Nền tảng blockchain riêng tư: Lợi ích và lựa chọn hàng đầu - Nguyên tắc cơ bản về Hyperledger

Bài viết bạn đang đọc là phiên bản được Google dịch của bài viết gốc bằng tiếng Anh có sẵn tại https://vulehuan.com/en/blog/2023/03/private-blockchain-platforms-benefits-and-top-choices-hyperledger-fundamentals-46.html. Huân khuyến khích bạn tham khảo bài viết gốc để hiểu chính xác và toàn diện hơn về chủ đề này.

Nền tảng blockchain riêng tư

Các nền tảng blockchain riêng là các mạng blockchain chuyên dụng dành riêng cho một nhóm người dùng cụ thể, chẳng hạn như một doanh nghiệp hoặc một tổ chức. Các mạng này cung cấp quyền riêng tư và bảo mật nâng cao vì quyền truy cập vào blockchain chỉ giới hạn cho người dùng được ủy quyền. Nói chung, các blockchain riêng tư yêu cầu quyền truy cập của người dùng, nghĩa là họ phải được quản trị viên mạng cấp quyền truy cập hoặc quyền trước khi họ có thể tham gia vào mạng.

Các nền tảng blockchain riêng có thể tùy chỉnh và có thể được điều chỉnh để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của doanh nghiệp. Chúng cho phép các doanh nghiệp thiết kế mạng blockchain của họ theo trường hợp sử dụng cụ thể của họ, tạo ra các mô hình quản trị và quy tắc mạng tùy chỉnh.

So với các blockchain công khai, các nền tảng blockchain riêng tư cung cấp hiệu suất được cải thiện, chi phí giao dịch thấp hơn và khả năng mở rộng tốt hơn. Chúng cũng phù hợp hơn cho các doanh nghiệp yêu cầu tuân thủ các quy định và yêu cầu pháp lý cụ thể, chẳng hạn như các doanh nghiệp trong ngành tài chính và chăm sóc sức khỏe.

Nhìn chung, các nền tảng blockchain riêng cung cấp cho doanh nghiệp nhiều quyền kiểm soát hơn đối với mạng blockchain của họ, dẫn đến tăng cường quyền riêng tư, bảo mật, hiệu quả chi phí và tuân thủ.

Các nền tảng blockchain riêng nổi tiếng và được sử dụng rộng rãi

• Hyperledger Fabric: Một nền tảng blockchain mã nguồn mở và được thiết kế riêng cho các trường hợp sử dụng của doanh nghiệp, cho phép tạo các mạng riêng tư và được phép có thể tùy chỉnh để đáp ứng các nhu cầu kinh doanh cụ thể. (https://www.hyperledger.org/use/fabric)

• Corda: Nền tảng blockchain phi tập trung được thiết kế cho ngành tài chính, được xây dựng để xử lý các giao dịch tài chính phức tạp và cho phép giao dịch trực tiếp giữa các bên. (https://www.corda.net/)

• Quorum: Phiên bản được cấp phép của Ethereum được thiết kế cho các trường hợp sử dụng của doanh nghiệp, cung cấp các giao dịch riêng tư, công cụ quản lý hợp đồng và các tính năng cấp doanh nghiệp khác. (https://consensys.net/quorum/)

• EOSIO: Nền tảng blockchain được thiết kế cho các ứng dụng khối lượng lớn trong môi trường doanh nghiệp, cung cấp tốc độ giao dịch nhanh và khả năng mở rộng cao. (https://eos.io/)

• Blockchain IBM: Một nền tảng blockchain riêng được thiết kế cho môi trường doanh nghiệp, cung cấp một bộ công cụ để xây dựng và triển khai các ứng dụng blockchain, bao gồm các công cụ hợp đồng thông minh, công cụ quản lý mạng, v.v. (https://www.ibm.com/blockchain)

• R3 Corda Enterprise: Phiên bản nâng cao của Corda được thiết kế cho các doanh nghiệp lớn, cung cấp các tính năng bổ sung như tính sẵn sàng cao và khắc phục thảm họa. (https://r3.com/)

• MultiChain: Một nền tảng blockchain riêng được thiết kế cho môi trường doanh nghiệp, cung cấp các tính năng như phát hành tài sản và quản lý quyền, khiến nó trở thành lựa chọn phù hợp cho các doanh nghiệp. (https://www.multichain.com/)

Hyperledger Fabric là gì?

Hyperledger (hay Hyperledger Project) là một dự án bao gồm các blockchain mã nguồn mở và các công cụ liên quan, được khởi xướng vào tháng 12 năm 2015 bởi Linux Foundation và đã nhận được sự đóng góp từ IBM, Intel và SAP Ariba, để hỗ trợ sự phát triển hợp tác của phân phối dựa trên blockchain sổ cái. Nó được đổi tên thành Hyperledger Foundation vào tháng 10 năm 2021.

Trong số các nền tảng blockchain riêng tư, Hyperledger Fabric, một sản phẩm của Hyperledger, là một nền tảng được sử dụng rộng rãi để xây dựng các ứng dụng blockchain:

• Kiến trúc mô-đun của nó cho phép tùy chỉnh và linh hoạt, làm cho nó phù hợp với các trường hợp sử dụng khác nhau của doanh nghiệp.

• Ngoài ra, Hyperledger Fabric là một permissioned blockchain (một sổ cái phân tán không thể truy cập công khai, nó chỉ có thể được truy cập bởi người dùng có quyền) khiến nó trở thành lựa chọn phù hợp cho các doanh nghiệp yêu cầu quyền riêng tư và bảo mật.

• Hơn nữa, kiến trúc của nó được thiết kế cho khả năng mở rộng, với khả năng xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây. Hyperledger Fabric cũng cung cấp hỗ trợ cho các hợp đồng thông minh hoặc "chaincode", cho phép triển khai logic kinh doanh phức tạp và tự động hóa các quy trình kinh doanh.

• Cuối cùng, Hyperledger Fabric được thiết kế để có thể tương tác với các mạng blockchain khác, cũng như các hệ thống doanh nghiệp truyền thống, khiến nó trở thành lựa chọn phù hợp cho các tổ chức có cơ sở hạ tầng CNTT hiện có.

Do đó, các tính năng này làm cho Hyperledger Fabric trở thành lựa chọn phổ biến cho các doanh nghiệp muốn xây dựng các ứng dụng blockchain an toàn, có thể mở rộng và tùy chỉnh. Đọc thêm tại https://www.ibm.com/topics/hyperledger

Trong blog này, chúng ta sẽ đi sâu vào các khía cạnh cơ bản của Hyperledger Fabric, bao gồm các thành phần mạng và luồng giao dịch của nó.

Các trường hợp sử dụng của Hyperledger Fabric

Hyperledger Fabric là một nền tảng blockchain linh hoạt và có thể tùy chỉnh, có thể được sử dụng cho nhiều trường hợp sử dụng của doanh nghiệp. Hyperledger Fabric có thể được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau để tạo ra các hệ thống an toàn và riêng tư.

Dưới đây là một số ví dụ:

• Quản lý chuỗi cung ứng: Hyperledger Fabric có thể được sử dụng để tạo ra một hệ thống quản lý chuỗi cung ứng minh bạch và an toàn. Bằng cách tạo một sổ cái chung mà tất cả các bên trong chuỗi cung ứng có thể truy cập, có thể theo dõi chuyển động của hàng hóa và đảm bảo tính xác thực của chúng. Điều này có thể giúp ngăn ngừa gian lận, giảm lãng phí và nâng cao hiệu quả.

• Chăm sóc sức khỏe: Hyperledger Fabric có thể được sử dụng để tạo trao đổi thông tin chăm sóc sức khỏe riêng tư và an toàn. Bằng cách tạo sổ cái dùng chung mà tất cả các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe có thể truy cập, có thể chia sẻ thông tin bệnh nhân một cách an toàn và trong thời gian thực. Điều này có thể giúp cải thiện kết quả của bệnh nhân, giảm chi phí và nâng cao chất lượng chăm sóc tổng thể.

• Tài chính: Hyperledger Fabric có thể được sử dụng để tạo một mạng lưới giao dịch tài chính riêng tư và an toàn. Bằng cách tạo một sổ cái chung mà tất cả các tổ chức tài chính có thể truy cập, có thể thực hiện các giao dịch tài chính một cách an toàn và hiệu quả. Điều này có thể giúp giảm chi phí, nâng cao hiệu quả và tăng cường an ninh tổng thể của hệ thống tài chính.

• Chính phủ: Hyperledger Fabric có thể được sử dụng để tạo các hệ thống bỏ phiếu an toàn và minh bạch. Bằng cách tạo một sổ cái dùng chung mà tất cả cử tri có thể truy cập, có thể đảm bảo tính toàn vẹn của quy trình bỏ phiếu và ngăn chặn gian lận. Điều này có thể giúp tăng tỷ lệ cử tri đi bỏ phiếu và nâng cao tính hợp pháp tổng thể của quy trình dân chủ.

• Bảo hiểm: Hyperledger Fabric có thể được sử dụng để tạo ra các hệ thống yêu cầu bảo hiểm an toàn và minh bạch. Bằng cách tạo một sổ cái chung mà tất cả các bên liên quan đến yêu cầu bảo hiểm có thể truy cập, có thể xử lý yêu cầu nhanh hơn và hiệu quả hơn. Điều này có thể giúp giảm chi phí và cải thiện trải nghiệm tổng thể của khách hàng.

Các thành phần của Mạng Hyperledger Fabric

Các thành phần của mạng Hyperledger Fabric (để đơn giản, các channel không được hiển thị)

Các thành phần của mạng Hyperledger Fabric bao gồm:

• Tài sản (Assets): Trong mạng Hyperledger Fabric, tài sản là các vật phẩm có giá trị, có quyền sở hữu và có trạng thái. Các nội dung này được cấu trúc dưới dạng một tập hợp các cặp khóa-giá trị.

• Sổ cái (Ledger), bao gồm hai yếu tố, ghi lại tình trạng và quyền sở hữu của một tài sản:

  • Trạng thái toàn cầu (World state): Cơ sở dữ liệu của sổ cái bao gồm trạng thái toàn cầu, đại diện cho trạng thái của sổ cái tại một thời điểm cụ thể.

  • Blockchain: Blockchain đóng vai trò là nhật ký giao dịch toàn diện, ghi lại toàn bộ lịch sử của tất cả các giao dịch.

• Peers: Peers là các nút thiết yếu trong mạng vì chúng đóng vai trò là máy chủ cho sổ cái và hợp đồng thông minh. Các chức năng của chúng bao gồm thực thi chaincode (chaincode là một chương trình, được viết bằng Go, Node.js hoặc Java, triển khai một giao diện được chỉ định), truy cập dữ liệu sổ cái, xác nhận giao dịch và giao tiếp với các ứng dụng. Mạng peers có thể bao gồm các endorsing peers gọi là endorsers, còn được gọi là những người phê duyệt/ người chứng thực. Để đảm bảo tính hợp lệ của chứng thực giao dịch, mỗi chaincode có thể xác định chính sách chứng thực chỉ định các điều kiện cần và đủ.

• Channel: channel là một khung ảo được tạo bởi một nhóm peers, cho phép họ thiết lập một sổ cái giao dịch riêng biệt. Tính năng này cho phép các peer tạo thành một cấu trúc hợp lý.

• Tổ chức (Organizations): Mạng Hyperledger Fabric được thiết lập bằng cách tích hợp các peer được sở hữu và cung cấp bởi các tổ chức khác nhau là một phần của mạng. Các tổ chức tập hợp tài nguyên của họ để tạo mạng và mỗi peer được Nhà Cung Cấp Dịch Vụ Thành Viên (Membership Service Provider) cấp phát một danh tính (chứng chỉ kỹ thuật số) từ tổ chức tương ứng của họ. Hơn nữa, các peer thuộc các tổ chức riêng biệt có thể hoạt động trên cùng một channel.

• Nhà Cung Cấp Dịch Vụ Thành Viên (MSP): MSP hoạt động như một Cơ quan cấp chứng chỉ quy định việc xác thực danh tính và vai trò của thành viên bằng chứng chỉ. Mạng Hyperledger Fabric không cho phép giao dịch từ danh tính không xác định. MSP quản lý ID người dùng và xác minh danh tính của tất cả những người tham gia trên mạng. Điều này đảm bảo rằng Hyperledger Fabric là một mạng riêng tư và là một permissioned network (một mạng nơi chỉ các bên được chọn trước mới có thể xác thực giao dịch và thực hiện các hoạt động khác).

• Dịch Vụ Đặt Hàng (Ordering Service): Dịch Vụ Đặt Hàng chịu trách nhiệm tập hợp các giao dịch thành các khối và gửi chúng đến các peer trên một channel. Vai trò chính của nó là đảm bảo phân phối đáng tin cậy các giao dịch trên toàn mạng. Dịch Vụ Đặt Hàng tương tác với cả các peer và các endorsing peers. Hiện tại, các cơ chế cấu hình được hỗ trợ cho Dịch Vụ Đặt Hàng là Solo và Kafka.

Trong Hyperledger Fabric, Solo là một cơ chế đồng thuận được sử dụng trong quá trình phát triển, đặc biệt để cung cấp một hình thức cơ bản của Dịch Vụ Đặt Hàng. Mục đích của nó là cho phép các nhà phát triển tập trung vào chaincode và phát triển ứng dụng mà không cần quan tâm đến sự phức tạp của Dịch Vụ Đặt Hàng. Tuy nhiên, nó không được khuyến khích sử dụng trong môi trường sản xuất. Thay vào đó, Fabric 1.4.0 cung cấp Kafka, một nền tảng phát trực tuyến phân tán được sử dụng để xây dựng các ứng dụng truyền phát và truyền dẫn dữ liệu thời gian thực đáng tin cậy. Kafka tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo các đường ống truyền dữ liệu theo thời gian thực để đảm bảo truyền dữ liệu đáng tin cậy giữa các hệ thống và ứng dụng khác nhau.

Một số loại peer

• Normal Peers: Normal Peers là các nút tham gia vào mạng blockchain và duy trì một bản sao của sổ cái. Họ thực thi chaincode và xác nhận giao dịch, đồng thời cũng có thể chịu trách nhiệm xác nhận và xác thực giao dịch cho các channel cụ thể.

• Người đặt hàng peer (Orderer Peers): Orderer Peers chịu trách nhiệm quản lý thứ tự giao dịch và tạo các khối mới trên blockchain. Họ đảm bảo rằng các giao dịch được thực hiện theo đúng thứ tự và họ duy trì sổ cái chung của tất cả các giao dịch.

• Anchor Peers: Anchor Peers là các peer thông thường cụ thể được chỉ định để đại diện cho một tổ chức trong mạng. Họ duy trì một channel liên lạc trực tiếp với Anchor Peers của các tổ chức khác, cho phép liên lạc giữa các tổ chức.

• Cơ quan cấp chứng chỉ (Certificate Authorities - CA) peer: Đây là các nút chịu trách nhiệm phát hành và quản lý chứng chỉ kỹ thuật số cho tất cả những người tham gia mạng. Họ xác minh danh tính của những người tham gia mạng và cung cấp cho họ thông tin đăng nhập cần thiết để tham gia mạng.

• Chứng thực peer (Endorsing Peers): Đây là các nút xác thực và chứng thực các giao dịch bằng cách thực thi chaincode được liên kết với giao dịch. Họ đảm bảo rằng giao dịch đáp ứng các quy tắc và quy định của mạng và có thể phê duyệt hoặc từ chối giao dịch.

• Người ủy quyền peer (Committer Peers): Đây là các nút chịu trách nhiệm thực hiện các giao dịch đã được xác thực đối với blockchain. Họ nhận các giao dịch đã được xác thực từ các đồng nghiệp xác nhận và đảm bảo rằng họ đáp ứng các quy tắc đồng thuận của mạng trước khi đưa chúng vào sổ cái chung.

Nhìn chung, trong mạng Hyperledger Fabric, mỗi loại peer phục vụ một mục đích cụ thể và đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của mạng.

Một số loại channel

• Channel chung (Public channel): Channel mặc định được tạo khi mạng được khởi tạo. Nó hiển thị cho tất cả các thành viên của mạng và cho phép tất cả các peer tương tác với nhau.

• Channel riêng (Private channel): Channel được tạo giữa hai hoặc nhiều thành viên cụ thể của mạng. Nó cho phép liên lạc riêng tư và chia sẻ dữ liệu giữa các thành viên của channel.

• Channel hệ thống (System channel): Một channel đặc biệt được sử dụng để quản lý cấu hình của mạng và các thành phần của mạng. Nó được tạo trong quá trình khởi tạo mạng và không thể xóa được.

• Channel ứng dụng (Application channel): Một channel được tạo riêng cho một ứng dụng hoặc một tập hợp các ứng dụng có liên quan. Nó cho phép liên lạc riêng tư và chia sẻ dữ liệu giữa những người tham gia channel.

• Channel người đặt hàng (Orderer channel): Một channel được sử dụng để quản lý việc đặt hàng các giao dịch trong mạng. Nó chịu trách nhiệm đảm bảo rằng các giao dịch được xử lý theo đúng thứ tự và chúng được đưa vào sổ cái.

• Channel liên kết (Consortium channel): Một channel được sử dụng để kết nối các tổ chức khác nhau là một phần của liên minh. Nó cho phép liên lạc riêng tư và chia sẻ dữ liệu giữa các thành viên của liên minh.

Lưu ý rằng đây không phải là danh sách đầy đủ vì các channel có thể được tùy chỉnh và định cấu hình để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của mạng.

Giải pháp blockchain hoạt động như thế nào

Một giải pháp blockchain hoạt động bằng cách sử dụng mạng Hyperledger Fabric làm phụ trợ, tương tác với giao diện người dùng của ứng dụng. Để tạo điều kiện giao tiếp giữa hai bên, có sẵn các bộ công cụ phát triển phần mềm (SDK) như Node.js và Java. Các SDK này cho phép người dùng thực thi chaincode, thực hiện giao dịch và giám sát các sự kiện.

Để tạo một ứng dụng blockchain, bạn phải:

• Sử dụng ngôn ngữ lập trình được hỗ trợ, chẳng hạn như Go, Node.js hoặc Java, để viết chaincode.

• Triển khai chaincode trên mạng Hyperledger Fabric.

• Phát triển ứng dụng khách với SDK.

Luồng giao dịch trong mạng Hyperledger Fabric

Luồng giao dịch trong Hyperledger Fabric bao gồm các bước sau:

Bước 1: Chứng thực (Endorsement)

Khách hàng gửi đề xuất giao dịch tới các nút peer xác nhận trên một channel cụ thể trong bước đầu tiên. Các nút peer xác nhận thực thi chaincode và trả về kết quả cùng với chữ ký xác nhận.

Bước 2: Đặt hàng (Ordering)

Các giao dịch được xác nhận được gửi đến các nút đặt hàng, xác thực các giao dịch và tạo một khối. Sau đó, các nút đặt hàng sẽ phát khối tới tất cả các nút peer trên channel.

Bước 3: Xác thực (Validation)

Các nút peer xác thực các giao dịch và kiểm tra xem chúng có tuân thủ các chính sách chứng thực hay không. Nếu các giao dịch hợp lệ, các nút peer sẽ commit chúng vào sổ cái của chúng.

Bước 4: Đồng thuận (Consensus)

Các thuật toán đồng thuận khác nhau có thể được sử dụng tùy thuộc vào yêu cầu mạng vì cơ chế đồng thuận trong Hyperledger Fabric có thể plug được. Cơ chế đồng thuận mặc định là Dịch Vụ Đặt Hàng Kafka (Kafka ordering service.

Bước 5: Commit

Sau khi đạt được sự đồng thuận, các giao dịch đã commit trở nên bất biến và được thêm vào sổ cái. Sổ cái được cập nhật trên tất cả các nút peer trong mạng.

Phần kết luận

Hyperledger Fabric cung cấp một khuôn khổ vững chắc để tạo các ứng dụng blockchain cho các ngành công nghiệp khác nhau. Các thành phần mạng của nó, bao gồm các node, channel, chaincode và MSP, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo mật, mở rộng quy mô và tối ưu hóa hiệu suất của mạng. Luồng giao dịch trong mạng Fabric xác thực và xác nhận các giao dịch độc quyền của những người tham gia được ủy quyền và thêm chúng vào sổ cái theo cách nhất quán và không thay đổi. Khi việc áp dụng công nghệ blockchain đang gia tăng, điều cần thiết là phải hiểu các khía cạnh cơ bản của luồng giao dịch của mạng Fabric để tận dụng các khả năng của nó để tạo các ứng dụng sáng tạo.