Blockchain hoạt động như thế nào

Hãy tưởng tượng rằng chúng ta có một tài liệu, có thể là một đoạn văn, một bài luận, hoặc thậm chí là một bản ghi ngân hàng, chỉ ra rằng bạn nợ anh trai của bạn 10 đô la.

Cho dù bất kỳ dữ liệu nào, chúng ta sẽ chuyển đổi dữ liệu đó thành hash – hàm băm (xem hình minh hoạ hàm băm bên dưới). Một hàm băm là một chuỗi mã máy tính đại diện cho dữ liệu. Chuỗi này có thể dài và nếu ta chỉ thay đổi một ký tự trong tài liệu gốc, nó sẽ tạo ra một giá trị hàm băm hoàn toàn mới, được liên kết với giá trị trước đó. Ví dụ như cách liên kết giữa bản quyền giữa tài sản và người bán, sau đó liên kết với người mua.

Hiểu một cách đơn giản hơn thì hàm băm giống như một công cụ chuyển đổi dữ liệu thành một chuỗi mã máy tính. Dù dữ liệu ban đầu là gì, từ một đoạn văn, một tập tin âm thanh, hoặc một bức ảnh, chúng ta đưa nó vào hàm băm và nhận được một chuỗi mã duy nhất. Điều quan trọng là nếu chúng ta chỉ cần thay đổi một phần nhỏ của dữ liệu ban đầu, kể cả một ký tự hay một pixel trong một bức ảnh, chuỗi mã đầu ra sẽ thay đổi hoàn toàn. Điều này giống như việc mỗi sản phẩm được bán có một dấu vân tay riêng của nó, cho phép ta kiểm tra tính chính xác và toàn vẹn của sản phẩm.

Để làm cho bạn dễ hiểu hơn, hãy xem ví dụ sau: Giả sử chúng ta có một tài liệu văn bản gồm một câu đơn giản như "Hello, world!". Chúng ta sẽ chuyển đổi nội dung của tài liệu này thành một giá trị hash bằng cách sử dụng một hàm băm như SHA-256. Kết quả của quá trình này có thể là một chuỗi hash như "2ef7bde608ce5404e97d5f042f95f89f1c232871".

Nếu chúng ta thay đổi chỉ một ký tự trong tài liệu gốc, ví dụ như "Hello, word!" thay vì "Hello, world!", kết quả của quá trình tạo hash sẽ hoàn toàn khác biệt. Dù chỉ có một sự thay đổi nhỏ trong nội dung, ví dụ như thêm hoặc xóa một ký tự, sẽ dẫn đến một giá trị hash mới hoàn toàn khác so với giá trị hash ban đầu. Điều này minh chứng cho tính duy nhất và không thể sửa đổi của mã hash trong quá trình xác thực dữ liệu.

Sau đây là một ví dụ khác đơn giản dễ hiểu hơn về hàm băm: Hãy tưởng tượng bạn có một số bí mật, ví dụ như "1234". Bạn muốn biến đổi số này thành một chuỗi mã khác mà không thể dễ dàng suy luận ra số gốc từ mã. Bạn có thể sử dụng một hàm băm đơn giản như việc cộng tất cả các chữ số của số gốc lại với nhau. Trong trường hợp này, "1234" có tổng các chữ số là 1 + 2 + 3 + 4 = 10.

Do đó, bằng cách sử dụng hàm băm này, số "1234" có thể được biến đổi thành số "10". Ngược lại, nếu bạn thay đổi một chữ số nào đó, ví dụ như từ "1234" thành "1244", tổng các chữ số sẽ là 1 + 2 + 4 + 4 = 11, kết quả khác hoàn toàn. Điều này giúp bảo vệ tính duy nhất của mã hóa và không thể dễ dàng suy luận ra số gốc từ mã đã được biến đổi.

Blockchain rất an toàn và không thể phá vỡ:

Các liên kết trên một blockchain rất an toàn và không thể phá vỡ và chúng được phân phối rộng rãi đến tất cả các node (nút lưu trữ) máy tính trên toàn thế giới. Các liên kết tạo thành một bản ghi duy nhất, thứ mà cộng đồng tiền điện tử gọi là nguồn chân lý duy nhất.

Quan trọng là, bất kỳ bản ghi nào – không chỉ đơn thuần là các giao dịch tài chính – đều có thể được đặt vào một blockchain.

Dưới đây là một ví dụ minh họa để giúp hiểu rõ hơn về cách các liên kết trên một blockchain được phân phối và an toàn:

Giả sử chúng ta có một blockchain dành cho việc ghi lại các giao dịch mua bán đồ đạc trực tuyến. Mỗi khối trong blockchain này chứa thông tin về các giao dịch được thực hiện trong một khoảng thời gian cụ thể.

Khối 1: Trong khối đầu tiên, Alice mua một chiếc đèn từ Bob với giá 50 đô la. Giao dịch này được xác minh và thêm vào khối đầu tiên của blockchain.

Khối 2: Tiếp theo, Bob bán một chiếc ghế với giá 30 đô la cho Charlie. Giao dịch này cũng được xác minh và thêm vào khối tiếp theo của blockchain.

Khối 3: Charlie sau đó bán một chiếc bàn với giá 100 đô la cho Alice. Giao dịch này cũng được thêm vào blockchain.

Mỗi giao dịch trong các khối này được xác minh và chứng thực bởi nhiều máy tính trên mạng blockchain, bao gồm các nút lưu trữ trên khắp thế giới. Điều này đảm bảo rằng thông tin trong mỗi khối không thể bị sửa đổi sau khi được thêm vào blockchain và tạo ra một nguồn chân lý duy nhất về lịch sử các giao dịch mua bán này.

Ngoài ra, tôi có thể cho bạn biết rằng một tập hợp các khối có thể được liên kết với nhau trong một chuỗi không nhất thiết cần liên kết tuyến tính. Ví dụ, Hedera Hashgraph là một blockchain mới hơn, phức tạp hơn (và tiên tiến hơn nhiều, một số người nhận xét) so với Bitcoin. Vậy thì sao? Điểm mấu chốt cho bạn là sự liên kết giữa các khối – tuy nhiên, điều đó được vận hành trên một blockchain – đã đảm bảo tính toàn vẹn của các khối.

Dưới đây là một ví dụ minh họa để giải thích ý về việc liên kết các khối trong một chuỗi không nhất thiết cần phải là tuyến tính:

Hãy tưởng tượng chúng ta có một blockchain dành cho việc ghi lại các giao dịch mua bán bất động sản. Mỗi khối trong blockchain này chứa thông tin về các giao dịch mua bán của các căn nhà và đất đai.

Khối 1: Trong khối đầu tiên, Alice mua một căn nhà từ Bob với giá 100.000 đô la.

Khối 2: Tiếp theo, Bob bán một miếng đất với giá 50.000 đô la cho Charlie.

Khối 3: Sau đó, Alice bán lại căn nhà của mình cho Dave với giá 120.000 đô la.

Trong trường hợp này, mỗi khối đều chứa thông tin về các giao dịch mua bán khác nhau, nhưng chúng không cần phải được sắp xếp tuyến tính theo thứ tự thời gian. Thay vào đó, các khối này được liên kết với nhau thông qua các mã hash, cho phép một blockchain linh hoạt hơn và phức tạp hơn, giống như Hedera Hashgraph. Điểm mấu chốt ở đây là dù các khối không được sắp xếp theo thứ tự tuyến tính, sự liên kết giữa chúng vẫn được duy trì và hoạt động trên một blockchain, đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu trong mỗi khối.

Tóm lại, chúng ta đã thảo luận về cách hàm băm hoạt động và về tính an toàn của các liên kết trên blockchain. Dù bất kỳ dữ liệu nào, từ văn bản đến giao dịch tài chính, chúng ta có thể biến đổi thành một chuỗi hash, một dạng mã máy tính duy nhất. Qua ví dụ đơn giản về việc biến đổi câu "Hello, world!" thành một chuỗi hash, chúng ta đã nhận thấy tính duy nhất và không thể sửa đổi của mã hash. Điều này giúp bảo vệ tính chính xác và toàn vẹn của dữ liệu.

Với blockchain, chúng ta đã thấy rằng các liên kết trên mạng này rất an toàn và không thể phá vỡ. Dữ liệu trong mỗi khối được phân phối rộng rãi đến tất cả các nút lưu trữ trên toàn thế giới, tạo thành một nguồn chân lý duy nhất về lịch sử các giao dịch. Dù các khối không cần phải được sắp xếp theo thứ tự tuyến tính, sự liên kết giữa chúng vẫn được duy trì, đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.

Hàm băm và blockchain đều đóng vai trò quan trọng trong việc xác thực và bảo vệ dữ liệu trong thế giới kỹ thuật số ngày nay. Việc hiểu và áp dụng chúng không chỉ giúp tăng cường an ninh thông tin mà còn mở ra những tiềm năng mới trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Dữ liệu được chạy thông qua hàm băm, giúp mã hoá chúng và xuất ra một chuỗi ký tự đại diện cho dữ liệu.

*Nguồn tư liệu tham khảo cho bài viết là cuốn sách "Bộ mặt thật của Tiền điện tử" của tác giả Ric Edelman.

*Nếu bạn quan tâm đến chủ đề này, mời bạn đọc tiếp để có thêm thông tin: Top 10 ứng dụng công nghệ blockchain trong giải quyết vấn đề xã hội.