Blockchain - công nghệ Internet thế hệ mới

Thời gian gần đây, chủ đề tiền mật mã (cryptocurrency) Bitcoin thu hút nhiều người quan tâm, Bitcoin là một loại tiền mật mã được sử dụng cho giao dịch trên Internet. Đặc điểm của Bitcoin là thanh toán không cần bên trung gian, một đặc tính nữa là tính ẩn danh: người gửi và người nhận không biết danh tính của nhau (ngay cả người phát minh ra Bitcoin lấy tên là Satoshi Nakamoto vẫn chưa ai biết đích danh danh tính). Điều này khiến Bitcoin được thanh toán quốc tế mà không bị kiểm soát bởi định chế tài chính như ngân hàng hay chính phủ. Điều này gây ra tác động lớn tới xã hội, đặc biệt trong thời gian qua giá của Bitcoin có thời điểm lên đến trên 20 ngàn USD nhưng trong một thời gian ngắn lại tụt xuống hơn một nửa.

Tuy nhiên, công nghệ đằng sau Bitcoin ít người biết hơn đó là công nghệ Blockchain. Hiện có rất nhiều ứng dụng và ý tưởng đang triển khai áp dụng công nghệ này từ tổ chức Chính phủ, doanh nghiệp, startup phủ rộng các lĩnh vực tài chính ngân hàng, dịch vụ công, vận tải, năng lượng, truyền thông, y tế.

Nhìn lại phương thức hoạt động của những tập đoàn khổng lồ Internet ngày nay - chẳng hạn như Google, Facebook, Twitter, Uber hoặc Airbnb - và chúng ta sẽ nhận thấy họ có một điểm chung: họ dựa vào sự đóng góp của người dùng như một phương tiện để tạo ra giá trị trong nền tảng riêng.

Trong 20 năm qua, nền kinh tế đã dần chuyển từ mô hình truyền thống của các tổ chức tập trung, ở đó các nhà khai thác lớn thường có vị trí thống lĩnh, chịu trách nhiệm cung cấp dịch vụ cho người tiêu dùng sử dụng một cách thụ động. Ngày nay, chúng ta đang tiến tới một mô hình mới của các tổ chức ngày càng phân quyền, lúc này các nhà khai thác lớn chịu trách nhiệm tổng hợp các nguồn lực của nhiều người để cung cấp dịch vụ cho người tiêu dùng theo cách tích cực hơn. Sự thay đổi này đánh dấu sự ra đời của một thế hệ mới của các tổ chức, doanh nghiệp "phi vật chất hóa", các tổ chức không yêu cầu các tài sản vật lý như văn phòng hay tài sản vật lý khác, hoặc ngay cả nhân viên .

Các vấn đề đối với mô hình này là trong đa số trường hợp, giá trị do đám đông tạo ra không phải là phân bố lại trong số tất cả những người đã đóng góp vào việc tạo ra giá trị, tất cả lợi nhuận đều được nắm bắt bởi các tổ chức trung gian lớn, các tổ chức này điều hành các hoạt động trên nền tảng của họ.

Gần đây, một công nghệ mới đã xuất hiện có thể thay đổi sự mất cân bằng này, đó là blockchain. Blockchain tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi giá trị một cách an toàn và phân cấp, giảm bớt vai trò của các tổ chức trung gian. Có một số đánh giá blockchain chính là cuộc cách mạng yên tĩnh khác, như cách TCT/IP và Internet đã từng làm.

Trong cuốn "Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư" của tác giá Klaus Schwab, blockchain được nêu là một trong những công nghệ kỹ thuật số có ảnh hưởng sâu sắc đến cách thức các cá nhân, tổ chức hoạt động và cộng tác. Một báo cáo của Diễn đàn kinh tế thế giới công bố tháng 9/2015 xác định 21 điểm bùng nổ, là thời điểm khi những biến đổi công nghệ cụ thể xuất hiện sẽ định hình thế giới kỹ thuật số và siêu kết nối tương lai trong 10 năm tới (tức là đến năm 2025), trong đó bên cạnh công nghệ như IoT, Mobile, công nghệ In 3D thì Blockchain cũng đến điểm bùng nổ như các chính phủ sẽ thu thuế bằng công nghệ blockchain hay 10% tỏng sản phẩm quốc nội toàn cầu được lưu trữ công nghệ blockchain.

Blockchain là gì?

Có khá nhiều tài liệu đưa ra định nghĩa về blockchain tùy theo góc nhìn của từng lĩnh vực. Trong phạm vi bài này, theo khía cạnh chức năng có thể hiểu blockchain là một sổ cái (ledger) phân tán: sổ cái này là một chuỗi (chain) của các "khối" (block) được ghi theo thời gian, trong đó mỗi "khối" chứa một bản ghi về các giao dịch được các máy tính trong mạng xác định theo thuật toán đồng thuận và xác nhận là hợp lệ kể từ khi “khối” cuối cùng được thêm vào chuỗi.

Nói cụ thể hơn blockchain là một sổ cái phân quyền theo thứ tự thời gian của các giao dịch mạng hợp lệ mà mọi người có thể xem xét, bất cứ ai cũng có thể thêm vào (bằng cách giao dịch trên mạng), nhưng không ai có thể thay đổi được. Kết quả là, nó là sổ cái ghi lại một lịch sử hoàn chỉnh và không thay đổi của các hoạt động (giao dịch) trong mạng. Lịch sử hoàn chỉnh và bất biến này được sử dụng làm nhân tố tin cậy để loại bỏ tính trung gian, nó cho phép hai hoặc nhiều thực thể không nhất thiết phải biết nhau hoặc tin tưởng lẫn nhau để trao đổi một cách an toàn giá trị qua Internet mà không cần phải có bên thứ ba.

Cách thức hoạt động của blockchain

1. Người gửi tạo một giao dịch và chuyển nó lên mạng, thông điệp giao dịch bao gồm chi tiết địa chỉ công khai của Người nhận, giá trị của giao dịch và chữ ký số để chứng minh tính xác thực của giao dịch.
2. Các nút mạng (máy tính/người dùng) nhận thông điêp và xác thực tính đúng đắn của thông điệp bằng cách giải mã chữ ký số. Giao dịch được xác thực được đặt vào vùng chứa của các giao dịch chờ.
3. Các giao dịch chờ này được cho vào cùng với nhau trong một phiên bản cập nhật của sổ cái, được gọi là khối (block) bởi một trong những nút trong mạng. Tại một thời điểm xác định, nút mạng sẽ gửi khối này vào mạng để xác minh.
4. Những nút xác minh của mạng nhận được khối gửi đến cần xác minh và thực hiện việc xác minh thông qua một quy trình lặp mà yêu cầu tính đồng thuận của đa số trên mạng. Các mạng blockchain khác nhau sử dụng kỹ thuật xác minh khác nhau, Bitcoin sử dụng kỹ thuật gọi là bằng chứng công việc (PoW), Ripple sử dụng "đồng thuận phân tán", và Ethereum sử dụng bằng chứng cổ phần (PoS). Sự khác nhau của kỹ thuật có những ưu điểm, nhược điểm khác nhau. Mẫu số chung là đảm bảo rằng mọi giao dịch được xác minh đúng và việc tạo giao dịch giả mạo là không thể.
5. Nếu tất cả các giao dịch được xác minh, khối mới được xâu chuỗi vào blockchain và trạng thái hiện thời của sổ cái được gửi tung (broadcast) vào mạng. Quy trình đầy đủ này có thể được hoàn thành từ 3-10 giây.

Đây là một sự khởi đầu đáng kể từ hiện trạng trao đổi giá trị an toàn qua internet luôn đòi hỏi một bên trung gian đó là bên thứ ba đáng tin cậy. Việc loại bỏ các bên trung gian này cũng loại bỏ sự va chạm vốn có của bên môi giới hoặc bên trung gian đi kèm trong các khía cạnh về chi phí, sự chậm trễ và rủi ro.

Lịch sử phát triển của blockchain 10 năm qua

• - Sự đổi mới, sáng tạo blockchain lần đầu tiên chính là bitcoin, một cuộc thử nghiệm tiền tệ số. Giá trị vốn hóa thị trường của bitcoin hiện nay dao động từ 10 đến 20 tỷ USD và được hàng triệu người sử dụng để thanh toán, bao gồm cả thị trường chuyển tiền lớn và ngày càng tăng.
• - Sáng kiến đổi mới, sáng tạo thứ hai được gọi là blockchain, về cơ bản là việc nhận ra rằng công nghệ nền tảng hoạt động bitcoin có thể được tách ra khỏi đồng tiền và được sử dụng cho tất cả các loại hình hợp tác khác nhau. Hầu như mọi tổ chức tài chính lớn trên thế giới đang nghiên cứu kỹ thuật blockchain vào thời điểm này, và 15% số ngân hàng dự kiến sẽ sử dụng blockchain vào năm 2017 này.
• - Sự đổi mới thứ ba được gọi là "hợp đồng thông minh" (smart contracts), được thể hiện trong một hệ thống blockchain thế hệ thứ hai gọi là ethereum, nó xây dựng một chương trình máy tính nhỏ trực tiếp vào blockchain để cho phép các công cụ tài chính, tượng trưng cho các khoản vay hoặc trái phiếu thay vì chỉ là tiền mặt – nó giống như các đồng xu của bitcoin. Các nền tảng hợp đồng thông minh ethereum hiện đã có thị trường vốn hóa khoảng một tỷ đô la, với hàng trăm dự án đang hướng tới thị trường.
• - Sự đổi mới quan trọng thứ tư, là sự tiên bộ về tư duy của blockchain, nó được gọi là "bằng chứng về cổ phần" (proof of stake). Các dòng sản phẩm blockchain hiện tại được đảm bảo bằng "bằng chứng công việc" (proof of work), trong đó nhóm có sức mạnh tính toán lớn nhất đưa ra quyết định. Các nhóm này được gọi là "thợ mỏ" và vận hành các trung tâm dữ liệu lớn để cung cấp việc bảo mật của việc trao đổi các khoản thanh toán bằng tiền mã hóa. Các hệ thống mới này sẽ làm mất dần các trung tâm dữ liệu, thay thế chúng bằng các công cụ tài chính phức tạp, cho mức độ bảo mật tương tự hoặc thậm chí cao hơn. Hệ thống bằng chứng công việc sẽ được công bố vào cuối năm nay.
• - Sự đổi mới lớn thứ năm trên đường chân trời được gọi là mở rộng blockchain. Ngay bây giờ, trong thế giới blockchain, mọi máy tính trong mạng đều xử lý mọi giao dịch. Điều này là chậm. Một blockchain có quy mô tăng tốc quá trình, mà không phải mất khả năng bảo mật, bằng cách xác định xem có bao nhiêu máy tính là cần thiết để xác nhận hợp lệ mỗi giao dịch và phân chia công việc một cách hiệu quả. Để quản lý điều này mà không ảnh hưởng đến sự bảo mật và tính mạnh mẽ của blockchain là một vấn đề khó khăn, nhưng không phải là một điều khó điều chỉnh. Một blockchain có quy mô dự kiến sẽ đủ nhanh để cung cấp năng lượng cho internet vạn vật và đi đầu với các trung gian thanh toán (VISA và SWIFT) của thế giới ngân hàng.

Quá trình đổi mới trên thể hiện cho 10 năm làm việc của một nhóm các nhà khoa học máy tính, các nhà mật mã, và các nhà toán học. Khi tiềm năng đầy đủ của những bước đột phá này đánh vào xã hội, mọi thứ chắc chắn sẽ có một chút phi thường. Xe ô-tô tự lái và flycam (drones) sẽ sử dụng blockchain để thanh toán cho các dịch vụ như trạm sạc pin và bảng hạ cánh cho flycam. Việc chuyển tiền tệ quốc tế sẽ diễn giảm từ vài ngày đến chỉ còn một giờ, và sau đó đến vài phút, với mức độ tin cậy cao hơn so với hệ thống hiện tại đã có thể quản lý.

Năm nguyên tắc cơ bản của công nghệ blockchain.

1. Cơ sở dữ liệu phân tán

Mỗi bên trên một blockchain có quyền truy cập vào toàn bộ cơ sở dữ liệu và toàn bộ lịch sử của nó. Không một bên duy nhất kiểm soát dữ liệu hoặc thông tin. Mỗi bên có thể xác minh trực tiếp hồ sơ của đối tác giao dịch của mình mà không có bên trung gian.

2. Truyền tải ngang hàng

Truyền thông giao tiếp xảy ra trực tiếp giữa các hệ thống ngang hàng thay vì qua điểm nút trung tâm. Mỗi điểm nút lưu trữ và chuyển tiếp thông tin đến tất cả các điểm nút khác.

3. Minh bạch

Mỗi giao dịch và giá trị liên quan được hiển thị cho bất cứ ai có quyền truy cập vào hệ thống. Mỗi điểm nút hoặc người dùng trên một blockchain có một địa chỉ 30 ký tự chữ số đặc biệt độc nhất nhận dạng nó. Người dùng có thể chọn ẩn danh hoặc cung cấp bằng chứng nhận dạng của họ cho người khác. Giao dịch xảy ra giữa các địa chỉ blockchain.

4. Tính không thể đảo ngược

Khi một giao dịch được nhập vào cơ sở dữ liệu và các tài khoản được cập nhật, hồ sơ không thể bị thay đổi bởi vì chúng được liên kết đến tất cả các bản ghi giao dịch đã xuất hiện trước họ (vì thế từ chuỗi – “chain”). Các thuật toán và phương pháp tiếp cận tính toán khác nhau được triển khai để đảm bảo việc ghi vào cơ sở dữ liệu là vĩnh viễn, theo thứ tự thời gian, và có sẵn cho tất cả các mạng khác trên mạng.

5. Logic tính toán

Bản chất kỹ thuật số của sổ cái (ledger) có nghĩa là các giao dịch blockchain có thể được gắn với logic tính toán và trong bản chất được lập trình. Vì vậy, người dùng có thể thiết lập các thuật toán và quy tắc tự động kích hoạt các giao dịch giữa các điểm nút.

Những thay đổi này và những thay đổi khác thể hiện cho việc giảm đáng kể chi phí giao dịch. Khi chi phí giao dịch giảm qua các ngưỡng không nhìn thấy, sẽ có sự tổng hợp đột ngột, ấn tượng, khó tiên đoán và phân tách các mô hình kinh doanh hiện tại. Ví dụ: hoạt động đấu giá từng thu hẹp và phân chia ranh giới, chứ không phải phổ quát và toàn cầu như hiện nay trên các trang web của eBay. Khi chi phí để tiếp cận con người giảm, thì sẽ có một sự thay đổi đột ngột trong hệ thống. Thật là có lý khi mong đợi Blockchain sẽ kích hoạt sự phát triển nhiều tầng lớp như thương mại điện tử đã làm vào cuối những năm 1990.

Tuy nhiên, khía cạnh cách mạng nhất của công nghệ blockchain là nó có thể chạy phần mềm một cách an toàn và phi tập trung. Với blockchain, các ứng dụng phần mềm không còn cần phải được triển khai trên một máy chủ tập trung nữa: chúng có thể chạy trên mạng ngang hàng peer-to-peer mà không bị kiểm soát bởi bất kỳ bên nào. Các ứng dụng dựa trên blockchain này có thể được sử dụng để điều phối hoạt động của một số lượng lớn các cá nhân, những người có thể tự tổ chức nếu không có sự giúp đỡ của bên thứ ba. Công nghệ Blockchain cuối cùng là một phương tiện để các cá nhân phối hợp các hoạt động chung, tương tác trực tiếp với nhau và tự quản lý theo cách an toàn và phân cấp hơn.

Dự đoán phát triển của blockchain

Dự đoán hướng đi của blockchain sẽ khó khăn. Có ai dự đoán được mạng truyền thông xã hội đến khi nào? Nhưng khả năng phán đoán về quy mô bên trong ngành công nghiệp blockchain là những thay đổi sắp tới sẽ "lớn bằng sáng chế ban đầu của Internet" và điều này có thể không quá phóng đại. Những gì chúng ta có thể tiên đoán là khi blockchain trưởng thành và nhiều người bắt tay vào phương thức hợp tác mới này, nó sẽ mở rộng ra mọi thứ từ chuỗi cung ứng đến hẹn hò (tức là loại bỏ khả năng giả mạo thông tin và các kỹ thuật khác). Dự báo blockchain trong 10 năm tới như thế nào, có lẽ tương lai thực sự có thể đến sớm hơn bất cứ ai nghĩ.

Có một sự so sánh về sự tương đương giữa blockchain và sự ra đời giao thức TCP/IP trước đây. Nếu như e-mail kích hoạt việc tin nhắn song phương, thì Bitcoin cho phép các giao dịch tài chính song phương. Việc phát triển và duy trì blockchain là mở, phân tán và chia sẻ -giống như giao thức TCP/IP. Một nhóm tình nguyện viên trên khắp thế giới duy trì phần mềm lõi. Và giống như e-mail, bitcoin đầu tiên bắt gặp với một cộng đồng nhiệt tình nhưng tương đối nhỏ.

TCP/IP đã mở ra giá trị kinh tế mới bằng cách giảm đáng kể chi phí kết nối. Tương tự, blockchain có thể giảm đáng kể chi phí giao dịch. Nó có tiềm năng để trở thành hệ thống bản ghi cho tất cả các giao dịch. Nếu điều đó xảy ra, nền kinh tế sẽ một lần nữa trải qua một sự thay đổi triệt để, vì những nguồn ảnh hưởng và kiểm soát mới dựa trên các nguồn lực dựa vào blockchain xuất hiện.

Không có gì là không thể, cho đến cuối những năm cuối thập kỷ 1990, chúng ta không thể xử lý thẻ tín dụng một cách an toàn trên Internet - thương mại điện tử chỉ đơn giản là không tồn tại. Làm thế nào nhanh chóng có thể blockchain mang lại một thay đổi cách mạng? Chiến lược blockchain của Dubai đã được ban hành với mục tiêu là tất cả các văn bản của chính phủ về sẽ trên nền tảng blockchain vào năm 2020.