Blockchain - Tổng quan về công nghệ và xu hướng phát triển trong năm 2023

TÓM TẮT

Trong những năm gần đây, công nghệ Blockchain trở nên được quan tâm và phát triển ứng dụng ngày càng nhiều. Việt Nam là một trong số các quốc gia trên thế giới cho phép kết nối và phát triển các ứng dụng dựa trên công nghệ Blockchain. Nội dung của bài viết trình bày tổng quan về công nghệ Blockchain để hiểu rõ hơn những công nghệ cốt lõi tạo nên thành công của Blockchain, đồng thời nêu ra một số xu hướng phát triển của Blockchain trong năm 2023.

Từ khóa: Công nghệ chuỗi khối, Mạng ngang hàng, Sổ cái phân tán, Toàn vẹn thông tin, Tiền điện tử, Hợp đồng thông minh.

1.   TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CỐT LÕI CỦA BLOCKCHAIN

Blockchain là một danh sách các bản ghi được liên kết với nhau và được chia sẻ bình đẳng tới các thiết bị, máy tính kết nối vào hệ thống với dữ liệu là bất biến, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ghi lại các giao dịch và theo dõi tài sản trong một mạng lưới kinh doanh. Một tài sản có thể là hữu hình (nhà, xe hơi, tiền mặt,…) hoặc vô hình (sở hữu trí tuệ, bằng sáng chế, thương hiệu,…). Mỗi bản ghi được gọi là một khối (block) đều có chứa một hàm băm mật mã của khối trước đó cùng với dấu thời gian và dữ liệu giao dịch (thường được biểu diễn dưới dạng cây Merkle) [1]. Dấu thời gian đáng tin cậy minh chứng rằng dữ liệu giao dịch tồn tại khi khối được xuất bản để đi vào hàm băm của nó. Các khối chứa hàm băm của khối trước, tạo thành một chuỗi khối, khối sau được bổ sung vào sẽ củng cố chắc chắn hơn cho thông tin của khối trước đó. Do đó, các Blockchains có khả năng chống lại việc sửa đổi dữ liệu trong hệ thống và minh bạch thông tin do dữ liệu chia sẻ trong toàn hệ thống mạng ngang hàng. Đây được coi là một đặc trưng nổi bật của công nghệ Blockchain cho phép người dùng theo dõi được các giao dịch tài chính một cách chủ động và đáng tin cậy.

Hình 1. Minh họa về các khối liên kết với nhau bằng giá trị hàm băm

Những đặc điểm kỹ thuật trong Blockchain được hình thành và phát triển từ rất sớm thay vì mốc thời gian 2008 như nhiều người vẫn ấn tượng. Ý tưởng về một chuỗi thông tin bất biến được liên kết chặt chẽ với một hàm băm mật mã trong một luận văn năm 1979 của Ralp Merkle [3] tại Stanford, trong đó Merkle giải thích cách thông tin có thể được liên kết trong một cấu trúc cây được gọi là cây băm Merkle. Sau đó năm 1990, Haber và Stornetta đã áp dụng những ý tưởng này vào các tài liệu đóng dấu thời gian năm 1994 [3]. Năm 1992, Dwork và Naor đề xuất bằng chứng tính toán để chống lại thư rác tương tự như Proof of Work (PoW) [3]. Tuy nhiên, với PoW, ảnh hưởng của một nút đối với quá trình đồng thuận tỷ lệ thuận với sức mạnh tính toán của nút đó. Để thích ứng với số lượng tài nguyên tính toán khác nhau trong toàn bộ hệ thống, PoW được điều chỉnh độ động độ khó của bài toán cần giải quyết để đạt được một tỷ lệ mục tiêu nhất định. Hiện nay, để tăng tốc độ mở rộng chuỗi khối và giảm chi phí tính toán, các giải thuật đồng thuận khác như cơ chế đồng thuận dựa trên cổ phần Proof-of-Stakes (PoS), cơ chế bằng chứng ủy quyền Delegated Proof of Stake (DPoS), cơ chế bằng chứng năng lực Proof of Capacity (PoC), … được nghiên cứu và dần thay thế cho PoW.

Một khái niệm về sao chép trạng thái của hệ thống cho phép chỉ định một giao dịch được thêm vào là giao dịch như thế nào, chúng được xử lý theo thứ tự nào ngay cả khi có lỗi (Byzantine) và thông tin liên lạc không đáng tin cậy được đề xuất năm 1978 và chính thức hóa bởi Schneider năm 1990 [3]. Ngoài ra, nhiều yếu tố của Blockchain được thể hiện trong một hệ thống của David Chaum năm 1979 và được mô tả cụ thể trong luận văn của ông năm 1982 tại Berkeley bao gồm các thông số kỹ thuật chi tiết được coi là tiền thân quan trọng của công nghệ Blockchain hiện đại [3]. Chaum mô tả thiết kế của một hệ thống máy tính phân tán có thể được thành lập, duy trì và tin cậy bởi các nhóm không ràng buộc tin cậy lẫn nhau. Hệ thống là một hồ sơ lưu trữ công cộng với tính nhất quán của thành viên nhóm và tính toán giao dịch riêng tư để bảo vệ quyền riêng tư cá nhân thông qua bảo mật vật lý. Tác phẩm năm 1982 của Chaum hầu như không được chú ý, trong tác phẩm này, ông cũng không trình bày ý tưởng về bằng chứng công việc cũng như khả năng điều chỉnh linh hoạt độ khó công việc cần được giải quyết. Năm 1991, Stuart Haber và W. Scott Stornetta đã trình bày những nghiên cứu sâu hơn về chuỗi khối được bảo mật bằng mật mã trong bài viết “Cách đánh dấu thời gian cho một tài liệu kỹ thuật số” đăng trong tạp chí Mật mã học [4]. Năm 2008, một người (hoặc một nhóm người) được gọi là Satoshi Nakamoto đã cải tiến thiết kế theo cách quan trọng bằng cách sử dụng phương pháp giống như Hashcash để các khối được đánh dấu thời gian mà không yêu cầu chúng phải ký bởi một bên đáng tin cây và giới thiệu một tham số độ khó để ổn định tốc độ mà các khối được thêm vào chuỗi [5]. Thiết kế được Nakamoto triển khai thực tế vào năm sau đó như một thành phần cốt lõi của tiền điện tử Bitcoin. Các từ “Block” (khối) và “Chain” (chuỗi) được sử dụng riêng biệt trong bài báo gốc của Satoshi Nakamoto, nhưng cuối cùng được phổ biến thành một từ duy nhất “Blockchain” vào năm 2016 [3]. Từ đó đến nay, nhiều đồng tiền điện tử ra đời dựa trên công nghệ Blockchain và cũng có những kỹ thuật thay thế, phát triển giúp Blockchain mềm dẻo mở rộng hơn, giảm bớt chi phí tính toán để phù hợp hơn với thời đại mới.

2.  XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA BLOCKCHAIN TRONG NĂM 2023

Với sự phát triển không ngừng của các công nghệ tiên tiến, Blockchain kết hợp với các công nghệ như AI, AR, VR, Web 3.0 tạo ra những ứng dụng đột phá khiến cho công nghệ Blockchain ngày càng được quan tâm và nhận nhiều sự đầu tư phát triển. Các nghiên cứu và ứng dụng trong năm 2023 cho thấy một số xu hướng nổi bật như:

- Các tổ chức tự trị phi tập trung (DAOs) tiếp tục tăng trưởng và mở rộng phạm vi ảnh hưởng. Từ năm 2019 đến 2023, từ khóa tìm kiếm về DAOs đã tăng 43% [6].

Hình 2. Từ khóa tìm kiếm DAOs tăng 43% trong 5 năm

- Các Game được xây dựng trên nền tảng Blockchain càng có mức độ tăng trưởng ấn tượng hơn, và là một trong 7 ứng dụng phát triển mạnh nhất của Blockchain. Trong 5 năm, từ khóa tìm kiếm “Blockchain gaming” đã tăng 143% [6].

Hình 3. Từ khóa tìm kiếm về "Blockchain gaming" tăng 143% trong 5 năm

- Các công ty sử dụng “Blockchain liên hợp” như một giải pháp tất yếu để tăng lượng người dung và giảm chi phí giao dịch, tăng khả năng cạnh tranh trong kinh doanh. Ví dụ như thị trường NFT hàng đầu OpenSea đang trong quá trình tích hợp hai chuỗi mới Solana và Polygon vào sản phẩm của họ (sản phẩm đang chạy trên Ethereum).

- Việc tăng cường khả năng hoạt động liên chuỗi ngày càng trở nên quan trọng. Ban đầu, các Dapps ít ỏi, hoạt động trên các Blockchain độc lập, nhu cầu chuyển tiền điện tử giữa các chuỗi chưa cần thiết. Tuy nhiên, nhu cầu di chuyển tiền giữa các Blockchain (được gọi là khả năng tương tác) cao hơn bao giờ hết khiến một số công ty phải giải quyết thông qua việc sử dụng các cầu nối kém an toàn (các tin tặc đã đánh cắp hơn 1 tỷ USD chỉ trong năm 2021). Vì vậy, các giao thức như Cosmos và Thorchain (cho phép tương tác giữa nhiều chuỗi khối) ngày càng được ưa chuộng.

3.  KẾT LUẬN

Với những đặc điểm nổi bật trong những công nghệ cốt lõi tạo nên Blockchain, rõ ràng công nghệ Blockchain có một tương lai tươi sáng và sẽ có tác động rộng khắp đến cả tổ chức kinh doanh và cuộc sống của người dân. Công nghệ blockchain không chỉ thúc đẩy mọi người khởi chạy các loại tiền điện tử và sàn giao dịch tiền điện tử mới mà còn xây dựng một thế giới số an toàn, minh bạch, thuận tiện hơn khi kết hợp với các công nghệ tiên tiến khác.

Phạm Thị Lan Anh

Khoa Công nghệ thông tin, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. “Blockchain”. https://en.wikipedia.org/wiki/Blockchain. Truy cập vào ngày 01/7/2023.

[2].  Julija Golosova; Andrejs Romanovs (2018). “ Overview of the Blockchain Technology Cases”. DOI: 10.1109/ITMS.2018.8552978

[3].  Sherman, Alan T.; Javani, Farid; Zhang, Haibin; Golaszewski, Enis (January 2019). "On the Origins and Variations of Blockchain Technologies". IEEE Security Privacy. 17 (1): 72–77. arXiv:1810.06130. doi:10.1109/MSEC.2019.2893730. ISSN 1558-4046. S2CID 53114747

[4].  Haber, S.; Stornetta, W. S. (1991). "How to time-stamp a digital document". Journal of Cryptology. 3 (2): 99–111. CiteSeerX 10.1.1.46.8740. doi:10.1007/BF00196791. S2CID

[5].  Narayanan, Arvind; Bonneau, Joseph; Felten, Edward; Miller, Andrew; Goldfeder, Steven (2016). “Bitcoin and cryptocurrency technologies: a comprehensive introduction”. Princeton: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-17169-2.

[6]. Josh Howarth, “10 Important Blockchain Trends (2023-2026)”. https://explodingtopics.com/blog/blockchain-trends. Truy cập ngày 19/10/2023.