Ngày nay, chúng ta đều biết rằng công nghệ Blockchain sẽ tạo ra những tác động lớn trong hầu hết tất cả các ngành công nghiệp trong tương lai, và vì lý do chính đáng - các định chế tài chính đang tìm kiếm các phương tiện thông minh để bắt đầu thử nghiệm và đầu tư vào công nghệ này. Chính vì vậy, điều quan trọng là chúng ta phải hiểu cấu trúc của blockchain và cách nó hoạt động ra sao. 

Cấu trúc của Blockchain

Cấu trúc của dữ liệu blockchain là một danh sách các khối giao dịch được sắp xếp thẳng hàng, được liên kết ngược với nhau. Blockchain có thể được lưu giữ trong một cơ sở dữ liệu đơn giản hoặc dưới dạng tệp phẳng. Ứng dụng khách Bitcoin Core giữ siêu dữ liệu blockchain bằng cách sử dụng cơ sở dữ liệu LevelDB của Google. Các khối được kết nối “trở lại”, mỗi khối đề cập đến khối trước đó trong chuỗi. Thông thường, blockchain được hiển thị dưới dạng các khối được xếp chồng lên nhau. Ngăn xếp đầu tiên đóng vai trò là cơ sở của khối. 

Mỗi khối trong blockchain được công nhận bởi một băm (hash), được tạo ra bằng thuật toán băm mật mã SHA256 trên tiêu đề khối. Mỗi khối cũng tham chiếu đến khối trước, được gọi là khối chính. Nói cách khác, mỗi khối đều có băm cha mẹ. Hàng loạt các băm kết nối mỗi khối với cha mẹ của chúng, xây dựng thành 1 chuỗi mà nếu truy ngược lại khối đầu tiên, khối đó được gọi là khối genesis. 

B1a1

Danh tính của khối con thay đổi nếu danh tính của khối cha mẹ thay đổi. Nếu khối gốc được sửa đổi, hàm băm của các khối cha mẹ sẽ thay đổi. Do đó, hàm băm thay đổi của cha mẹ sẽ thay đổi hàm băm của con. Khi băm của con thay đổi, điều này, đến lượt nó, đòi hỏi một sự sửa đổi trong con trỏ của cháu, và cứ thế. Các hiệu ứng xếp tầng đảm bảo rằng một khi một khối có nhiều thế hệ, nó không thể bị giả mạo mà không buộc phải tính toán lại tất cả các khối liên tiếp. Kể từ khi tính toán lại như vậy sẽ cần tính toán rất lớn, sự hiện diện của một chuỗi dài các khối đảm bảo rằng blockchain là bất biến, một tính năng bảo mật của bitcoin.

Xem thêm: Nền tảng Blockchain là gì

Để hiểu cấu trúc công nghệ blockchain, hãy suy nghĩ về các lớp trong sự hình thành địa chất. Với các mùa, lớp bề mặt có thể thay đổi. Lớp bề mặt cũng có thể bị thổi bay trước khi nó có thời gian để giải quyết. Tuy nhiên, khi bạn đi sâu vài inch, các lớp trở nên ngày càng ổn định hơn. Khi bạn nhìn một trăm feet, bạn sẽ thấy những tảng đá vẫn chưa bị xáo trộn trong nhiều thế kỷ. Trong cùng một cách, trong blockchain, các khối gần đây có thể được thay đổi dễ dàng. Nhưng một khi bạn đi sâu vào blockchain, các khối ít hơn và ít có khả năng thay đổi. 

Nói đơn giản là cấu trúc của công nghệ blockchain làm cho việc loại bỏ hoặc thay đổi một khối dữ liệu vô cùng khó khăn. Khi ai đó muốn thay đổi nó, những người tham gia trong mạng, những người có bản sao của blockchain hiện có, có thể đánh giá và xác minh giao dịch được đề xuất. Do đó, cho phép minh bạch và chính xác trong giao dịch.

Blockchain hoạt động như thế nào?

Một đơn vị dữ liệu được lưu trữ bên trong một khối có thể được biểu diễn bằng bất kỳ giá trị nào tùy thuộc vào loại blockchain. Một khối có thể lưu trữ một số tiền, một phần trong một công ty, một giấy chứng nhận quyền sở hữu kỹ thuật số, một cuộc bỏ phiếu trong một cuộc bầu cử, hoặc bất kỳ giá trị nào khác.

Một khối lưu trữ chi tiết được mã hóa về các bên có tương tác dẫn đến dữ liệu được lưu trữ trong khối. Một khối mã hóa điện tử cũng chứa các mã nhận diện được mã hóa của người gửi và người nhận. Ví dụ: Một khối cho giao dịch thương mại điện tử sẽ chứa các số nhận dạng của nhà bán lẻ và người tiêu dùng.

Như đã nói ở phần cấu trúc Blockchain, mỗi khối có một băm. Vai trò của nó là xác định một khối và nội dung của khối. Thay đổi thứ gì đó bên trong khối sẽ làm cho hàm băm thay đổi. Vì vậy, một băm cũng chỉ ra những thay đổi cho một khối. Ngoài ra, mỗi khối chứa một băm của khối trước đó. Ví dụ, nếu có ba khối trong một blockchain, khối 3 sẽ chứa băm của khối 2, và khối 2 sẽ chứa băm của khối 1. Nếu bất cứ ai thay đổi dữ liệu trong một khối duy nhất, hàm băm của khối cụ thể đó thay đổi, nhưng nó cũng làm cho toàn bộ chuỗi không hợp lệ. 

Băm là một công cụ tuyệt vời để xác định các nỗ lực thay đổi dữ liệu trong các khối. Tuy nhiên, một thuật toán băm một mình là không đủ để đảm bảo sự an toàn của một blockchain. Để giảm thiểu các nỗ lực tham nhũng blockchain và để đảm bảo an ninh, blockchain sử dụng một quá trình được gọi là ‘bằng chứng công việc’. (Proof-of-work)

"Bằng chứng công việc" là một quá trình sản xuất dữ liệu khó giải quyết nhưng dễ xác minh để ngăn chặn gian lận. Trong bối cảnh của một blockchain, bằng chứng về công việc là giải quyết các vấn đề toán học. Nếu một vấn đề được giải quyết thành công, thì một khối mới có thể được thêm vào blockchain. Tính trung bình, thực hiện các phép tính chứng minh công việc và thêm một khối mới vào chuỗi mất khoảng 10 phút.

Cùng với nhau, băm và cơ chế chứng minh hoạt động đảm bảo an toàn cho toàn bộ mạng blockchain.
 

Xem thêm: Lập trình Blockchain