Tương lai Web dựa trên giao thức Bitcoin

(PCWorldVN) Bạn có thể bán tín bán nghi khi nghe về đồng Bitcoin nhưng giao thức đằng sau hệ thống này có tiềm năng ứng dụng vào các hoạt động công chứng, hợp đồng, di chúc, truyền thông...

• Bitcoin Tiền ảo tấn công đời sống thật
• Phát hiện malware "đào trộm" Bitcoin
• Bitcoin rơi vào tình huống 'khó xử' của phần mềm nguồn mở
• Bitcoin Foundation đang lâm nguy

Joseph Lubin - lý thuyết gia hàng đầu trong lĩnh vực tiền tệ kỹ thuật số vào mùa đông năm 2014 đã hé lộ về dự án mới Ethereum, mà ông cho rằng sẽ “thay thế công ty bảo hiểm”, “thay thế cả Phố Wall”. Theo ông, tất cả mọi thứ mà chúng ta đang làm trên Internet hoặc thông qua bất kỳ kênh kỹ thuật số nào – sắp sửa trải qua một thời kỳ thay đổi triệt để.

Ý tưởng được nhiều người đam mê đồng tiền số quan tâm. Đây chính là thuyết cho rằng có thể dùng cùng công nghệ bảo mật giao dịch của mạng Bitcoin — minh bạch, không chịu kiểm duyệt, gần như tức thời, và không cần phải đặt niềm tin vào người khác — để ứng dụng vào tài chính và có thể lưu trữ bất kỳ loại thông tin số nào, một cách an toàn trên Internet.

w

Trong những năm qua, lý thuyết này đã thể hiện khá rời rạc, thiếu tổ chức. Trong số các ứng dụng đã tồn tại có hệ thống  phân phối đăng ký tên miền, dịch vụ công chứng kỹ thuật số mà không đòi hỏi phải có xác minh của bên thứ ba và dịch vụ quản lý hợp đồng tài chính thông qua tài khoản treo (escrow account) phi tập trung. Một số thí nghiệm nói trên đang diễn ra trên mạng Bitcoin. Các dự án khác như Ethereum, xây mới từ đầu hoặc hiện đang đèo bồng một vài loại tiền kỹ thuật số thay thế khác (altcoin) - chẳng khác gì những bản sao vô tính và "có họ hàng" với Bitcoin. Nhiều công ty khởi nghiệp này được chống lưng bằng nhiều nguồn đầu tư đáng kể. Chẳng hạn, Spark Capital và công ty đầu tư mạo hiểm Aleph (Israel) tài trợ 2,5 triệu USD cho một công ty khởi nghiệp Bitcoin 2.0 tên là Colu.

Tại các cuộc gặp gỡ và hội họp chính thức, dường như mọi người đều cảm nhận tiềm năng là vô tận và rằng tiền chỉ mới là ứng dụng đầu tiên, và có lẽ là nhàm chán nhất, dựa trên công nghệ (mã hóa và bảo mật của) Bitcoin.

Phân tán và phi tập trung hóa
Dù các dự án này đều rất đa dạng, nhưng tất cả đều tìm cách đảo ngược xu hướng “tập trung hóa” truyền thống trên Internet, nghĩa là tất cả dữ liệu được tạo ra trực tuyến và tất cả các hoạt động vận hành đều được xử lý bởi các máy chủ được "trung tâm hóa". Chúng ta phụ thuộc, dựa vào các máy chủ để xử lý mọi thứ; máy chủ lưu trữ, gửi e-mail "giùm" chúng ta; xác minh danh tính của người đăng nhập; theo dõi giỏ hàng và quá trình thanh toán của người mua.

Dữ liệu có thể, trên danh nghĩa, thuộc về chúng ta, nhưng để truy cập hoặc chỉnh sửa dữ liệu, lại phải cần có những “hướng dẫn viên” đưa đón như vậy. Chúng ta, tuy “mang tiếng” sở hữu dữ liệu nhưng chỉ truy cập vào những lúc cần.

Nick Szabo - tác giả của những lý thuyết về hợp đồng số và tài sản thông minh, được ngưỡng mộ trong giới tiền tệ số đến nỗi ông thường xuyên bị xem là cha đẻ của đồng Bitcoin, đã tóm tắt vấn đề như sau:

"Thực tế, những máy này được thiết kế để được kiểm soát bởi một người duy nhất hoặc một hệ thống phân cấp của những người hiểu biết và tin tưởng lẫn nhau... họ có thể đọc, thay đổi, xóa hoặc chặn bất kỳ dữ liệu nào trên máy tính đó khi muốn... Với các dịch vụ web hiện tại, nơi chúng ta hoàn toàn tin tưởng, chúng ta dễ bị tổn hại, bởi vì máy tính, hay cụ thể hơn là những người có quyền truy cập vào máy tính đó (kể cả hacker) có thể ra lệnh đặt hàng, thực hiện thanh toán..."

Suốt một thời gian dài, giải pháp bảo mật truyền thống là cấp quyền truy cập hạn chế, cho một nhóm người mà bạn tin tưởng. Khi phải đối mặt với một vấn đề khó xử lý, chúng ta thường chọn cách giải quyết ít gây lỗi nhất bằng cách đưa trách nhiệm đối với dữ liệu số cho càng ít người càng tốt. Bởi vì, có gì ngớ ngẩn hơn chuyện đi tin một nhóm người dưng, thay vì tin một cơ quan quyền lực trung tâm?

Nhưng điều này lại chính là những gì Bitcoin làm được: cơ sở dữ liệu công cộng mà tất cả mọi người có thể xem, bất cứ ai cũng có thể thêm (dữ liệu) vào, và không ai có thể phá hủy!

Công nghệ và giao thức Bitcoin
Tại sao phải tin Bitcoin ? Câu trả lời ngắn gọn: tuy hệ thống này giả định tất cả mọi người là kẻ xấu, nhưng nó vẫn buộc họ phải tuân thủ luật.
Khi nói đến công nghệ Bitcoin, thực sự có hai thứ. Đầu tiên là một cơ sở dữ liệu phổ quát mà giao dịch được ghi nhận và tăng trưởng, lần lượt tạo thành nhiều dữ liệu (block), và từ đó hình thành các “chuỗi khối” (blockchain). Thứ hai là một mạng lưới các máy ngang hàng, được gọi là máy đào mỏ (miner) hay có thể gọi nôm na là máy thợ mỏ (MTM), là những máy tính (và những người sở hữu chúng) giữ vai trò bổ sung khối vào chuỗi khối.

Dữ liệu mã hóa trong các chuỗi khối (blockchain)

Nếu bạn sở hữu các đồng Bitcoin , có nghĩa rằng có một bản ghi (record) trên chuỗi khối chứa một giá trị số (giá trị của "đồng xu" bitcoin) và một nửa của chữ ký số. Chữ ký số đó là một loại mật mã mà chỉ có bạn biết cách giải, bởi vì chỉ có bạn giữ phần nửa tương ứng của chữ ký số đó. Phần nửa chữ ký số bạn giữ chính là chìa khóa riêng (private key) của bạn, và nếu bạn có một “ví bitcoin”, thì đó là tiền đang nằm bên trong.

Khi muốn sử dụng tiền Bitcoin , bạn phát ra một yêu cầu để thêm một bản ghi mới vào chuỗi khối. Bản ghi mới cho biết lượng tiền Bitcoin  bạn muốn chi, nghĩa là nó trỏ đến giao dịch trước đó mà bạn mua lại những đồng tiền đó; nó chứng tỏ bạn sở hữu chúng — vì nửa chữ ký của bạn giải được mật mã, và bản ghi này thêm vào một chữ ký số mới vào lượng tiền Bitcoin , mà chỉ có người chủ mới mới giải mã được. Khi muốn tiêu tiền, chủ sở hữu mới lặp lại quá trình này.

Chuỗi khối (blockchain) không có gì khác hơn là một chuỗi nối dài của các giao dịch, mỗi khối trỏ đến một bản ghi trước đó trong chuỗi. Nhưng người dùng Bitcoin không trực tiếp cập nhật chuỗi khối. Để chuyển tiền cho người khác, bạn phải tạo một yêu cầu và công bố nó qua mạng ngang hàng Bitcoin. Ngay sau đó, các máy tính này nhận các yêu cầu và kiểm tra chữ ký là chính xác và có đủ Bitcoin để giao dịch; sau đó, chúng lập các bản ghi mới vào một khối và thêm khối vào cuối chuỗi khối.

Tất cả các MTM làm việc này độc lập với nhau trên phiên bản riêng của chuỗi khối riêng. Khi chúng kết thúc một khối mới, máy thông báo cho các máy ngang hàng còn lại, và các máy này kiểm tra, chấp nhận, và thêm khối dữ liệu này vào cuối chuỗi; đây lại trở thành điểm khởi đầu công việc mới của MTM.

Sự sắp xếp lại sẽ chỉ xảy ra với điều kiện các MTM cùng đồng thuận rằng phiên bản mới nhất của chuỗi khối nên là như thế nào. Nói cách khác, tất cả các MTM đều phải đồng ý đối với một phiên bản chung của khối dữ liệu. Nhưng do thực tế là chúng đều là “người dưng”, thực sự không có lý do để tin tưởng nhau. Điều gì ngăn chặn một MTM “táy máy” với các khối dữ liệu trước đó trên chuỗi khối và thay đổi các khoản thanh toán? 

Chiến lược mà Satoshi Nakamoto (biệt danh của vị kiến trúc sư chưa biết mặt của Bitcoin) phát triển để thiết lập sự đồng thuận trong hệ thống của ông - được coi là bước đột phá trong điện toán phân tán. Vì phải giải mã mới thực hiện được giao dịch, nên chỉ những người sở hữu Bitcoin  mới có thể tiêu những đồng tiền đó. MTM không thể thay đổi các bản ghi trên chuỗi khối, vì trong Bitcoin không có cơ chế đi ngược. 

Bởi vì quá trình thêm một khối mới vào chuỗi khối là rất khó khăn. Bất cứ ai tham gia đều phải đóng góp một lượng lớn sức mạnh điện toán để xử lý dữ liệu mới thông qua một tập hợp các lệnh được gọi là hàm băm (hash). Chỉ khi hoàn tất công việc này, khối dữ liệu đó mới có thể được nối thêm vào chuỗi theo cách mà các MTM khác trên mạng ngang hàng chấp nhận.

Một hệ thống “đào mỏ” Bitcoin lớn

"Bạn đang xây dựng một bức tường khổng lồ", Peter Kirby, chủ tịch của Factom, giải thích. "Và mỗi khi bạn muốn người khác đồng ý điều gì đó, bạn xây thêm một nghìn viên gạch lên trên cùng của bức tường. Và nếu bạn đồng ý điều gì đó khác, bạn lại đặt một nghìn viên khác lên. “Và điều này làm rất khó cho ai đó thay đổi viên gạch ở bên dưới bức tường”.

Để cạnh tranh, các cá nhân, tổ chức không ngừng đầu tư vào MTM, trang bị những mạch tích hợp chuyên dụng (ASIC) được thiết kế để chạy các hàm băm của Bitcoin. Tỉ lệ băm thành công của tất cả các máy tính nối vào mạng Bitcoin đã tăng gấp đôi từ giữa tháng 8/2014 và tháng 3/2015, và những con số tiếp tục tăng. Một số MTM này chẳng khác gì con quái vật khổng lồ có thể “ngốn” 500 kilowatt điện.

Trong mô hình an ninh bảo mật cũ, bạn tìm cách gắng khóa tất cả những kẻ hám lợi, không trung thực. Bitcoin, mặt khác, hoan nghênh tất cả, mong muốn họ hành động theo lợi ích riêng của bản thân, và sau đó sử dụng tính hám lợi của họ để bảo mật  mạng.

“Chính điều này là đóng góp quan trọng”, ông Eyal Ittay, nhà khoa học máy tính tại ĐH Cornell nghiên cứu Bitcoin cùng các hệ thống mạng phi tập trung hóa khác, nói. “Bitcoin  đưa kẻ tấn công sang thế tích cực hơn - bằng cách chơi cùng, chứ không phải tấn công hệ thống”.

Khi một chuỗi khối được sử dụng để lưu trữ một bản ghi giá trị (tiền), chúng ta biết đang có gì trong tay, nó được gọi là Bitcoin. Vào năm 2009, chuỗi khối chỉ là một chuỗi các giao dịch. Nhưng người ta rồi cũng nghĩ đến việc đưa dữ liệu phi tài chính vào chuỗi khối. Năm ngoái, các nhà phát triển giao thức Bitcoin (mã nguồn mở) thêm tính năng mới cho phép người dùng “đính” thêm 40 byte siêu dữ liệu vào mỗi giao dịch.

Chuỗi khối Bitcoin giờ đây chứa đầy các loại tin nhắn phi tài chính từ lời chúc mừng, cầu nguyện, điếu văn đến sách trắng... Chúng đều được nhúng vào các giao dịch trong chuỗi khối.

Một khi siêu dữ liệu được tích hợp vào một chuỗi khối Nakamoto, nó được hưởng tất cả những lợi ích an ninh bảo mật của mạng Bitcoin. Bất cứ ai với một máy tính và kết nối Internet, đều có thể truy cập và xem nội dung. Để phá hủy các nội dung đó, bạn sẽ phải truy cập trên từng máy tính thuộc hệ thống mạng. Chúng không thể thay đổi, và do đó không thể loại bỏ. Và chúng mang theo cả tem thời gian cùng bằng chứng mật mã của người tạo ra chúng.

Những người quan tâm đến tính minh bạch và quyền truy cập đang xem xét đánh giá chuỗi khối như một lựa chọn để tổ chức lưu trữ hồ sơ chính phủ, hỗ trợ quá trình lập pháp, bằng cách tạo ra một diễn đàn để xuất bản, tranh luận và bầu chọn những đề xuất mới.

Chuỗi khối cũng có thể được sử dụng như một phương tiện công chứng phi tập trung. Ví dụ, chụp hình vết móp trên xe hơi bạn thuê và tải nó vào chuỗi Bitcoin. Dựa vào đó, sau này có thể chứng minh rằng vết móp đã tồn tại trước khi bạn nhận xe.

Bởi giao dịch Bitcoin được bảo mật bằng kỹ thuật mã hóa mạnh mẽ, chuỗi khối cũng có thể thay thế phương thức xác thực chuẩn - sử dụng tên người dùng (username) và mật khẩu (password). Trong hệ thống như vậy, một địa chỉ Bitcoin có thể gắn với tên người dùng, trong khi khóa riêng (private key) sẽ có vai trò là mật khẩu.

Mạch ASIC chuyên dụng để khai thác Bitcoin

Chuỗi khối Nakamoto cũng giải quyết được vấn đề loại bỏ vì một khi đã được chèn vào chuỗi, dữ liệu không thể bị xóa. Các nhà phát triển đã sử dụng tính năng này để tạo ra phiên bản chống loại bỏ của Twister và Namecoin.

“Tất cả mọi thứ mà chúng ta sở hữu, tất cả mọi thứ mà chúng ta làm, được quản lý dựa vào một lượng hồ sơ biên bản lớn”, Kirby nói. “Ngân hàng, hay công ty bảo hiểm, và đến một nền kinh tế cơ bản chỉ là những tủ hồ sơ lớn. Và nếu bạn có thể chấp nhận khái niệm một... sổ cái kế toán khổng lồ toàn cầu và nói “giờ đây chúng ta có thể sắp xếp tất cả các hồ sơ trên thế giới theo cách này, thì thực sự thú vị”.

Những ví dụ về ứng dụng
Giờ đây, vai trò của MTM trong mạng rất rõ ràng. Sau khi tiếp nhận yêu cầu, MTM sẽ chạy các yêu cầu này qua một chương trình xác thực. Thao tác rất đơn giản, chương trình xác nhận rằng bạn đúng là người mà bạn xưng danh và có đủ Bitcoin để thực hiện giao dịch. Và sau đó giao dịch của bạn được chấp nhận hoặc từ chối.

Điều gì xảy ra nếu, bạn yêu cầu MTM làm nhiều hơn thế? Chuyện gì sẽ xảy ra nếu bạn nói “chỉ xác thực giao dịch này khi tôi chết”, hoặc "khi xác thực giao dịch này, hãy điều chỉnh số tiền mà tôi chuyển dựa trên thị giá cổ phiếu Tesla Motors”.

Trong ví dụ đầu tiên, chúng ta đã khởi tạo di chúc tự động chia tài sản cho người thừa kế, và không cần đến luật sư. Trong ví dụ thứ hai, chúng ta đã bắt đầu xây dựng một thị trường chứng khoán phân tán.

Cả hai ví dụ trên cho thấy còn nhiều vấn đề phát sinh cần  giải quyết, nhưng chúng chứng minh một điểm, đó là MTM có thể tiến hóa hơn nhiều so với ngày hôm nay. Đây là ý tưởng cơ bản đằng sau cụm từ “hợp đồng thông minh”, trong đó MTM giữ vai trò thực thi các điều khoản hợp đồng tài chính. Đưa ý tưởng này đi xa hơn nữa, bạn có thể tưởng tượng ra các tập đoàn tự vận hành: liên kết giao dịch tài chính với các thiết bị thông minh cùng hợp đồng được thương lượng dựa trên chuỗi khối.

Ngay bây giờ, Bitcoin vẫn còn bị giới hạn, nó đang sử dụng một bộ ngôn ngữ lập trình tối giản, hạn chế các phép toán MTM có thể chạy. Nhưng các nhà phát triển vẫn liên tục tranh luận liệu có nên thêm chức năng mới cho giao thức này.

Một số còn cho rằng cần có độ phức tạp nếu Bitcoin tiến hóa vượt hơn cả một cuốn sổ cái kế toán tĩnh. Nhận thức được điều này, trong năm 2012 các nhà phát triển đã bổ sung thêm một tính năng mới được gọi là giao dịch đa chữ ký số (multisignature). Nó cho phép người dùng phân chia quyền sở hữu địa chỉ Bitcoin  cho nhiều người bằng cách gán cho nó nhiều khóa riêng. Kể từ đó, nhiều công ty đã xuất hiện và cung cấp dịch vụ tài khoản (treo) ký quỹ dựa trên các giao dịch đa chữ ký.

Tuy nhiên, những thay đổi của Bitcoin đối với giao thức mã nguồn chắc chắn sẽ cần có thời gian. Để đảm bảo mọi người trong mạng Bitcoin  chơi theo cùng một luật, cần tạo ra các bản cập nhật làm hài lòng tất cả các bên - một quá trình công phu. “Hiện có năm chủ thể lớn trong cơ chế đồng thuận: nhà phát triển, MTM, thương gia, người dùng và cung cấp dịch vụ (ví thanh toán trên mạng). Với cơ chế kiểm soát của Bitcoin, việc tạo ra thay đổi lớn sẽ không dễ dàng như trước.

Gần đây, các lập trình viên của Bitcoin  đã nghĩ ra một giải pháp khả thi. Adam Back, chuyên gia mật mã, người phát minh ra cơ chế băm dựa trên bằng chứng hoàn thành tác vụ - có vai trò then chốt trong bảo mật của Bitcoin, từ lâu đã khuyến khích áp dụng các chuỗi khối song song, thuật ngữ tiếng Anh là sidechain. Chúng sẽ có vài trò tạo ra sự đổi mới sáng tạo trong hệ sinh thái Bitcoin. Ý tưởng là bạn có thể đóng băng tiền của bạn trên chuỗi khối Bitcoin khiến chúng không thể giao dịch được, và sau đó chuyển giá trị của chúng sang một chuỗi khối song song giao tiếp với chuỗi chính, ghi nhận việc trao đổi, nhưng hoạt động theo qui tắc thiết lập riêng. Quá trình này cũng có thể đảo ngược. Với chuỗi khối song song, nhà phát triển được tự do xây dựng nền tảng giao dịch mới. Và các chủ sở hữu Bitcoin sẽ được thử nghiệm miễn phí trong các không gian mới, không cần rời bỏ hệ sinh thái Bitcoin.

Năm 2015, Blockstream, một công ty được Back đồng sáng lập với 10 thành viên Bitcoin  lớn khác, phát hành một bộ cài đặt mở rộng mã nguồn mở, triển khai khái niệm chuỗi khối song song, mang tên Bitcoin Elements.

Chính giao thức vận hành đằng sau đồng tiền ảo này mới thực sự là chuyện đáng quan tâm. Giao thức đó sẽ tác động làm biến đổi tất cả mọi thứ đang vận hành trên Web. Bạn đã được cảnh báo!

PC WORLD VN, 07/2016