Một Blockchain trực tuyến là gì?

Nếu bạn đã xem tin tức gần đây, bạn có thể đã nghe về một thứ gọi là blockchain. Đó là một khái niệm làm cho dữ liệu cực kỳ an toàn cho các mục đích sử dụng cụ thể. Bạn có thể đã nghe thấy nó liên quan đến Bitcoin, nhưng nó có các ứng dụng vượt xa các loại tiền điện tử yêu thích của mọi người. Đây là một lời giải thích nhanh về cách thức hoạt động của nó.

Tất cả bắt đầu với mã hóa

Để hiểu blockchains, bạn cần hiểu về mật mã. Ý tưởng về mật mã học cũ hơn nhiều so với máy tính: nó chỉ 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 của bạn là một dạng mật mã cơ bản nhất - tạo một khóa (còn được gọi là mật mã) thay thế một chữ cái bằng một số, chạy tin nhắn của bạn qua khóa, sau đó đưa ra chìa khóa cho người khác. Bất cứ ai tìm thấy tin nhắn mà không có chìa khóa đều không thể đọc được, trừ khi nó bị bẻ khóa. Quân đội đã sử dụng mật mã phức tạp hơn rất lâu trước khi máy tính (ví dụ, máy Enigma đã 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 rất phức tạp và an toàn đến mức không thể phá vỡ chúng bằng toán học đơn giản được thực hiện bởi con người. Công nghệ mã hóa máy tính không hoàn hảo, mặc dù; nó vẫn có thể bị crack bẻ khóa nếu người đủ thông minh tấn công thuật toán và dữ liệu vẫn dễ bị tổn thương nếu ai đó ngoài chủ sở hữu tìm thấy khóa. Nhưng ngay cả mã hóa ở cấp độ người tiêu dùng, như mã hóa AES 128 bit hiện là tiêu chuẩn trên iPhone và Android, cũng đủ để giữ dữ liệu bị khóa khỏi FBI.

Blockchain là một sổ cái dữ liệu hợp tác, an toàn

Mã hóa thường được sử dụng để khóa các tệp để những người cụ thể chỉ có thể truy cập chúng. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu bạn có thông tin cần phải xem bởi mọi người - như, thông tin kế toán cho một cơ quan chính phủ phải được công khai theo luật - và vẫn cần được bảo mật? Ở đó, bạn có một vấn đề: càng nhiều người có thể xem và chỉnh sửa thông tin, thì nó càng kém an toàn.

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 sẽ được ghi lại và xác minh, sau đó được mã hóa bằng mã hóa, không thể chỉnh sửa lại. 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, lưu giữ thông tin trong một khối mới, được mã hóa và gắn vào khối trước đó (do đó, chuỗi khối này). Quá trình lặp lại này kết nối phiên bản đầu tiên của bộ thông tin với phiên bản mới nhất, vì vậy mọi người đều có thể thấy tất cả các thay đổi đã thực hiện, nhưng chỉ có thể đóng góp và chỉnh sửa phiên bản mới nhất.

Ý tưởng này có khả năng chống lại các ẩn dụ, nhưng hãy tưởng tượng bạn đang ở trong một nhóm mười người lắp ráp một bộ LEGO. Bạn chỉ có thể thêm một mảnh tại một thời điểm và không bao giờ có thể loại bỏ bất kỳ mảnh nào cả. Mỗi thành viên của nhóm phải thống nhất cụ thể nơi phần tiếp theo đi. Theo cách này, bạn có thể thấy tất cả các phần bất cứ lúc nào - quay lại ngay phần đầu tiên trong dự án - nhưng bạn chỉ có thể sửa đổi phần mới nhất.

Đối với một cái gì đó phù hợp hơn một chút, hãy tưởng tượng một tài liệu hợp tác, như bảng tính trên Google Docs hoặc Office 365. Mọi người có quyền truy cập vào tài liệu đều có thể chỉnh sửa nó và mỗi khi họ thực hiện, thay đổi sẽ 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 lại, từng bước một, thông qua các thay đổi đã 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 nói, ý tưởng về một sổ cái bảo mật, được cập nhật liên tục, chủ yếu được áp dụng cho dữ liệu tài chính, nơi nó có ý nghĩa nhất. Các loại tiền kỹ thuật số phân tán như Bitcoin là cách sử dụng blockchain phổ biến nhất - trên thực tế, lần đầu tiên được tạo ra cho Bitcoin và ý tưởng được lan truyền từ đó.

Các công cụ kỹ thuật: Từng bước, từng khối

Làm thế nào để tất cả những điều này thực sự diễn ra trên máy tính? Đó là sự kết hợp giữa mật mã và mạng ngang hàng.

Bạn có thể quen 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 so với từ một kết nối. Hãy tưởng tượng các tập tin trên mạng Cameron là dữ liệu cốt lõi trong chuỗi khối và quá trình tải xuống dưới dạng mật mã giúp cập nhật và bảo mật.

Hoặc, để quay lại ví dụ Google Docs của chúng tôi ở trên: hãy tưởng tượng rằng tài liệu cộng tác bạn đang làm việc không được lưu trữ trên máy chủ. Thay vào đó, nó trên máy tính của mỗi cá nhân, thường xuyên kiểm tra và cập nhật lẫn nhau để đảm bảo rằng không ai sửa đổi các hồ sơ trước đó. Điều này làm cho nó phân cấp.

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 có bất kỳ máy chủ hoặc bộ lưu trữ tập trung nào, với một bản ghi các thay đổi kết hợp vào từng phiên bản mới của dữ liệu.

Vì vậy, chúng tôi có ba yếu tố để xem xét trong mối quan hệ này. Một, mạng lưới người dùng ngang hàng mà tất cả lưu trữ các bản sao của bản ghi blockchain. Thứ hai, dữ liệu mà những người dùng này thêm vào thông tin mới nhất của khối block, cho phép nó được cập nhật và thêm vào tổng số bản ghi. Ba, các trình tự mật mã mà người dùng tạo ra để thống nhất khối mới nhất, khóa nó vào vị trí trong chuỗi dữ liệu tạo thành bản ghi.

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 đóng góp sức mạnh máy tính của họ để giúp giải quyết một số vấn đề toán học siêu phức tạp đó giúp bảo mật hồ sơ. Các giải pháp cực kỳ phức tạp này - được biết đến như một hàm băm của ứng dụng và xử lý các phần cốt lõi của dữ liệu trong hồ sơ, như tài khoản đã thêm hoặc trừ tiền vào sổ cái kế toán và tiền đó đến từ đâu. Dữ liệu càng dày đặc, mật mã càng phức tạp và càng cần nhiều khả năng xử lý để giải quyết nó. (Đây là nơi mà ý tưởng về việc khai thác trên mạng Cameron trong Bitcoin phát huy tác dụng.)

Vì vậy, để tóm tắt, chúng ta có thể nghĩ blockchain là một phần dữ liệu:

1. Cập nhật liên tục. Người dùng Blockchain có thể truy cập dữ liệu bất cứ lúc nào và thêm thông tin vào khối mới nhất.
2. Phân phối. Bản sao dữ liệu blockchain được lưu trữ và bảo mật bởi mỗi người dùng và tất cả phải đồng ý về các bổ sung mới.
3. Đã xác minh. Cả hai thay đổi đối với các khối mới và bản sao của các khối cũ phải được sự đồng ý của tất cả người dùng thông qua xác minh mật mã.
4. Đảm bảo. Việc can thiệp vào dữ liệu cũ và thay đổi phương pháp bảo mật dữ liệu mới bị ngăn chặn bởi cả phương pháp mã hóa và lưu trữ không tập trung của chính dữ liệu.

Và dù có tin hay không, nó thậm chí còn phức tạp hơn so với điều này nhưng đó là ý tưởng cơ bản.

Blockchain đang hoạt động: Hiển thị cho tôi tiền (kỹ thuật số)!

Vì vậy, hãy xem xét một ví dụ về cách điều này áp dụng cho một loại tiền điện tử như Bitcoin. Giả sử bạn có một Bitcoin và bạn muốn chi tiêu cho một chiếc xe mới. (Hoặc một chiếc xe đạp, hoặc một ngôi nhà, hoặc một quốc đảo có quy mô vừa và nhỏ - tuy nhiên, một Bitcoin có giá trị trong tuần này.) Bạn kết nối với blockchain Bitcoin phi tập trung bằng phần mềm của mình và bạn gửi yêu cầu của mình để chuyển khoản của bạn Bitcoin cho người bán xe. Giao dịch của bạn sau đó được truyền tới 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 lớn tạo thành trái tim của mật mã số. Các giá trị này được cắm vào phương trình blockchain và vấn đề được giải quyết bởi các thành viên trên mạng ngang hàng tạo ra băm mật mã.

Khi giao dịch được xác minh, một Bitcoin sẽ được chuyển từ bạn sang người bán và được ghi vào khối mới nhất trong chuỗi. Khối được hoàn thành, niêm phong và được bảo vệ bằng mật mã. Chuỗi giao dịch tiếp theo bắt đầu và blockchain phát triển dài hơn, chứa bản ghi đầy đủ tất cả các giao dịch mỗi khi được cập nhật.

Bây giờ, khi bạn nghĩ về một blockchain là an toàn, thì điều quan trọng là phải hiểu bối cảnh. Các giao dịch riêng lẻ được bảo mật và tổng số hồ sơ được bảo mật, miễn là các phương thức được sử dụng để bảo mật mật mã vẫn không bị bẻ khóa. (Và hãy nhớ rằng, công cụ này là có thật không khó có thể phá vỡ - ngay cả FBI cũng không thể làm điều đó chỉ với các tài nguyên điện toán đơn thuần.) Nhưng liên kết yếu nhất trong blockchain là, chính bạn - người dùng.

Nếu bạn cho phép người khác sử dụng khóa cá nhân của bạn 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 bằng thông tin của bạn và không có cách nào ngăn chặn chúng. Đó là cách Bitcoin bị đánh cắp trên mạng trong các cuộc tấn công được công bố rộng rãi vào các thị trường lớn: đó là các công ty đang điều hành thị trường, chứ không phải chính blockchain Bitcoin, đã bị xâm phạm. Và bởi vì Bitcoin bị đánh cắp được chuyển đến người dùng ẩn danh, thông qua quá trình được xác minh bởi blockchain và được ghi lại mãi mãi, không có cách nào để tìm ra kẻ tấn công hoặc là lấy lại Bitcoin.

Những gì khác có thể Blockchains làm?

Công nghệ chuỗi khối bắt đầu với Bitcoin, nhưng đó là một ý tưởng quan trọng đến nỗi nó đã không ở đó lâu. Một hệ thống được cập nhật liên tục, có thể truy cập được cho mọi người, được xác minh bởi một 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 đang hy vọng sử dụng các hệ thống blockchain để cung cấp dịch vụ ngân hàng phân tán, miễn phí cho hàng tỷ người không có khả năng tài khoản ngân hàng thông thường.

Các công cụ nguồn mở như Hyperledger đang cố gắng cung cấp các kỹ thuật blockchain cho nhiều người hơn, trong một số trường hợp làm như vậy mà không cần đến sức mạnh xử lý khủng khiếp cần có để đảm bảo các thiết kế khác. Các hệ thống làm việc hợp tác có thể được xác minh và ghi lại bằng các kỹ thuật blockchain. Khá nhiều thứ cần được ghi lại, truy cập và cập nhật liên tục có thể được sử dụng theo cùng một cách.

Tín dụng hình ảnh: posteriori / Shutterstock, Lewis Tse Pui Lung / Shutterstock, Zack Copley