Blockchain chính xác như tên gọi của nó: một chuỗi bao gồm các khối thông tin. Các khối này là các thùng chứa ghi lại các giao dịch trên Blockchain. Trong trường hợp của Bitcoin, các giao dịch chủ yếu là chuyển Bitcoin. Trên một số Blockchain, chúng cũng có thể chứa nhiều loại thông tin khác, thậm chí cả mã chương trình máy tính.
Khi các giao dịch được thêm vào khối, chúng không thể bị đảo ngược. Và khi một khối được thêm vào chuỗi, nó không thể thay đổi được. Tất cả thông tin được giữ trong các khối sẽ ở đó miễn là Blockchain tồn tại. Các khối được thêm chồng lên nhau theo cách tuyến tính. Từng cái một, chúng tạo thành một chuỗi chứa toàn bộ lịch sử giao dịch trên mạng.
Cấu trúc chính xác của các khối có thể khác nhau giữa các Blockchain. Bài viết này sẽ tập trung giải thích cấu trúc của một khối Bitcoin. Rốt cuộc, đó là cơ sở mà hầu hết các Blockchain khác được mô hình hóa.
Tóm lại:
- Các khối là các thùng chứa thông tin cơ bản trong một Blockchain.
- Chúng chứa dữ liệu giao dịch.
- Sau khi được thêm vào Blockchain, một khối không thể thay đổi được.
- Các khối được bảo mật bằng các phương pháp mật mã.
Nội dung bài viết
Các bộ phận của một khối
Phần thân của một khối chứa các bản ghi giao dịch. Lưu trữ những bản ghi này một cách an toàn là một trong những ưu tiên của Blockchain. Nhưng để có thể hoạt động trong một Blockchain, một khối cũng cần một vài yếu tố khác. Nhưng trước khi tìm hiểu xem chúng là gì, trước tiên hãy xem cách dữ liệu được lưu trữ trong các khối.
Tiền điện tử có được tên của chúng vì chúng phụ thuộc rất nhiều vào mật mã. Trong trường hợp các khối, nguyên tắc mật mã được sử dụng được gọi là hàm băm. Một chuỗi ký hiệu, được gọi là hàm băm, được xác định thông qua thuật toán băm. Bitcoin sử dụng SHA-256, nhưng không phải tất cả các loại tiền điện tử đều sử dụng cùng một thuật toán. Thuật toán này lấy tất cả dữ liệu trong một khối và biến nó thành một chuỗi ký hiệu duy nhất đóng vai trò là ID của khối.
Hàm băm của khối (tiêu đề khối) được hình thành từ sáu phần tử tạo nên một khối:
- Số phiên bản của khối,
- Hàm băm của khối trước đó trong chuỗi,
- Mã được tạo từ dữ liệu giao dịch,
- Dấu mốc thời gian khi khối được tạo,
- Mục tiêu độ khó điều chỉnh độ khó khai thác,
- Và một chuỗi ký tự ngẫu nhiên được gọi là nonce.
Tất cả ngoại trừ phần tử cuối cùng trong số này đều được biết trước thời điểm một khối được thêm vào chuỗi. Tuy nhiên, nonce vẫn còn là một bí ẩn. Mục đích của việc khai thác tiền điện tử là tìm ra nonce. Người khai thác đầu tiên tìm thấy nonce đáp ứng yêu cầu về độ khó hiện tại sẽ thêm khối vào chuỗi, niêm phong nó vào lịch sử giao dịch.
Cấu trúc khối
Cấu trúc của một khối là khác nhau đối với mỗi blockchain. Tuy nhiên, cấu trúc chung của một khối như sau:
Một khối bao gồm hai phần chính sau:
- Tiêu đề
- Phần thân
Tiêu đề
Tiêu đề của khối chứa thông tin về khối và công cụ khai thác. Nó được chia thành các phần nhỏ như sau:
Hàm băm của khối trước đó
Đây là hàm băm của khối trước đó. Nó xâu chuỗi các khối lại với nhau và làm cho dữ liệu trong các khối trước đó không thay đổi. Nếu dữ liệu trong các khối trước đó bị thay đổi, thì hàm băm của khối đó sẽ thay đổi, dẫn đến việc hủy Blockchain.
Các trường tiêu đề khối khác
Các trường này có thể khác nhau tùy thuộc vào các yêu cầu khác nhau của các Blockchain khác nhau. Một số trường phổ biến như sau:
- Nonce: Đây là một số nguyên mà người khai thác thay đổi để thay đổi hàm băm của khối nhằm đạt được độ khó của mạng.
- Dấu thời gian: Đây là thời điểm khối được khai thác. Nó thường là trong thời gian Unix.
- Độ khó: Là độ khó hiện tại của mạng. Nó được lưu trữ ở các định dạng khác nhau trong mọi Blockchain.
- Hàm băm gốc Merkel: Các hàm băm ghép nối các giao dịch cho đến khi chỉ còn lại một hàm băm, được gọi là hàm băm gốc hoặc hàm băm gốc Merkel.
- Chiều cao khối: Số khối được khai thác giữa khối gốc và khối hiện tại.
Phần thân
Nó bao gồm tất cả dữ liệu được lưu trữ trong khối, chẳng hạn như các giao dịch. Mỗi blockchain có một định dạng khác nhau để lưu trữ các giao dịch. Một mảng các giao dịch được lưu trữ trong phần thân của khối.
Làm thế nào để một khối hoạt động?
Trong bất kỳ loại tiền điện tử nào, có một số lượng lớn các giao dịch diễn ra hàng ngày trên khắp thế giới. Điều quan trọng là người dùng phải theo dõi các giao dịch này và họ có thể làm điều đó với sự trợ giúp của các khối. Một khối chứa dữ liệu gần đây và mỗi khi khối được hoàn thành, nó sẽ trở thành một phần của quá khứ và nhường chỗ cho một khối mới trên Blockchain.
Khối đã hoàn thành là một bản ghi vĩnh viễn các giao dịch trước đó và những giao dịch mới được ghi lại trong khối hiện tại. Do đó, toàn bộ hệ thống đi vào một vòng lặp lưu vĩnh viễn tất cả dữ liệu.
Blockchain có thể được so sánh với một ngân hàng thông thường. Một Blockchain tương tự như một bản ghi các giao dịch ngân hàng, nhưng một khối có thể là một xác nhận giao dịch duy nhất được in ra bởi máy ATM của ngân hàng sau khi bạn sử dụng nó. Các khối riêng lẻ trên mạng Blockchain tạo thành một ‘sổ cái’, tương tự như cách máy ATM hoặc ngân hàng ghi lại các giao dịch của bạn. Mặt khác, Blockchain ghi lại chuỗi trên tất cả người dùng của nó thay vì chỉ một. Điều này có thể so sánh với một ngân hàng, ngoại trừ Blockchain cung cấp tính ẩn danh cao hơn các tổ chức tài chính truyền thống.
Các loại khối
Có ba loại khối tồn tại trong các Blockchain khác nhau là Genesis Block, Valid Block và Orphan Block. Hãy để chúng tôi thảo luận về chúng một cách chi tiết.
Genesis Block
Genesis có nghĩa là ‘nguồn gốc’ và được đặt tên đúng, khối genesis là khối đầu tiên của Blockchain. Khối genesis đầu tiên được khai thác bởi Satoshi Nakamoto trong việc tạo ra bitcoin và công bố ý tưởng này vào năm 2009.
Do sự tồn tại của Genesis Block, Blockchain có thể bắt đầu xây dựng lịch sử hoạt động hoặc giao dịch của nó. Khối cơ bản này cho phép khối mới hình thành được liên kết với trạng thái trước đó. Blockchain có thể đảm bảo tính bất biến của nó thông qua kết nối này.
Điều này là do việc sử dụng các công nghệ như Merkle Tree. Điều này cho phép liên kết lịch sử khối với một hàm băm duy nhất được liên kết với các khối đó.
Bất kỳ thay đổi nào, dù nhỏ đến đâu, đều cản trở việc xác minh gốc Merkle là chính xác, làm mất hiệu lực một phần hoặc toàn bộ lịch sử của Blockchain, tùy thuộc vào tình huống. Cũng có những khối khác được xếp chồng lên nhau nhưng khối gốc luôn là khối nền tảng, do đó nó còn được đặt tên là Khối 0.
Genesis Block phục vụ một mục đích quan trọng trong việc cho phép các nút mạng được đồng bộ hóa. Đồng bộ hóa chỉ khả thi khi cơ sở dữ liệu của cả hai nút có cùng một khối gốc. Điều này đảm bảo rằng sổ cái giao dịch phân tán trên Blockchain giống nhau cho mọi người, đảm bảo tính bảo mật.
Khi Genesis Block ra đời, một cuộc tranh luận đã nổ ra về việc liệu khối này là một khám phá có chủ ý hay là một sai lầm của Nakamoto. Người ta cũng đặt câu hỏi liệu Nakamoto có phải là người thật hay chỉ là một bút danh. Mặc dù Genesis Block đề cập đến một URL web được ghi vào mã của Genesis Block, nhưng khi được kích hoạt, liên kết đó sẽ hiển thị thông báo lỗi.
Không thể tìm thấy giao dịch 50BTC đầu tiên trong cơ sở dữ liệu của hệ thống, do đó giao dịch chi tiêu đã bị từ chối. Do đó, giao dịch trong Genesis Block không được khách hàng Bitcoin ban đầu công nhận là “genesis transaction”.
Tuy nhiên, ngày nay, khái niệm về các Genesis Block đã hoàn toàn được chấp nhận và đã bắt đầu một cuộc cách mạng công nghệ toàn cầu đang phát triển cho đến nay. Về khía cạnh đó, khối gốc có thể được xem là “cornerstone” của tất cả công nghệ Blockchain. Kết quả là, mọi blockchain đều có một khối genesis và mọi blockchain đều có “nền tảng” này trong lịch sử của nó.
Valid Block
Các Valid Block là tất cả các khối như vậy đã được khai thác và thêm vào Blockchain. Để có được một Valid Block, mỗi khối được khai thác phải có sự cho phép của mạng và báo cáo là một khối đã giải được câu đố mật mã nhất định.
Khi mạng đạt được sự đồng thuận, khối sẽ được thêm vào Blockchain và được phân phối cho tất cả các nút. Do đó, mọi nút trong mạng đều có một khối mới và đóng vai trò là điểm xác minh cho khối đó. Tất cả các hoạt động và giao dịch đang diễn ra trong bất kỳ loại tiền điện tử nào đều được các khối này cho phép.
Mỗi Valid Block chứa một chuỗi các giao dịch được xác thực cùng với khối. Ví dụ, trong Bitcoin, mỗi khối hợp pháp chứa trung bình 2100 giao dịch. Do đó, mỗi giao dịch trong Valid Block sẽ trở thành một giao dịch được xác nhận. Mỗi Valid Block được thêm vào Blockchain sau đó tiếp tục xác nhận các giao dịch trước đó. Điều này đảm bảo rằng mọi giao dịch và khối trên mạng đều hoàn toàn an toàn.
Mỗi Valid Block đi kèm với một cấu trúc dữ liệu cho phép xác nhận thực tế này. Hàm băm của khối, Merkle Root, dấu thời gian, sứ thần, dữ liệu giao dịch khối và Coinbase đều được bao gồm trong cấu trúc. Tất cả điều này được thiết lập theo cách mà mỗi phần thông tin có thể được xác nhận công khai.
Orphan Block
Các Orphan Block cũng được đặt tên chính xác vì các khối này không phải là một phần của mạng Blockchain. Chúng thường được tạo ra bởi hai công cụ khai thác trộn các khối gần như cùng một lúc, nhưng chúng cũng có thể do kẻ tấn công có đủ sức mạnh tính toán gây ra với ý định đảo ngược bất kỳ giao dịch nào.
Quy trình đồng thuận mạng được gọi vào thời điểm này để xác định khối nào sẽ được xác minh (được bao gồm trong chuỗi) và khối nào sẽ bị bỏ rơi. Thông thường, Blockchain dài nhất chứa nhiều giao dịch và thông tin nhất thường sẽ được quyết định. Do đó, làm cho quá trình bảo mật rất đơn giản.
Giả sử một tội phạm mạng quyết định hack mạng Bitcoin và gây ra một đợt phân tách thuận tiện. Để thực hiện điều này, anh ta bắt đầu khai thác các khối để nhận khoản bồi thường 6,25 BTC cho mỗi khối. Đồng thời, nó tạo ra một nhánh trong mạng có lợi cho nó vì nó sẽ có các khối mới của riêng mình. Điều này sẽ cho phép tin tặc sử dụng số tiền mà anh ta có được một cách ác ý và anh ta chỉ tham gia vào một khối chuyển đổi mạng thô sơ.
Những điều xảy ra là nó để lại mọi khối được khai thác không có gì khác ngoài coinbase. Khi quét, mạng Blockchain sẽ phát hiện khối nào giữa khối gốc và khối trùng lặp sẽ có nhiều thông tin hơn và sẽ chọn khối gốc, do đó làm hỏng trò chơi của tin tặc.
Tất nhiên, nếu kẻ tấn công có hơn 50% sức mạnh khai thác, người ta có thể đảo ngược điều này, nhưng sức mạnh đó không bắt buộc phải tính toán một Orphan Block. Nó xảy ra mọi lúc và chính cơ chế đồng thuận của mạng giúp chúng ta an toàn trước nó. Trình khám phá khối có thể theo dõi các Orphan Block.
Kết luận
Blockchain là một lĩnh vực nghiên cứu phức tạp và mọi công ty đang dần áp dụng Blockchain vì đây là một trong những cách giao dịch an toàn nhất. Các khối là nguyên tắc cơ bản của Blockchain và chúng khiến những kẻ tấn công rất khó hack hoặc thao túng tiền điện tử.
Một số ngân hàng trung ương trên khắp thế giới đang nghiên cứu những lợi thế của các khối, Blockchain và công nghệ sổ cái phân tán. Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu các khối là gì và cách chúng hoạt động. Sau đó, chúng ta đã khám phá ba loại khối có sẵn, đó là Genesis Block, Valid Block và Orphan Block.
Cảm ơn sự Theo dõi và đón đọc của các bạn. Đừng quên, mọi thắc mắc về thị trường tiền kỹ thuật số, vui lòng liên hệ đội ngũ Support của Fiahub 24/7.
Freelancer Marketing và Content Creator với gần 10 năm kinh nghiệm; trong đó có khoảng hơn 3 năm làm việc trong mảng Blockchain với vai trò Dịch Thuật và Copywriter.
Với kiến thức sâu rộng cùng khả năng diễn giải để những thuật ngữ công nghệ khó hiểu trở nên gần gũi hơn với người đọc. Lê Hoàng đảm nhiệm những bài viết trong chuyên mục "Từ Điển Crypto" và "Hướng Dẫn Người Mới" tại Fiahub Blog
