Dù đã ra đời từ 2008, nhưng mãi tới 2017, bitcoin mới được thế giới biết đến một cách rộng rãi. Tràn ngập trên media là những thông tin về sự tăng giá khủng khiếp của bitcoin và các loại tiền mã hóa khác. Và một công nghệ đằng sau chúng “Blockchain” cũng được nhiều người quan tâm. Thậm chí có người tin yêu Blockchain tới mức cho rằng cách mạng công nghệ 4.0 chính là của công nghệ Blockchain. Liệu khẳng định này có đúng?
Chúng ta biết rằng cách mạng công nghiệp lần thứ nhất có vai trò trung tâm của máy hơi nước, cách mạng công nghiệp lần thứ hai có vai trò hạt nhân của điện và các máy dùng điện, cách mạng công nghệ lần ba bắt đầu từ computers và internet. Vậy trung tâm của cách mạng công nghệ 4.0 là gì? Là công nghệ sinh học, nano tech, công nghệ gen, năng lượng tái tạo, robotics, AI, hay là blockchain?
Trong bài viết bạn đọc sẽ được giới thiệu sơ lược về Blockchain và các công nghệ phân tán hiện nay nhằm giúp bạn đọc có hiểu biết và tự trả lời cho câu hỏi nêu trên.

BLOCKCHAIN


Blockchain ra đời cùng với bitcoin năm 2008 trong một bài báo khoa học của một nhân vật ẩn danh có nickname Satoshi Nakamoto. Cùng với sự tăng trưởng hàng nghìn lần của bitcoin, Blockchain vụt sáng trở thành ngôi sao mới của làng công nghệ thế giới, đến mức mà khắp các mặt báo lớn nhỏ, các công ty đến các quốc gia đều nghiên cứu phát triển Blockchain.
Theo tiếng Anh, “block = khối”, “chain = chuỗi”. Minh họa đơn giản, blockchain như là một cuốn sổ cái (ledger) đóng gói dữ liệu thành các khối, nối với nhau bằng các hàm hash cho phép truy xuất ngược tuần tự vào các khối trước đó. Cho dễ hiểu, blockchain như một đoàn tàu dài vô hạn. Đầu tàu là khối nguyên thủy, là khởi đầu, mỗi toa tàu sau đó được nối với toa trước bởi hàm hash, và cứ thế nối toa tới vô hạn. Đối với mạng lưới Bitcoin cuốn sổ cái này được lưu trữ đầy đủ tới tất cả các máy đào. Đó là lí do người ta gọi Bitcoin là sổ cái / mạng lưới phân tán (hoặc phân cấp). Trước Bitcoin, trên thế giới đã có các hệ thống phân tán như vậy, ví dụ như một số trung tâm dữ liệu, được sao chép ở 2 hoặc nhiều cụm máy chủ để khi hỏng cụm máy chủ này thì vẫn còn cụm máy khác lưu giữ đầy đủ dữ liệu quan trọng. Tuy nhiên đây là mô hình phân cấp đóng, tức là một máy tính nào đó không thể tham gia nếu không được cho phép. Trong khi đó, Bitcoin là hệ phân cấp mở, bất kỳ máy tính nào cũng có thể tham gia mà không cần xin phép. Ethereum, Cardano, NEO, Zilliqa và rất nhiều blockchain khác đều là loại phân cấp mở. Về cơ bản, không một cá nhân hay nhóm người nào có đủ khả năng kiểm soát hoàn toàn mạng lưới, bởi vì có hàng nghìn tới chục nghìn máy đào rải rác trên khắp thế giới tham gia hệ thống, và không ai biết hết các máy đào đó do ai làm chủ, đặt ở vị trí nào.
Vậy có blockchain nào không phân cấp? Hiện chỉ có Ripple là hệ thống như vậy, nói cách khác, mạng lưới blockchain bị kiểm soát hoàn toàn bởi Ripple Labs.
Cơ sở lý thuyết mã hóa toán học cùng với cấu trúc blockchain đơn giản giúp cho mạng Bitcoin an toàn tới mức hầu như không thể bị tấn công (hack). Thực tế chưa có bất kỳ ghi nhận nào về một vụ hack thành công nào trên mạng Bitcoin. Còn các hệ blockchain khác, ngay cả Ethereum cũng đã bị hack với giá trị nhiều triệu USD.
Mặc dù an toàn (dữ liệu đã ghi không thể bị thay đổi sau một số xác nhận) và minh bạch, cấu trúc blockchain (cùng với cơ chế đồng thuận PoW) có nhược điểm là thời gian đóng khối và xác nhận giao dịch khá dài, tiêu tốn một lượng lớn năng lực tính toán và điện năng. Nút thắt cổ chai này làm cho Bitcoin hiện không thể mở rộng như mạng lưới Visa.

TANGLE


Directed Acyclic Graph (DAG), trong toán học, đơn giản là một cấu trúc đồ thị không có vòng (lặp) và được định hướng. “Không vòng lặp” sẽ đảm bảo rằng theo hướng của các nút sẽ không dẫn bạn trở lại cùng một nút (cũ). Cơ sở toán học cho lý thuyết này tương đối hoàn thiện, nếu xem mỗi node là một điểm xử lý thông tin, thì người ta có thể thiết kế các thuật toán song song cho mạng lưới này. Ngoài ra, các tính toán có thể được thực hiện với thời gian tuyến tính.
Dựa trên lý thuyết này, Minota đã phát triển một mạng lưới phân tán DAG hay còn gọi là Tangle, cho phép bất kỳ máy tính, thậm chí là mobile cũng có thể là một node trong mạng phân tán IOTA, không nhất thiết phải là GPU hay các máy đào chuyên biệt (như mạng Bitcoin và Ethereum). Trong Tangle, toàn bộ mạng là những người tham gia của mô hình đồng thuận – không giống như blockchain, nơi chỉ có một phần nhất định của mạng là những người tham gia của quá trình xác minh. Điều quan trọng cần lưu ý là PoW vẫn được sử dụng bởi Tangle. Tuy nhiên, gánh nặng được chia sẻ bởi toàn bộ mạng. Hơn nữa, PoW chỉ là một phần của mô hình đồng thuận trong Tangle (để phục vụ chống lại tấn công sybil và spam). Do cấu trúc của một DAG, phương thức đồng thuận của Tangle sẽ chỉ tiêu tốn một lượng nhỏ sức mạnh tính toán. Tuy nhiên, một kẻ xấu sẽ phải chi tiêu số tiền ngày càng tăng theo sức mạnh tính toán với lợi nhuận thì giảm dần. IOTA có một số ưu điểm nổi bật là: chi phí giao dịch gần như bằng không, có khả năng mở rộng vô hạn, và càng nhiều node tham gia mạng lưới thì tốc độ xử lý giao dịch càng nhanh (không giới hạn).
Mạng IOTA là một hệ sổ cái phân cấp nhưng không phải blockchain. Công nghệ của nó đã gây được sự chú ý đáng kể trên thế giới, một số đơn vị đang nghiên cứu để ứng dụng nó vào các thanh toán nhỏ (micro-payment) và Internet of Things (và một khái niệm mới ra đời Internet of Services).

Các dự án khác sử dụng DAG là (1) Aidos Kuneen, private and quantum secure http://www.aidoskuneen.com/, (2) Dagcoin, pure currency like Rai, that you can receive from completing online university classes https://dagcoin.org/, (3) DAGlabs, DAG smart contracts https://www.daglabs.com/, (4) Hcash, links blockchains and blockless DAGs https://h.cash/, (5) Stone, a fork of RaiBlocks that focuses on privacy https://bitcointalk.org/index.php?topic=2581762.0
Tham khảo thêm về DAG:
[1] http://www.mangoresearch.co/consensus-methods-pow-vs-pos-v…/
[2] https://www.forbes.com/…/explaining-directed-acylic-graph…/…
[3] https://www.reddit.com/…/what_projects_are_still_in_their_…/

TEMPO

Được phát minh bởi Radix – Tempo là một cách tiếp cận cấp tiến để đạt được sự đồng thuận cũng như khả năng mở rộng trong khi vẫn duy trì sự phân quyền thực sự. Radix không phải là một blockchain hay một DAG – mà là một cách tiếp cận độc đáo để đạt được sự đồng thuận trên một sổ cái phân tán. Tempo Ledger bao gồm ba thành phần cơ bản:
• Một nhóm các nút mạng
• Cơ sở dữ liệu sổ cái toàn bộ được phân phối trên các nút
• Một thuật toán để tạo một bản ghi bảo mật mã hóa của các sự kiện được sắp xếp theo thời gian.

Xem thêm về Radix: https://www.radixdlt.com/

HEDERA HASHGRAPH


Cấu trúc dữ liệu hashgraph và thuật toán đồng thuận cung cấp nền tảng mới cho sự đồng thuận phân tán. https://www.hederahashgraph.com

Một blockchain giống như một cái cây được liên tục cắt tỉa khi nó mọc – việc tỉa cành này là cần thiết để giữ cho các cành mọc ra khỏi tầm kiểm soát. Trong hashgraph, thay vì cắt tỉa những cành tăng trưởng mới, nó được dệt trở lại thân cây.
Trong cả blockchain và hashgraph, bất kỳ thành viên nào cũng có thể tạo giao dịch, cuối cùng sẽ được đưa vào một vùng chứa (“khối”), và sau đó sẽ phân phối khắp cộng đồng. Trong blockchain, những khối được thiết kế để tạo thành một chuỗi dài duy nhất. Nếu hai thợ mỏ tạo hai khối cùng một lúc, cộng đồng cuối cùng sẽ chọn một để tiếp tục, và loại bỏ một cái khác. Nó giống như đang phát triển cây liên tục có tất cả nhưng một nhánh của nó bị cắt bỏ. Trong hashgraph, mỗi vùng chứa được sử dụng và không có khối nào bị loại bỏ. Tất cả các chi nhánh tiếp tục tồn tại mãi mãi và cuối cùng phát triển lại với nhau thành một hệ toàn thể. Điều này hiệu quả hơn.
Ngoài ra, blockchain không thành công nếu khối mới đến quá nhanh, bởi vì cành mới nảy mầm nhanh hơn chúng có thể được cắt tỉa. Cái đó là lý do tại sao blockchain cần bằng chứng về công việc hoặc một số cơ chế khác để làm chậm sự tăng trưởng đột biến. Trong hashgraph, không có gì bị ném đi. Không có tổn hại nào trong cấu trúc phát triển nhanh chóng. Mọi thành viên có thể tạo giao dịch và khối bất cứ khi nào họ muốn. Nên nó là rất đơn giản và có xu hướng rất nhanh. Cuối cùng, bởi vì hashgraph không yêu cầu cắt tỉa và do đó đơn giản hơn, nó cho phép các đảm bảo về toán học mạnh mẽ hơn, chẳng hạn như sự công bằng và đồng thuận Byzantine. Cơ sở dữ liệu phân tán của Paxos là Byzantine, nhưng không công bằng. Blockchain không phải là Byzantine cũng không công bằng. Hashgraph là bao gồm cả Byzantine và sự công bằng.

HOLOCHAIN

Holo là một nền tảng điện toán phân tán đựa trên các đại lý trung tâm (agent-centric distributed computing platform). Holo sử dụng một hình thức hóa để đặc trưng cho các hệ thống phân tán, áp dụng cho một số hệ thống phân phối hiện, chuyển đổi từ mô hình trung tâm dữ liệu sang mô hình đại lý tập trung ( data-centric to agent-centric).
Holochain cho phép một trang web phân tán với quyền tự chủ của người dùng được tích hợp trực tiếp vào kiến ​​trúc và giao thức của nó. Dữ liệu là về việc ghi nhớ và chia sẻ những kinh nghiệm sống. Phân phối lưu trữ và xử lý dữ liệu đó có thể thay đổi cách chúng ta phối hợp và tương tác. Với sự tích hợp kỹ thuật số dưới sự kiểm soát của người dùng, Holochain giải phóng cuộc sống trực tuyến của chúng ta khỏi sự kiểm soát của công ty đối với các lựa chọn và thông tin của chúng ta.

Holochain không phải blockchain, không phải DAG, không phải Tempo. Xem thêm tại https://holochain.org/.

LỜI KẾT


Bài viết giới thiệu sơ lược về blockchain và các công nghệ phân tán hiện nay. Dù đã cố gắng nhưng tác giả tin rằng vẫn còn nhiều sai sót. Công nghệ phát triển nhanh như vũ bão. Khoảng 10 năm trước nhiều học giả tin rằng công nghệ sinh học sẽ làm nên cuộc cách mạng mới. Mấy năm sau, người ta bắt đầu nói về AI, robotics, và rồi nano tech, công nghệ gen. Và từ 2017 đến nay, khắp mặt báo viết về blockchain, các nước và các tổ chức lớn cũng nghiên cứu phát triển blockchain. Thuật ngữ “Cách mạng công nghệ 4.0” đã được nói tới nhiều, nhưng vẫn chưa được định hình rõ là công nghệ nào. Theo tôi, không phải là blockchain, mà đúng hơn là “DLT – Công nghệ phân tán mở” trên cơ sở mã hóa toán học với sự hỗ trợ của smartcontract. Đối với AI, robotics, công nghệ sinh học, công nghệ gen hay nano, chúng là các ứng dụng phát triển ở phần ngọn của các ngành khoa học hiện hữu trước kia, có thể cải tiến công nghệ và các lĩnh vực khác nhưng không thể tạo ra cách mạng. Chỉ có DLT mới là công nghệ nền tảng, có thể thay đổi gốc rễ cơ sở dữ liệu, cách vận hành của internet và nhiều lĩnh vực khác, do đó có thể làm nên cuộc cách mạng mới. Còn Cách mạng công nghệ 5.0 có lẽ là của Công nghệ Lượng tử, cụ thể là máy tính lượng tử.

Follow us on: