Được biết đến như một công nghệ bền vững giữ hồ sơ mạng Bitcoin, Blockchain được nhiều người biết đến và tìm hiểu mọi khía cạnh của nó. Ngoài tiền điện tử, các ứng dụng của Blockchain tại các lĩnh vực khác cũng rất đa dạng. Vậy thuật toán Blockchain gồm những gì và nó có thực sự an toàn?
1. Blockchain là gì?
Blockchain là một cơ sở dữ liệu phi tập trung có công dụng lưu trữ các bản ghi liên tục và ngăn chặn chúng khỏi những sự tấn công và can thiệp không liên quan từ bên ngoài. Blockchain được ứng dụng trong tiền điện tử cũng như các hoạt động khác như tài chính kinh doanh, logistics, sức khỏe,…
Hiện nay, có 5% dân số đang sử dụng công nghệ Blockchain, phổ biến nhất là ở tiền điện tử. Nhưng với khả năng bảo mật chắc chắn an toàn, cùng những tính năng hết sức thông minh, Blockchain đang được ứng dụng rộng rãi ở rất nhiều những lĩnh vực khác nhau.
Blockchain có thể làm được những điều đó nhờ việc chứa một khối lượng lớn dữ liệu tại những máy chủ có công suất “khủng”. Những chiếc máy công suất lớn này có thể được tạo dựng từ việc kết nối nhiều máy tính nhỏ lẻ khác nhau, từ đó “góp sức” tạo nên một chiếc máy chủ có công suất dữ dội, lưu được một lượng dữ liệu siêu khủng và tính toán rất nhanh và mạnh mẽ.
2. Cách hoạt động của Blockchain:
Hệ thống phức tạp của Blockchain nằm trên một mạng lưới chứa các nút (node). Khi có những giao dịch phát sinh, Blockchain đóng vai trò như một hệ thống nhận biết giao dịch này có hợp lệ hay không, khi Blockchain cho phép thì các giao dịch này mới có thể được “bơm” vào chuỗi khối. Do đó, để một khối được đưa vào Blockchain thì cần sự liên minh đồng ý của hầu hết các nút. Mỗi một khối khác nhau sẽ lưu giữ tập hợp những giao dịch duy nhất, đồng thời cũng là kết quả của những tệp thực thi trên Blockchain.
Lí do mà Blockchain đáng tin cậy là bởi vì bất kỳ bản sao chính xác nào của chuỗi sẽ đều hiển thị tất cả các giao dịch, đồng thời được thêm vào toàn bộ mạng. Giả sử nếu có ai đó cố tình gian lận trên hệ thống, thì kẻ đó sẽ bị phát hiện vô cùng dễ dàng.
Mặt khác, đôi khi những ứng dụng sử dụng Blockchain nếu không cẩn thận có thể diễn ra sai sót, dẫn đến một số hậu quả. Ví dụ như việc bảo mật thông tin không đầy đủ, bảo vệ lỏng lẻo, kiểm soát lựu lượng truy cập yếu. Chính vì lý do này mà Blockchain đã dùng tới các thuật toán để có thể gia tăng khả năng bảo mật, đồng thời mang đến cho mọi người dùng những môi trường giao dịch đảm bảo an toàn và đáng tin cậy.
3. Các thuật toán Blockchain sử dụng để bảo vệ an toàn mạng:
3.1. Khóa cá nhân và khóa công khai (Private and public keys):
Công nghệ Blockchain sử dụng các mật mã không đối xứng nhằm giữ an toàn và đảm bảo độ bảo mật cho các giao dịch giữa người dùng. Trong một mạng, mỗi người dùng sẽ sở hữu một khóa riêng tư & một khóa công khai. Những khóa này được Blockchain thiết lập từ những chuỗi số random, đồng thời được liên kết với nhau bằng mật mã riêng. Điều này có nghĩa không ai có thể lần mò dự đoán được khóa riêng tư của những người khác, kể cả nếu xem khóa công khai của người đó.
Đồng thời, toàn bộ người dùng sẽ sở hữu một địa chỉ, tạo nên từ những khóa công khai và thực hiện với hàm băm. Những địa chỉ khác nhau này se được dùng với mục đích gửi và nhận những khoản đầu tư khác nhau trên Blockchain. Khoản đầu tư này chính là tiền điện tử. Và ngoài ra, người dùng hoàn toàn có thể xem xét các giao dịch đã từng hoạt động trước đó ngay trên Blockchain. Lý do là bởi mạng Blockchain luôn luôn được chia sẻ và công khai với các bên.
Khóa cá nhân của Blockchain sẽ bảo vệ danh tính, đồng thời đảm bảo an toàn của người dùng với chữ ký điện tử. Ngoài ra, nó còn cho phép người dùng thực hiện truy cập trực tiếp đến ví cá nhân trên Blockchain. Như vậy, chữ ký điện tử tương đương với việc có thêm một lớp xác thực bảo mật. Một khi người dùng muốn chuyển tiền, họ sẽ phải thực hiện ký chữ ký điện tử trùng với chữ ký đã từng được cấp vớ khóa cá nhân. Nhờ vậy, Blockchain có thể ngăn chặn hành vi đánh cắp tiền.
3.2. Hàm băm (Hashing):
Để thiết lập được khối các các giao dịch, Blockchain phải thực hiện thuật toán hashing – băm mọi giao dịch. Lệnh băm liên kết các khối mới với khối trước đó bằng cách tổ chức một hàm băm cá dữ liệu tại khối trước đó. Chính vì vậy, nếu có thay đổi nào trong bất kỳ các giao dịch hệ thống liền tạo ra hàm băm mới hoàn toàn khác. Đồng thời sẽ sửa đổi những hàm băm trong hệ thống của toàn bộ những khối kế tiếp. Và thực tế, để tạo ra thành công một sửa đổi nào đó trên Blockchain, phải cần 51% khối trong hệ thống bỏ phiếu chấp thuận. Một vài thợ đào thường đùa với nhau rằng đây là quá trình của “cuộc tấn công 51%”.
Tuy vậy, những Blockchain khác nhau sẽ phải sử dụng những thuật toán hashing khác nhau. Ví dụ như Bitcoin sẽ sử dụng thuật toán đào SHA – 256, thuật toán này tạo ra một băm 32 byte. Trong khi đó, những đồng tiền như Litecoin và Dogecoin sẽ sử dụng Scrypt. Thuật toán này có dung lượng nhẹ hơn và tốc độ nhanh hơn.
3.3. Hệ thống ngang hàng (Peer-to-Peer):
Trong trường hợp nếu một khối lượng dữ liệu lớn của người dùng khi lưu trữ trên những thiết bị riêng lẻ khác nhau sẽ rất dễ xảy ra tình trạng bị mất dữ liệu hoặc xử lý sai, đặc biệt là khi hệ thống thiết bị đó bị tấn công hoặc bị hack. Blockchain đã loại bỏ sự liên kết phụ thuộc của những thiết bị riêng lẻ, thay vào đó là một cơ quan trung ương. Để làm được điều đó, Blockchain hoạt động phi tập trung theo phương pháp mà toàn bộ nút trong hệ thống đều khẳng định được tính hợp lệ của bất kỳ giao dịch nào, thay vì thông qua một bên thứ ba. Đó gọi là thuật toán P2P.
Những giao dịch của người dùng như chuyển tiền hoặc nhận tiền điện tử sẽ được luân chuyển đến từng nút trong một mạng. Nhiệm vụ của những nút này là phải đảm bảo độ chính xác và tin cậy của mỗi giao dịch. Sau đó mới được phép “bơm” vào một khối tại Blockchain, đồng thời kiểm tra giao dịch của người dùng đó để chắc chắn rằng họ chưa từng dùng qua gấp 2, 3 lần hoặc hơn thế so với số tiền họ sở hữu.
Tiếp theo đó, những giao thức mang tính thỏa thuận như là xác nhận cổ phần hoặc xác thực công việc được các thợ đào thực hiện. Buộc phải có những giao thức này để các nút trong hệ thống chuyển sang trạng thái thỏa thuận thứ tự cũng như tổng số các giao dịch. Nếu một giao dịch được thực hiện kiểm tra thành công thì giao dịch đó sẽ Blockchain phân phối được dưới dạng một khối. Thuật toán Blockchain P2P này có thể đảm bảo mọi thứ diễn ra tiện lợi mà vẫn an toàn.
Lời kết:
Nhờ việc sử dụng các thuật toán Blockchain khác nhau cùng lúc, hệ thống này hoàn toàn có thể cung cấp mức độ bảo mật cao nhất trong hệ thống phân tán. Ngày nay, các kỹ thuật Blockchain đang dần được áp dụng rộng rãi, bạn có thể tìm đọc thêm ở các tài liệu Blockchain. Tuy nhiên, trong mỗi lĩnh vực khác nhau, các ứng dụng của Blockchain cũng khác nhau, về thuật toán và cả kỹ thuật.
