm 1992, cây Merkle được tích hợp vào thiết kế để làm cho nó hiệu quả hơn. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn chưa được phát triển. Và bằng sáng chế đã hết hạn vào năm 2004, bốn năm trước khi Bitcoin ra đời.
Năm 2004, nhà khoa học máy tính và nhà mật mã học Hal Finney (Harold Thomas Finney II) đã phát triển một hệ thống gọi là RPoW (Reusable Proof Of Work). Hệ thống hoạt động bằng cách sử dụng bộ đệm ẩn băm không thay đổi. Và đổi lại tạo mã thông báo có chữ ký RSA có thể được trao đổi trực tiếp từ người này sang người khác.
Vào cuối năm 2008, một tờ giấy trắng về hệ thống tiền điện tử phi tập trung ngang hàng có tên là Bitcoin. Đã được một người hoặc tổ chức sử dụng bí danh Satoshi Nakamoto xuất bản lên danh sách gửi thư về tiền điện tử.
Bitcoin ra đời vào ngày 3 tháng 1 năm 2009 khi Satoshi Nakamoto khai thác khối Bitcoin đầu tiên, mang lại phần thưởng 50 Bitcoin. Người nhận Bitcoin đầu tiên là Hal Finney, người đã nhận được 10 Bitcoin vào ngày 12 tháng 1 năm 2009.
Nguyên lý hoạt động của Blockchain
1. Nguyên tắc mã hóa
Trên thực tế, sổ cái luôn được quản lý bởi các máy tính trên mạng ngang hàng được kết nối với nhau. Vì vậy, có một số khác biệt.
Trong khi hệ thống ngân hàng chỉ nhìn thấy các giao dịch và số dư tài khoản của chính chúng ta, blockchain của bitcoin cho phép chúng ta xem các giao dịch của mọi người. Mạng Bitcoin là một mạng phi tập trung và không có bên thứ ba đóng vai trò trung gian để xử lý các giao dịch. Các hệ thống chuỗi khối được thiết kế để không tin cậy và được đảm bảo bởi độ tin cậy đạt được nhờ các chức năng mật mã toán học đặc biệt.
Để thực hiện các giao dịch trên chuỗi khối, chúng tôi cần phần mềm có thể lưu trữ chuỗi khối và trao đổi bitcoin. Cái gọi là ví tiền điện tử. Ví tiền điện tử này được bảo vệ bằng một phương pháp mã hóa đặc biệt sử dụng một cặp khóa bảo mật duy nhất. Nếu một tin nhắn được mã hóa bằng một khóa chung cụ thể, thì chỉ chủ sở hữu khóa riêng được ghép nối của khóa chung đó mới có thể giải mã và đọc nội dung của tin nhắn.
Mã hóa yêu cầu giao dịch bằng khóa riêng tạo chữ ký số được các máy tính trên mạng chuỗi khối sử dụng để xác minh tính xác thực của người gửi và giao dịch. Chữ ký này là một chuỗi văn bản kết hợp yêu cầu giao dịch và khóa riêng. Khi tin nhắn đã được gửi và mã hóa, không cần tiết lộ khóa riêng.
2. Quy tắc sổ cái
Mỗi nút trên blockchain giữ một bản sao của sổ cái. Vì vậy, mỗi nút biết số dư tài khoản là bao nhiêu. Hệ thống chuỗi khối chỉ ghi lại từng giao dịch được yêu cầu và không theo dõi số dư tài khoản.
Việc biết số dư ví điện tử của bạn yêu cầu xác thực và xác nhận tất cả các giao dịch được thực hiện qua mạng liên quan đến ví điện tử của bạn.
Việc kiểm tra “số dư” này được thực hiện bằng cách tính toán dựa trên các liên kết với các giao dịch trước đó. Để gửi 10 BTC cho John, Mary phải tạo một yêu cầu giao dịch có chứa các liên kết đến các giao dịch trước đó với tổng số dư ít nhất là 10 BTC.
Các nút trong mạng kiểm tra xem tổng số tiền của các giao dịch này có lớn hơn hoặc bằng 10 BTC hay không. Tất cả điều này xảy ra tự động trong ví của Mary và được xác minh bởi một nút trên mạng Bitcoin. Mary chỉ cần gửi một giao dịch 10 bitcoin đến ví của John bằng khóa công khai của John.
Vậy làm cách nào để hệ thống có thể tin tưởng và xác thực các giao dịch đến này?
Trên thực tế, nút xác minh tất cả các giao dịch liên quan đến ví tiền điện tử trước đây được sử dụng để gửi Bitcoin (BTC) dựa trên lịch sử giao dịch của nó. Việc sử dụng các bản ghi cho phép BTC chưa sử dụng được lưu trữ và giữ lại bởi các nút mạng, giúp đơn giản hóa và tăng tốc quá trình xác minh.
3. Nguyên tắc tạo khối
Sau khi các giao dịch được xuất bản trên mạng blockchain, chúng được nhóm thành các khối và các giao dịch trong cùng một khối được coi là đã xảy ra cùng một lúc. Các giao dịch không được thực hiện trong một khối được coi là chưa được xác nhận.
Mỗi nút có thể tổng hợp các giao dịch thành một khối và gửi nó đến mạng như một phương tiện để liên kết các khối tiếp theo.
3.1 Hệ thống sẽ thống nhất khối nào? khối nào sẽ là khối tiếp theo?
Để được thêm vào chuỗi khối, mỗi khối phải chứa mã giải quyết vấn đề toán học phức tạp do quá trình băm không thể đảo ngược tạo ra.
Cách duy nhất để giải một bài toán như thế này là đoán các số ngẫu nhiên kết hợp với nội dung của khối trước đó để tạo ra kết quả do hệ thống xác định. Một máy tính thông thường có cấu hình cơ bản có thể mất một năm để đoán chính xác các con số để giải bài toán này.
3.2 Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu hai nút cùng lúc giải quyết cùng một vấn đề?
Tuy nhiên, các hệ thống chuỗi khối luôn yêu cầu mỗi nút được xây dựng trên chuỗi khối nhận được lâu nhất. Vì vậy, nếu có sự mơ hồ về khối nào là khối cuối cùng. Thì mỗi nút sẽ áp dụng cho chuỗi dài nhất khi khối tiếp theo được giải quyết. Xác suất các khối được xây dựng cùng một lúc thấp đến mức gần như không thể giải quyết nhiều khối cùng một lúc và tạo các khối chuỗi khác nhau nhiều lần.
4. Những thuật toán bảo mật Blockchain
Nếu có bất đồng về khối đại diện cuối cùng của chuỗi, thì đó có thể là gian lận. Khi khối tiếp theo được giải quyết, nếu một giao dịch xảy ra trong một khối thuộc khối ngắn hơn, nó sẽ trở thành một giao dịch chưa được xác nhận vì tất cả các giao dịch khác trong các khối khác được nhóm lại với nhau.
Mỗi khối chứa một tham chiếu đến khối trước đó, đây là một phần của bài toán phải được giải để chuyển khối tiếp theo vào mạng. Do đó, rất khó để tính toán trước một tập hợp các khối. Vì cần phải có một số lượng lớn các số ngẫu nhiên để giải quyết chúng và đặt chúng vào chuỗi khối.
Các giao dịch trên mạng chuỗi khối Bitcoin được bảo mật bằng một loạt các phép tính toán học. Chống lại những kẻ tấn công cố gắng cạnh tranh với toàn bộ mạng.
Điều này làm cho giao dịch an toàn hơn theo thời gian. Ngoài ra, các khối được thêm vào chuỗi trong quá khứ luôn an toàn hơn các khối mới được thêm vào. Trung bình, một khối được thêm vào chuỗi cứ sau 10 giờ trong vòng một giờ kể từ khi giao dịch được nhóm vào khối đầu tiên, làm cho nhiều khả năng giao dịch đã được xử lý và khả năng đó là không tăng. phản đối.
Ưu điểm vượt trội của Blockchain
Tại sao công nghệ chuỗi khối là một xu hướng công nghệ lớn hiện nay:
1. Tính minh bạch và khả năng chống nứt
Đây có lẽ là một trong những tính năng tốt nhất. Tất cả thông tin được lưu trữ, truyền và xử lý trong các hệ thống chuỗi khối được trình bày theo cách minh bạch, rõ ràng. Bất biến, chống giả mạo và không thể đọc được. Vì vậy, nếu bạn muốn lấy thông tin về giao dịch của chính mình. Hoặc của người khác (ngày, giờ, chi tiết giao dịch, v.v.). Bạn không phải lo lắng về sự không chính xác trong dữ liệu giao dịch.
2. Tính năng ẩn danh
Trọng tâm của quyền riêng tư blockchain là khả năng ẩn danh người dùng. Tính năng này giúp bạn thực hiện các giao dịch một cách an toàn mà không lo người khác biết danh tính của mình. Cùng với tính minh bạch, dữ liệu không thể bị hỏng hoặc thay đổi và tính ẩn danh, blockchain tạo ra mức độ tin cậy cao giữa người dùng, giúp họ cảm thấy an tâm hơn khi tham gia vào blockchain.
3. Tiết kiệm thời gian và tiết kiệm tiền bạc
Khi một giao dịch truyền thống tạo ra sự tin cậy và minh bạch theo cách yêu cầu bên thứ ba xác minh. Thì một tỷ lệ phần trăm chi phí nhất định của bên thứ ba đó phải được thanh toán. Tuy nhiên, khi bạn áp dụng blockchain vào giao dịch. Bạn và đối tác đã ký hợp đồng thông minh (Smart Contract) sẽ trực tiếp thực hiện giao dịch và hệ thống trên blockchain xác nhận giao dịch đó. Không có chi phí bổ sung và bạn tiết kiệm thời gian giao dịch.
4. Ứng dụng rộng rãi
Công nghệ chuỗi khối hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống. Ví dụ, ứng dụng blockchain trong nông nghiệp thực phẩm, quản lý giáo dục, bầu cử kỹ thuật số,…. Nổi tiếng nhất là công nghệ chuỗi khối, vẫn được sử dụng trong các giao dịch tài chính.
Các loại hệ thống chuỗi khối
Các hệ thống chuỗi khối được chia thành ba loại chính:
1. Public (Công cộng):
Một hệ thống chuỗi khối cho phép mọi người đọc và ghi dữ liệu trên chuỗi khối. Quá trình xác thực các giao dịch trên chuỗi khối này cần hàng nghìn hoặc hàng chục nghìn nút tham gia. Do đó, không thể tấn công hệ thống blockchain này vì chi phí quá cao. Ví dụ về các chuỗi khối công khai: Bitcoin, Ethereum,…
2. Private(Riêng tư):
Đây là một hệ thống chuỗi khối chỉ cho phép người dùng đọc dữ liệu chứ không ghi dữ liệu. Vì nó thuộc về một bên thứ ba hoàn toàn đáng tin cậy. Trong một số trường hợp, bên thứ ba này có thể hoặc không cho phép bạn đọc dữ liệu của mình. Các bên thứ ba có toàn quyền quyết định đối với các thay đổi đối với chuỗi khối. Vì nó là một chuỗi khối riêng tư nên thời gian xác nhận giao dịch rất nhanh. Nên cần ít thiết bị hơn để tham gia xác minh giao dịch. Ví dụ: Ripple là một loại blockchain riêng. Trong hệ thống này, 20% nút là giả mạo và chỉ 80% còn lại là ổn định.
Permissioned (Tán thành):
Còn được gọi là tập đoàn, một loại blockchain riêng tư. Nhưng có bổ sung một số tính năng nhất định kết hợp “sự tin tưởng” khi tham gia vào các chuỗi khối công khai với “sự tin tưởng tuyệt đối” khi tham gia vào các chuỗi khối riêng tư. Ví dụ: Các ngân hàng và tổ chức tài chính liên doanh sẽ sử dụng blockchain vì lợi ích của riêng họ.
Cơ chế đồng thuận của Blockchain
Cơ chế đồng thuận Blockchain có thể được hiểu là một phương thức mà quản trị viên của hệ thống Blockchain có thể đồng ý thực hiện các giao dịch trong hệ thống. Các loại cơ chế đồng thuận phổ biến nhất trong Blockchain là:
1. Bằng chứng làm việc (Proof of Work):
Đây là cơ chế đồng thuận phổ biến nhất được sử dụng bởi Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dogecoin và hầu hết các loại tiền điện tử. Đây là một cơ chế đồng thuận tiêu tốn rất nhiều năng lượng.
2. Bằng chứng cổ phần (Proof of Stake):
Đây là một cơ chế đồng thuận chung cho Decred, Peercoin và trong tương lai là Ethereum và nhiều loại tiền điện tử khác. Cơ chế đồng thuận này phi tập trung hơn, tiêu thụ ít năng lượng hơn và không dễ bị xâm phạm.
3. Bằng chứng cổ phần (Delegated Proof-of-Stake):
Đây là cơ chế đồng thuận phổ biến trong Steemit, EOS và BitShares. Cơ chế đồng thuận này có chi phí giao dịch thấp. Có thể mở rộng. hiệu suất năng lượng cao. Tuy nhiên, thuật toán vẫn hơi tập trung vì nó chọn những người đáng tin cậy để phê duyệt.
4. Bằng chứng ủy quyền (Proof of Authority):
Đây là một cơ chế đồng thuận phổ biến thường thấy trên POA.Network và Ethereum Kovan Testnet. Cơ chế đồng thuận này có hiệu suất cao và khả năng mở rộng tốt.
5. Bằng chứng về khối lượng (Proof-of-Weight):
Đây là một cơ chế đồng thuận chung cho Algorand và Filecoin. Cơ chế đồng thuận này có thể tùy chỉnh và dễ dàng mở rộng. Tuy nhiên, quá trình tăng tốc phát triển sẽ là một thách thức lớn.
6. Đồng thuận chống gian lận (Byzantine Fault Tolerance):
Đây là một cơ chế đồng thuận phổ biến trên Hyperledger, Stellar, Dispatch và Ripple. Cơ chế đồng thuận này rất hiệu quả. không tốn kém. Tuy nhiên, nó vẫn không hoàn toàn đáng tin cậy.
Việc làm lập trình viên blockchain
- Tạo, thử nghiệm và triển khai các sản phẩm chuỗi khối mới.
- Cập nhật sản phẩm của bạn.
- Nghiên cứu công nghệ mới để áp dụng vào dự án là công việc bình thường của các lập trình viên blockchain.
Lập trình viên blockchain và kỹ sư blockchain đang được rất nhiều công ty tuyển dụng, từ công ty công nghệ, truyền thông, công ty cung cấp giải pháp blockchain cho đến các công ty cần xây dựng hệ thống trên nền tảng blockchain, ngân hàng, tổ chức tài chính. Điều này cũng giải thích tại sao các công việc blockchain luôn mang lại mức lương cao và đáng mơ ước.
Các công việc tham khảo về lập trình Blockchain
1. Lập trình Blockchain: C ++ / Go
Kỹ năng: Phát triển ứng dụng web, Phát triển ứng dụng di động Android/iOS. Lập trình hướng đối tượng, C/C++, Java/C#, Bitcoin Core. Kiến thức về ứng dụng chuỗi khối, hiểu biết về Bitcoin, Altcoins, Blockchain.
2. Lập trình Ethereum: Solidity
Kỹ năng: Trải nghiệm thực tế về Blockchain, ICO, Ethereum DApps. Ví, Hợp đồng thông minh, Tiền điện tử mới, Trao đổi tiền điện tử.
3. Tạo hợp đồng thông minh cho ICO
Kỹ năng: Có kinh nghiệm phát triển hợp đồng thông minh, các chương trình dựa trên Bitcoin. Và Ethereum liên quan đến việc theo dõi và sử dụng tiền điện tử. Kỹ năng ngôn ngữ vững chắc và Ethereum để tạo hợp đồng thông minh và phát triển cấu trúc Ethereum. Kiến thức về DApps (Ứng dụng phi tập trung). Ngoài ra, công việc này yêu cầu kinh nghiệm lập trình web với Javascript và Python.
Ngoài các yêu cầu công việc, các công việc lập trình viên blockchain thường yêu cầu các ứng viên phải có trình độ tiếng Anh tốt, sẵn sàng học hỏi các công nghệ mới và đạo đức làm việc mạnh mẽ.
Nền tảng blockchain phổ biến hiện nay
1. Mạng Ethereum là gì?
Nhiều người thắc mắc tại sao chúng tôi sử dụng Ethereum thay vì Bitcoin. Chuỗi khối đầu tiên trên thế giới. Câu trả lời rất đơn giản. Vì Bitcoin sinh ra chỉ dành cho tiền mã hóa (Bitcoin) nhưng Ethereum sinh ra không chỉ dành cho tiền mã hóa (Ether – Ether). Mà còn có cả các nhà phát triển tham gia. Sử dụng chuỗi khối Ethereum cho các mục đích khác.
Các chương trình (hợp đồng thông minh), lưu trữ dữ liệu, phát hành token mới cho ICO…
Tính năng này bổ sung thêm độ phức tạp cho mạng Ethereum. Các giao dịch hiện không chỉ liên quan đến việc chuyển tiền giữa những người dùng mà còn liên quan đến hoạt động của các hợp đồng thông minh. Hiện tại, có hai loại tài khoản: tài khoản bên ngoài (người dùng) và tài khoản hợp đồng.
2. Hợp đồng thông minh là gì?
Hợp đồng thông minh nghe có vẻ đáng sợ. Nhưng chúng cũng phổ biến như các lớp trong OOP hướng đối tượng. Bao gồm các biến, chức năng và sự kiện để phù hợp với nhu cầu của tác giả.
Tuy nhiên, hợp đồng thông minh không cần phải được viết theo cách đó. Và thường tuân theo tiêu chuẩn ERC20 (và cũng có tiêu chuẩn ERC223). Theo tiêu chuẩn này, SC thường có một phương pháp như sau: totalSupply, balanceOf, transfer, transferFrom… Ví dụ: nếu bạn đang thực hiện ICO với mã thông báo có tên là kiểm tra. Hàm totalSupply chịu trách nhiệm trả về tổng số dư (mã thông báo) của tất cả những người đã mua mã thông báo kiểm tra.
Khi một hợp đồng thông minh được triển khai trên mạng, nó cần được khởi tạo (như các lớp đã đề cập ở trên). Chúng được gán địa chỉ trong quá trình khởi tạo (khởi tạo bộ nhớ, v.v.) và tồn tại trên mạng. Giống như một tài khoản bình thường. Mặt khác, họ không thể tự mình chủ động thực hiện giao dịch mà chỉ nhận, xử lý và gửi giao dịch.
Tất nhiên, hợp đồng thông minh cũng được công khai và không thể thay đổi sau khi triển khai. Vì vậy, nếu bạn gặp lỗi trong mã của mình. Cách duy nhất để khắc phục chúng là thêm hợp đồng thông minh vào phần mềm trung gian. Hoặc di chuyển hợp đồng thông minh của bạn. Trên thực tế, các hợp đồng thông minh hiếm khi hoạt động độc lập mà chạy theo chuỗi để xử lý và phối hợp với nhau.
3. Ngôn ngữ mô tả hợp đồng thông minh
Hợp đồng thông minh được viết bằng ngôn ngữ Solidity. Đây là ngôn ngữ mà máy ảo Ethereum có thể hiểu và thực thi. Ngôn ngữ này rất dễ viết và có thể thành thạo trong vài tuần hoặc vài tháng.
Chúng tôi thường phát triển các hợp đồng thông minh cục bộ bằng cách sử dụng trình mô phỏng mạng hoặc dàn dựng trên mạng thử nghiệm. Chi phí triển khai hợp đồng thông minh trên mạng chính phụ thuộc vào số lượng giao dịch hợp đồng thông minh được yêu cầu khi khởi tạo. Phẫu thuật thì tốn tiền, kể cả khi phẫu thuật (suốt đời).
Ứng dụng phi tập trung sẽ thay thế ứng dụng hiện tại của bạn chứ? Thực tế là 99% Dapp hiện đang chạy không phải là môi trường sản xuất. Vì thông tin được lưu trữ hoặc sửa đổi trên mạng chính rất tốn kém. Không cần phải nói, các khối xác nhận rất chậm. Và không phù hợp với các hoạt động nhanh (Ethereum hiện tại là 15 giây).
Các kỹ sư Blockchain không chỉ viết hợp đồng thông minh. Nếu vậy, SC Developer có nhiều quyền hơn. Bạn có thể xây dựng các hệ thống dựa trên blockchain. Các mạng hoàn toàn riêng tư như ngân hàng và công ty fintech. GECC chúc các bạn thu thập được những thông tin hữu ích !
