Tất cả bắt đầu bằng mã hóa
Để hiểu blockchains, bạn cần hiểu mật mã. Ý tưởng về mật mã lớn hơn nhiều so với máy tính: nó chỉ đơn thuần có nghĩa là sắp xếp lại thông tin theo cách mà bạn cần một khóa cụ thể để hiểu nó. Đồ chơi vòng giải mã đơn giản mà bạn tìm thấy trong hộp ngũ cốc Kix là một dạng mã hóa cơ bản nhất - tạo khóa (còn được gọi là mật mã) thay thế một chữ cái bằng số, chạy thông điệp của bạn thông qua khóa, và sau đó cung cấp chìa khóa cho người khác. Bất cứ ai tìm thấy tin nhắn mà không có chìa khóa không thể đọc được, trừ khi nó bị "nứt". Quân đội sử dụng mật mã phức tạp hơn trước máy tính (ví dụ như Máy Enigma mã hóa và giải mã tin nhắn trong Thế chiến II).
Mã hóa hiện đại, mặc dù, là hoàn toàn kỹ thuật số. Các máy tính ngày nay sử dụng các phương pháp mã hóa phức tạp và an toàn đến mức không thể phá vỡ chúng bằng toán đơn giản do con người thực hiện. Tuy nhiên, công nghệ mã hóa máy tính không hoàn hảo; nó vẫn có thể được "nứt" nếu đủ thông minh người tấn công các thuật toán, và dữ liệu vẫn còn dễ bị tổn thương nếu ai đó ngoài chủ sở hữu tìm thấy chìa khóa. Nhưng ngay cả mã hóa cấp người tiêu dùng, như mã hóa 128-bit AES hiện giờ là tiêu chuẩn trên iPhone và Android, cũng đủ để giữ dữ liệu bị khóa khỏi FBI.
Blockchain là một trình ghi dữ liệu hợp tác, an toàn
Mã hóa thường được sử dụng để khóa các tệp để chúng chỉ có thể được truy cập bởi những người cụ thể. Nhưng nếu bạn có thông tin cần được mọi người nhìn thấy - ví dụ như thông tin kế toán cho một cơ quan chính phủ phải được luật pháp công khai - và vẫn cần phải được bảo mật? Ở đó, bạn có một vấn đề: càng nhiều người có thể xem và chỉnh sửa thông tin thì càng ít an toàn hơn.
Blockchains được phát triển để đáp ứng nhu cầu bảo mật của những tình huống cụ thể này. Trong một blockchain, mỗi khi thông tin được truy cập và cập nhật, thay đổi được ghi lại và xác minh, sau đó được đóng kín bằng mã hóa, không thể chỉnh sửa lại được. Tập hợp các thay đổi sau đó được lưu và thêm vào tổng số bản ghi. Lần tới khi ai đó thực hiện thay đổi, nó sẽ bắt đầu lại từ đầu, giữ lại thông tin trong một “khối” mới được mã hóa và gắn liền với khối trước đó (do đó “chuỗi chặn”). Quá trình lặp lại này kết nối phiên bản đầu tiên của tập thông tin với phiên bản mới nhất, vì vậy mọi người có thể xem tất cả các thay đổi đã từng thực hiện, nhưng chỉ có thể đóng góp và chỉnh sửa phiên bản mới nhất.
Để có điều gì đó liên quan hơn, hãy tưởng tượng một tài liệu cộng tác, như bảng tính trên Google Documents hoặc Office 365. Mọi người có quyền truy cập vào tài liệu đều có thể chỉnh sửa và mỗi khi họ thực hiện, thay đổi được lưu và ghi lại dưới dạng bảng tính mới, sau đó bị khóa trong lịch sử tài liệu. Vì vậy, bạn có thể quay trở lại, từng bước, thông qua các thay đổi được thực hiện, nhưng bạn chỉ có thể thêm thông tin vào phiên bản mới nhất, không sửa đổi các phiên bản trước đây của bảng tính đã bị khóa.
Như bạn có thể đã nghe, ý tưởng về "sổ kế toán" được cập nhật liên tục, an toàn này chủ yếu được áp dụng cho dữ liệu tài chính, nơi nó có ý nghĩa nhất. Các loại tiền tệ kỹ thuật số được phân phối như Bitcoin là cách sử dụng phổ biến nhất của blockchains - thực ra, cái đầu tiên được tạo ra cho Bitcoin và ý tưởng trải rộng từ đó.
Nội dung kỹ thuật: Từng bước, Chặn theo khối
Làm thế nào để tất cả điều này thực sự diễn ra trên một máy tính? Đó là sự kết hợp giữa mật mã và mạng ngang hàng.
Bạn có thể quen thuộc với việc chia sẻ tệp ngang hàng: các dịch vụ như BitTorrent cho phép người dùng tải lên và tải xuống các tệp kỹ thuật số từ nhiều vị trí hiệu quả hơn từ một kết nối duy nhất. Hãy tưởng tượng "tệp" là dữ liệu cốt lõi trong một blockchain và quá trình tải xuống dưới dạng mật mã giúp cập nhật và bảo mật.
Hoặc, để quay lại ví dụ trên Google Documents của chúng tôi ở trên: hãy tưởng tượng rằng tài liệu cộng tác mà bạn đang làm việc không được lưu trữ trên máy chủ. Thay vào đó, trên máy tính của từng cá nhân, liên tục kiểm tra và cập nhật lẫn nhau để đảm bảo rằng không ai sửa đổi các bản ghi trước đó. Điều này làm cho nó "phi tập trung".
Đó là ý tưởng cốt lõi đằng sau blockchain: đó là dữ liệu mật mã được truy cập và bảo mật liên tục cùng một lúc mà không cần bất kỳ máy chủ hoặc bộ nhớ tập trung nào, với bản ghi các thay đổi kết hợp chính nó vào mỗi phiên bản dữ liệu mới.
Đó là chút cuối cùng đó là nước sốt bí mật trong bánh sandwich blockchain. Sử dụng mật mã kỹ thuật số, mỗi người dùng sẽ đóng góp sức mạnh của máy tính để giúp giải quyết một số vấn đề toán học siêu phức tạp giúp bảo mật bản ghi. Những giải pháp cực kỳ phức tạp này - được gọi là "băm" - giải quyết các phần cốt lõi của dữ liệu trong hồ sơ, như tài khoản được cộng hoặc trừ tiền trong sổ cái kế toán, và số tiền đó đến hoặc từ đâu. Dữ liệu càng dày đặc, mật mã càng phức tạp và cần nhiều sức mạnh xử lý hơn để giải quyết nó. (Đây là nơi mà ý tưởng "khai thác" trong Bitcoin đi vào chơi, bằng cách này.)
Vì vậy, để tổng hợp, chúng ta có thể nghĩ về một blockchain là một phần dữ liệu đó là:
- Cập nhật liên tục. Người dùng Blockchain có thể truy cập dữ liệu bất kỳ lúc nào và thêm thông tin vào khối mới nhất.
- Phân phối. Bản sao của dữ liệu blockchain được lưu trữ và bảo mật bởi mỗi người dùng và tất cả phải đồng ý về các bổ sung mới.
- Đã xác minh. Cả hai thay đổi đối với các khối mới và bản sao của các khối cũ phải được tất cả người dùng đồng ý thông qua xác minh mật mã.
- Đảm bảo. Giả mạo dữ liệu cũ và thay đổi phương thức bảo mật dữ liệu mới bị ngăn chặn bởi cả phương thức mã hóa lẫn lưu trữ không tập trung của chính dữ liệu.
Và tin hay không, nó thậm chí còn phức tạp hơn thế này … nhưng đó là ý tưởng cơ bản.
Blockchain trong hành động: Cho tôi thấy tiền kỹ thuật số!
Vì vậy, hãy xem xét một ví dụ về cách áp dụng điều này đối với tiền điện tử như Bitcoin. Giả sử bạn có một Bitcoin và bạn muốn chi tiêu nó trên một chiếc xe mới. (Hoặc một chiếc xe đạp, hoặc một ngôi nhà, hoặc một quốc đảo cỡ nhỏ đến trung bình - tuy nhiên nhiều Bitcoin có giá trị trong tuần này.) Bạn kết nối với blockchain Bitcoin phân cấp với phần mềm của bạn, và bạn gửi yêu cầu của bạn để chuyển Bitcoin cho người bán xe. Giao dịch của bạn sau đó được truyền đến hệ thống.
Mọi người trên hệ thống đều có thể nhìn thấy nó, nhưng danh tính của bạn và danh tính của người bán chỉ là chữ ký tạm thời, các yếu tố nhỏ của các vấn đề toán học khổng lồ tạo thành trái tim của mật mã kỹ thuật số. Các giá trị này được cắm vào phương trình blockchain, và bản thân vấn đề được "giải quyết" bởi các thành viên trên mạng ngang hàng tạo ra các băm mật mã.
Khi giao dịch được xác minh, một Bitcoin được chuyển từ bạn sang người bán và được ghi vào khối mới nhất trong chuỗi. Khối được hoàn thành, niêm phong và bảo vệ bằng mật mã. Chuỗi giao dịch tiếp theo bắt đầu và blockchain phát triển lâu hơn, chứa toàn bộ hồ sơ của tất cả các giao dịch mỗi khi giao dịch được cập nhật.
Bây giờ, khi bạn nghĩ về một blockchain là "an toàn", điều quan trọng là phải hiểu bối cảnh. Các giao dịch riêng lẻ được bảo mật và tổng số bản ghi là an toàn, miễn là các phương pháp được sử dụng để bảo mật mật mã vẫn là "không bị giữ lại". (Và hãy nhớ, công cụ này là có thật không khó có thể phá vỡ - ngay cả FBI cũng không thể làm điều đó với các tài nguyên máy tính đơn thuần.) Nhưng liên kết yếu nhất trong blockchain là, tốt, bạn - người dùng.
Nếu bạn cho phép người khác sử dụng khóa cá nhân của mình để truy cập chuỗi hoặc nếu họ tìm thấy nó bằng cách hack vào máy tính của bạn, họ có thể bổ sung vào blockchain với thông tin của bạn và không có cách nào để ngăn chặn chúng. Đó là cách Bitcoin bị “đánh cắp” trong các cuộc tấn công công khai cao trên các thị trường chính: đó là các công ty đang điều hành thị trường, chứ không phải chính Bitcoin, đã bị xâm phạm. Và bởi vì Bitcoin bị đánh cắp được chuyển giao cho người dùng ẩn danh, thông qua quy trình được xác minh bởi blockchain và được ghi lại mãi mãi, không có cách nào để tìm kẻ tấn cônghoặc làlấy Bitcoin.
Những gì khác có thể ngăn chặn làm gì?
Công nghệ Blockchain bắt đầu bằng Bitcoin, nhưng đó là một ý tưởng quan trọng mà nó không ở đó lâu. Hệ thống được cập nhật liên tục, có thể truy cập được với bất kỳ ai, được xác minh bởi mạng không tập trung và cực kỳ an toàn, có rất nhiều ứng dụng khác nhau. Các tổ chức tài chính như JP Morgan Chase và Sở giao dịch chứng khoán Úc đang phát triển các hệ thống blockchain để bảo mật và phân phối dữ liệu tài chính (đối với tiền thông thường, không phải tiền điện tử như Bitcoin). Quỹ Bill & Melinda Gates hy vọng sẽ sử dụng các hệ thống blockchain để cung cấp các dịch vụ ngân hàng miễn phí, phân phối cho hàng tỷ người không có khả năng tài khoản ngân hàng thông thường.
Các công cụ mã nguồn mở như Hyperledger đang cố gắng tạo ra các kỹ thuật blockchain có sẵn cho nhiều người hơn, trong một số trường hợp làm như vậy mà không cần đến lượng xử lý khổng lồ cần thiết để bảo đảm các thiết kế khác. Các hệ thống làm việc cộng tác có thể được kiểm tra và ghi lại bằng các kỹ thuật blockchain. Khá nhiều thứ cần được ghi lại liên tục, truy cập và cập nhật có thể được sử dụng theo cùng một cách.
