Blockchain Network là gì? Những Thành phần Cơ bản của một Mạng Blockchain

Blockchain Network là một trong những công nghệ lớn nhất hiện nay, đặc biệt là tiền điện tử kỹ thuật số BitCoin. Mạng Blockchain đảm bảo tính minh bạch, an toàn và phi tập trung trong việc lưu trữ và trao đổi dữ liệu. Sau đây, chúng ta sẽ cùng khám phá Blockchain Network là gì? Những thành phần cơ bản của một mạng Blockchain và vì sao lại trở thành công nghệ được nhắc đến nhiều nhất hiện nay. 

Blockchain Network là gì?

Blockchain Network là một hệ thống cơ sở dữ liệu phân tán, thông tin được chia sẻ giữa hàng ngàn máy tính thay vì lưu trữ tập trung tại một máy chủ. Blockchain Network hoạt động dựa trên nguyên tắc phi tập trung, không có cá nhân hay tổ chức nào kiểm soát toàn bộ mạng lưới. Dữ liệu trong blockchain được lưu dưới dạng các khối, mỗi khối chứa thông tin và được mã hóa, liên kết chặt chẽ với khối trước đó, tạo thành một chuỗi liên tục theo thời gian gọi là chuỗi khối. Mạng Blockchain đảm bảo dữ liệu luôn nhất quán và không bị thay đổi trái phép.

Blockchain Network có cơ chế đồng thuận, mọi thay đổi hay bổ sung dữ liệu chỉ được thực hiện khi phần lớn các thành viên trong mạng đồng ý. Vì vậy, Blockchain vừa đảm bảo tính bảo mật cao nhờ mã hóa, vừa duy trì tính minh bạch và bất biến của dữ liệu. Chính điều này khiến mạng Blockchain trở thành nền tảng lý tưởng cho nhiều ứng dụng hiện đại như tiền mã hóa, hợp đồng thông minh và lưu trữ thông tin minh bạch trong các ngành tài chính, y tế, và chuỗi cung ứng.

Mạng Blockchain hoạt động như thế nào?

Không giống như các công nghệ cơ sở dữ liệu truyền thống lưu trữ dữ liệu trên một máy chủ duy nhất do một thực thể tập trung kiểm soát, mạng lưới Blockchain gồm nhiều máy tính, tất cả đều hoạt động như các node hoặc máy chủ. Các node tạo thành một mạng lưới được kết nối, trong đó tất cả các node tham gia đều sở hữu một bản sao của hệ thống ghi chép dữ liệu, tạo ra một hệ sinh thái chuỗi khối .

Mỗi giao dịch trên Blockchain Network được lưu trữ dưới dạng một khối và mỗi khối được liên kết với khối trước đó trong một chuỗi. Một khối dữ liệu trên blockchain chứa thông tin về các khối trước đó (còn được gọi là hash), dấu thời gian và thông tin giao dịch mà nó ghi lại. 

Để thêm một khối mới vào chuỗi, các node tham gia phải cùng nhau xác minh các thông tin trên khối mới dựa trên một bộ quy tắc đã thỏa thuận trước. Đây được gọi là cơ chế đồng thuận và nó giữ cho mạng an toàn và hoạt động. 

Khóa mật mã giữa mỗi khối trong Blockchain giúp giữ cho nó không bị giả mạo. Để thay đổi giao dịch trong một khối cũ hơn, bạn sẽ phải thay đổi thông tin trong tất cả các khối theo sau nó. Thay đổi này cũng sẽ phải được sao chép trên tất cả các node trên mạng, điều này gần như không thể.

Những Thành phần Cơ bản của Blockchain Network

Mạng Blockchain được cấu thành từ nhiều thành phần quan trọng, mỗi thành phần đóng một vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo tính toàn vẹn, bảo mật và hiệu quả của hệ thống. Dưới đây là những thành phần cốt lõi không thể thiếu trong một mạng blockchain:

Nodes (Nút mạng)

Nodes là các máy tính tham gia vào Blockchain Network. Mỗi node có thể lưu toàn bộ hoặc một phần dữ liệu của chuỗi khối. Tùy vào chức năng, nodes được chia thành ba loại:

• Full Node (Nút đầy đủ): Lưu giữ toàn bộ bản sao của Blockchain và có quyền xác minh, chấp nhận hoặc từ chối các giao dịch.
• Partial Node (Nút một phần): Chỉ lưu giữ các giá trị hash của giao dịch thay vì toàn bộ dữ liệu, giúp tiết kiệm dung lượng và tài nguyên máy tính.
• Mining Node (Nút khai thác): Thường dùng trong các hệ thống sử dụng cơ chế Proof of Work, thực hiện xác thực giao dịch và thêm khối mới vào blockchain thông qua quá trình “đào” (mining).

Ledger (Sổ cái phân tán)

Blockchain chính là một sổ cái phân tán ghi lại tất cả các giao dịch một cách an toàn và không thể thay đổi. Mỗi khối dữ liệu trong sổ cái chứa thông tin giao dịch, dấu thời gian và mã hash liên kết với khối trước đó, tạo thành một chuỗi khối theo thứ tự thời gian. Tùy vào cách vận hành, sổ cái có thể là:

• Public Ledger (Sổ cái công khai): Bất kỳ ai cũng có thể đọc và ghi thông tin.
• Distributed Ledger (Sổ cái phân tán): Tất cả các node đều có bản sao dữ liệu và cùng thực hiện xác minh, ghi nhận giao dịch.
• Decentralized Ledger (Sổ cái phi tập trung): Không có node nào kiểm soát trung tâm. Mọi node đều có quyền ngang nhau trong mạng lưới.

Giao dịch

Giao dịch là đơn vị dữ liệu cơ bản trong Blockchain, thể hiện việc chuyển giao giá trị hoặc thông tin giữa các bên. Một giao dịch bao gồm địa chỉ người gửi, người nhận, số lượng giá trị được chuyển và chữ ký số để xác thực tính hợp lệ. Sau khi được tạo, giao dịch sẽ được xác minh bởi các node và lưu trữ trên blockchain dưới dạng một khối.

Cơ chế đồng thuận

Đây là thuật toán cho phép các node trong mạng thống nhất với nhau về tính hợp lệ của các giao dịch và trạng thái của sổ cái. Một số cơ chế đồng thuận phổ biến bao gồm:

• Proof of Work (PoW): Các node phải giải bài toán mật mã phức tạp để xác thực giao dịch (như trong Bitcoin).
• Proof of Stake (PoS): Node được chọn xác thực giao dịch dựa trên số lượng đồng tiền họ đang nắm giữ và đặt cọc làm tài sản đảm bảo.
• Delegated Proof of Stake (DPoS): Các node trong mạng bỏ phiếu chọn ra một nhóm đại diện để thay mặt xác thực giao dịch.

Mật mã học (Cryptography)

Cryptography là nền tảng bảo mật của Blockchain Network, bảo vệ dữ liệu, đảm bảo tính toàn vẹn giao dịch và duy trì sự riêng tư cho người dùng.

• Hàm băm (Hash Function): Đây là thuật toán chuyển đổi dữ liệu đầu vào bất kỳ thành một chuỗi ký tự có độ dài cố định. Chỉ cần thay đổi nhỏ ở dữ liệu gốc cũng sẽ tạo ra một hàm băm hoàn toàn khác, giúp phát hiện và ngăn chặn sự giả mạo thông tin.
• Chữ ký số (Digital Signature): Mỗi giao dịch được ký bằng khóa riêng của người gửi, và người nhận có thể xác minh bằng khóa công khai. 
• Key Public/Private: Mỗi người dùng Blockchain sở hữu một cặp khóa. Key Public dùng để nhận dữ liệu, còn Key Private dùng để ký và xác thực giao dịch, đảm bảo tính bảo mật trong quá trình trao đổi.

Hợp đồng thông minh

Hợp đồng thông minh là các đoạn mã tự thực thi trên blockchain, trong đó điều khoản và hành động được lập trình sẵn, không cần bên trung gian can thiệp.

• Hợp đồng thông minh giúp thực hiện các thỏa thuận tự động, giảm thiểu sự phụ thuộc vào con người và giảm chi phí giao dịch.
• Các hành động chỉ xảy ra khi điều kiện đã định trước được đáp ứng, ví dụ như chuyển tiền, phát hành mã thông báo hoặc cập nhật dữ liệu.
• Được ứng dụng rộng rãi trong chuỗi cung ứng, bảo hiểm, tài chính phi tập trung (DeFi) và nhiều lĩnh vực khác nhờ tính minh bạch và hiệu quả cao.

Token (Mã thông báo kỹ thuật số)

Token là tài sản kỹ thuật số được phát hành trên nền tảng blockchain, đại diện cho quyền lợi, giá trị hoặc tiện ích trong hệ sinh thái đó.

• Utility Token (Mã thông báo tiện ích): Cung cấp quyền truy cập hoặc sử dụng dịch vụ cụ thể trong một nền tảng blockchain.
• Security Token (Mã thông báo chứng khoán): Đại diện cho quyền sở hữu tài sản thật như cổ phiếu hoặc bất động sản và thường tuân theo quy định pháp lý nghiêm ngặt.
• Stablecoin: Là loại tiền mã hóa được neo giá với đồng tiền pháp định (như USD) nhằm duy trì giá trị ổn định.

Ưu điểm của Blockchain Network

• Bản chất phi tập trung của Blockchain Network loại bỏ nhu cầu về trung gian, giảm chi phí và tăng tính minh bạch.
• Các giao dịch trên Blockchain được bảo mật thông qua mật mã, khiến chúng hầu như không bị tấn công và gian lận.
• Công nghệ Blockchain cho phép tất cả các bên trong giao dịch có quyền truy cập vào cùng một thông tin, tăng tính minh bạch và giảm khả năng xảy ra tranh chấp.
• Các giao dịch trên Blockchain có thể được xử lý nhanh chóng và hiệu quả, giảm thời gian và chi phí liên quan đến các giao dịch truyền thống.
• Bản chất minh bạch và an toàn của công nghệ blockchain có thể giúp xây dựng lòng tin giữa các bên trong giao dịch.

Nhược điểm của Blockchain Network

• Vì blockchain hoạt động dựa trên mạng lưới phi tập trung, mỗi giao dịch cần được xác nhận bởi nhiều node, khiến tốc độ xử lý chậm hơn và khó mở rộng khi áp dụng cho các hệ thống lớn có lượng giao dịch cao.
• Blockchain vẫn là công nghệ tương đối mới và khá phức tạp. Nhiều doanh nghiệp và người dùng phổ thông còn thiếu hiểu biết, dẫn đến sự dè dặt trong việc tiếp cận và triển khai.
• Hiện nay, các quy định về Blockchain và tiền mã hóa vẫn đang được hoàn thiện ở nhiều quốc gia. Sự thiếu nhất quán trong luật pháp khiến nhiều tổ chức và nhà đầu tư gặp khó khăn khi muốn tham gia.
• Do chưa có chuẩn thống nhất giữa các mạng blockchain khác nhau, việc tích hợp công nghệ này vào các hệ thống hiện tại trở nên phức tạp, tốn thời gian và chi phí.

Kết luận

Blockchain Network là nền tảng công nghệ mang lại sự an toàn và minh bạch trong các giao dịch số. Những thành phần cơ bản của mạng Blockchain tạo nên một hệ thống hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy. Hy vọng, bài viết của Việt Tuấn đã giúp bạn hiểu rõ hơn về Blockchain Network là gì và có thể dễ dàng áp dụng blockchain vào nhiều lĩnh vực khác nhau, góp phần thúc đẩy sự phát triển của xã hội trong thời đại công nghệ số.