Mật mã: Nền tảng của bảo mật blockchain

Mã hóa có mặt khắp nơi. WhatsApp và Signal dùng mã hóa đầu cuối để chỉ người gửi, người nhận đọc tin nhắn. VPN bảo vệ lưu lượng và dữ liệu trên Wi-Fi công cộng. HTTPS mã hóa kết nối người dùng với trang web.

Mật mã là lõi của blockchain. Nó xác minh giao dịch và ngăn truy cập trái phép. Nó xác thực, xác minh dữ liệu đến từ nguồn đáng tin cậy và không bị giả mạo. Mật mã mạnh bảo vệ thông tin nhạy cảm, đảm bảo tính bảo mật, toàn vẹn và sẵn có của dữ liệu.

Bảo mật blockchain dựa trên mật mã, giúp công nghệ chống hack và lừa đảo. Thuật toán mã hóa khiến dữ liệu không đọc được nếu không có khóa giải mã. Trong blockchain, mật mã đảm bảo mọi giao dịch an toàn và kiểm chứng được.

Mỗi khối có hàm băm mật mã: mã định danh duy nhất từ công thức phức tạp. Hàm băm là một chiều: dễ tính từ dữ liệu khối, cực khó tạo lại từ dữ liệu khác. Mọi thay đổi tạo giá trị băm hoàn toàn khác, nên không thể sửa dữ liệu mà không đổi giá trị băm. Giả mạo bị mạng phát hiện ngay và hiển thị cho mọi người tham gia.

Hàm băm nằm trong header khối, cùng dấu thời gian, mã định danh duy nhất và tham chiếu khối trước. Header khối mới liên kết bằng mật mã với header khối trước, tạo chuỗi liên tục, không thể phá vỡ. Sửa một khối sẽ đổi giá trị băm và phá chuỗi, nên rất khó giấu.

Kỹ thuật mã hóa trong blockchain:

  • Hàm băm: nhận dữ liệu mọi kích thước, tạo đầu ra cố định. Mỗi khối được gán hàm băm duy nhất từ dữ liệu của nó.
  • Mật mã khóa công khai: mật mã bất đối xứng dùng cặp khóa công khai và khóa riêng để mã hóa, giải mã. Nó tạo chữ ký số xác minh tính xác thực và toàn vẹn giao dịch.
  • Cây Merkle: xác minh hiệu quả, an toàn lượng lớn dữ liệu. Nó lưu dữ liệu giao dịch và xác minh giao dịch có trong khối.
  • Mật mã đường cong elip (ECC): mật mã khóa công khai dùng rộng rãi để tạo chữ ký số và giao dịch an toàn.
  • Zero-Knowledge Proofs: chứng minh một tuyên bố hợp lệ mà không tiết lộ thêm thông tin. Chúng xác minh quyền sở hữu tài sản hoặc chứng minh giao dịch đã diễn ra mà không lộ danh tính.

Hàm băm dùng trong blockchain:

  • SHA-256: phổ biến nhất; đầu ra 256 bit; dùng trong Bitcoin và một số tiền điện tử khác.
  • Scrypt: chức năng phái sinh khóa, ban đầu dùng trong Litecoin, sau được nhiều tiền điện tử áp dụng. Dùng nhiều bộ nhớ hơn SHA-256 nên chống ASIC tốt hơn.
  • Ethash: dùng trong Ethereum. Memory-hard, cần nhiều bộ nhớ, chống khai thác ASIC.
  • X11: loạt 11 thuật toán băm. Ban đầu dùng trong Dash, sau được nhiều tiền điện tử áp dụng.
  • Blake2b: đầu ra 512 bit. Dùng trong Siacoin, Decred và nhiều loại khác.

Đây chỉ là vài ví dụ; các nền tảng dùng hàm băm khác nhau hoặc kết hợp.

Thuật toán đồng thuận: Đảm bảo niềm tin trong các giao dịch blockchain

Thuật toán đồng thuận để toàn mạng xác minh, xác thực giao dịch. Mỗi người tham gia giữ bản sao sổ cái ghi mọi giao dịch cũ. Giao dịch mới phải được mạng xác thực trước khi vào sổ cái.

Trong bầu cử dân chủ, mọi phiếu đều có giá trị; ứng cử viên thắng chỉ khi có đa số phiếu. Tương tự, đồng thuận cần số người tham gia nhất định đồng ý giao dịch hợp lệ.

Số người tham gia cụ thể phải xác minh từng giao dịch. Khi đủ, giao dịch vào sổ cái và mạng chuyển sang giao dịch tiếp theo. Điều này đảm bảo minh bạch, bảo mật và chống gian lận: sửa giao dịch cần đa số đồng ý.

Ví dụ:

  • Proof of Work (PoW): Bitcoin và một số tiền điện tử khác dùng ban đầu. Thợ mỏ cạnh tranh giải bài toán phức tạp để xác thực giao dịch và thêm khối. Người giải đầu tiên nhận tiền mới tạo và phí.
  • Proof of Stake (PoS): chọn người xác thực theo lượng tiền điện tử nắm giữ và sẵn sàng "đặt cược" hoặc chịu rủi ro. Nhiều tiền hơn thì cơ hội cao hơn.
  • Delegated Proof of Stake (DPoS): người xác thực đặt cược tiền điện tử, nhưng nhóm nhỏ hơn do chủ sở hữu mã thông báo bầu chọn thực hiện xác thực.
  • Byzantine Fault Tolerance (BFT): dùng trong blockchain riêng nơi mọi người được biết và tin cậy. Mọi người phải đồng thuận trước khi thêm giao dịch. Người ác ý hoặc không trung thực có thể bị xóa khỏi mạng.

Phần kết luận

Blockchain là tiến bộ lớn trong bảo mật kỹ thuật số, kết hợp mật mã và đồng thuận để chống hack, lừa đảo. Mật mã bảo vệ từng khối; thỏa thuận mạng xác minh giao dịch. Điều này tạo nền tảng an toàn, đáng tin cậy cho nhiều mục đích. Khi công nghệ tiến bộ, bảo mật mạnh hơn sẽ xuất hiện, giữ blockchain là chất xúc tác đổi mới.

Không hệ thống nào hoàn toàn an toàn. Một số lỗ hổng triển khai blockchain từng bị khai thác, gây trộm cắp hoặc thao túng tiền. Những trường hợp này hiếm, và biện pháp bảo mật tiếp tục phát triển. Luôn thận trọng và dùng phương pháp tốt nhất để giữ an toàn thông tin, tài sản.