Blockchain l&agrave; một c&ocirc;ng nghệ mới mang t&iacute;nh c&aacute;ch mạng được nghi&ecirc;n cứu gần đ&acirc;y. Tuy nhi&ecirc;n, hiện nay chưa c&oacute; nhiều t&agrave;i liệu đặc biệt l&agrave; tiếng Việt, hệ thống h&oacute;a n&oacute; một c&aacute;ch r&otilde; r&agrave;ng. Gần như mỗi t&agrave;i liệu lại c&oacute; một c&aacute;ch định nghĩa, m&ocirc; tả ri&ecirc;ng l&agrave;m cho n&oacute; c&agrave;ng trở l&ecirc;n m&ocirc;ng lung với những người mới bắt đầu. Với mong muốn cung cấp một t&agrave;i liệu tổng quan nhất, hệ thống nhất về c&ocirc;ng nghệ Blockchain, TEK4.VN x&acirc;y dựng chuỗi b&agrave;i viết "Blockchain cơ bản" nhằm giải quyết những vấn đề m&ocirc;ng lung, kh&oacute; hiểu về Blockchain cho những người mới bắt đầu. Nội dung của chuỗi b&agrave;i viết sẽ bao gồm: tổng quan về c&ocirc;ng nghệ Blockchain, động lực đằng sau tiền điện tử, Bitcoin. Bạn sẽ t&igrave;m hiểu c&aacute;c kh&iacute;a cạnh kh&aacute;c nhau của mật m&atilde;, qu&aacute; tr&igrave;nh tạo v&agrave; x&acirc;y dựng c&aacute;c Khối, Mạng &amp; Khai th&aacute;c khối cũng như nhiều kh&aacute;i niệm kh&aacute;c li&ecirc;n quan đến c&ocirc;ng nghệ Blockchain bao gồm thiết kế mạng Blockchain, c&aacute;c c&ocirc;ng nghệ trong n&acirc;ng cao hiệu năng của Blockchain như Sharding, Off Chain State Channels...
<h2 style="text-align: justify;">Kh&oacute;a học n&agrave;y d&agrave;nh cho ai?</h2>
Chắc hẳn bạn đ&atilde; nghe đến thuật ngữ Blockchain &iacute;t nhất v&agrave;i lần trước đ&acirc;y, bạn đ&atilde; t&igrave;m hiểu n&oacute;, cũng đọc kh&aacute; nhiều t&agrave;i liệu để xem n&oacute; l&agrave; c&aacute;i g&igrave;, tuy nhi&ecirc;n c&oacute; vẻ vẫn kh&aacute; m&ocirc;ng lung, bạn vẫn kh&ocirc;ng thực sự hiểu n&oacute; l&agrave;m việc ra sao. Đừng lo lắng, bởi kh&ocirc;ng chỉ c&oacute; m&igrave;nh bạn gặp t&igrave;nh trạng như vậy. C&oacute; rất nhiều t&agrave;i liệu về Blockchain đến nỗi l&agrave;m bạn như ngập trong c&ocirc;ng nghệ n&agrave;y nhưng lại c&oacute; rất &iacute;t t&agrave;i liệu thống k&ecirc; v&agrave; hệ thống h&oacute;a những nền tảng cơ bản một c&aacute;ch xuy&ecirc;n suốt, do đ&oacute; thực sự rất kh&oacute; để bạn c&oacute; thể tiếp cận n&oacute;. Series b&agrave;i viết&nbsp;Blockchain cơ bản&nbsp;hướng tới việc gi&uacute;p bạn đọc hệ thống h&oacute;a v&agrave; nắm bắt những kiến thức cơ bản, cũng như c&oacute; thể tự x&acirc;y dựng được một Blockchain cơ bản cho bản th&acirc;n.
Nếu bạn mong muốn trở th&agrave;nh một phần của cuộc c&aacute;ch mạng Blockchain, h&atilde;y bỏ ra chưa đến 10 ph&uacute;t mỗi ng&agrave;y để theo d&otilde;i series b&agrave;i viết n&agrave;y. H&atilde;y bắt đầu cuộc h&agrave;nh tr&igrave;nh th&uacute; vị của m&igrave;nh ngay từ b&acirc;y giờ!
<ul style="text-align: justify;">
<li>Bạn muốn t&igrave;m hiểu những điều cơ bản về Blockchain để hiểu xem n&oacute; c&oacute; ứng dụng như thế n&agrave;o?</li>
<li>Bạn muốn tự lập tr&igrave;nh, x&acirc;y dựng một ứng dụng Blockchain cho ri&ecirc;ng m&igrave;nh?</li>
<li>Bạn muốn l&agrave;m việc trong lĩnh vực Blockchain?</li>
</ul>
Nếu c&acirc;u trả lời của bạn l&agrave; c&oacute; cho những c&acirc;u hỏi tr&ecirc;n, th&igrave; xin ch&uacute;c mừng bạn. Series b&agrave;i viết n&agrave;y l&agrave; d&agrave;nh cho bạn.
<h2 style="text-align: justify;">Cần g&igrave; để học Blockchain cơ bản?</h2>
V&igrave; kh&oacute;a học n&agrave;y sẽ bao gồm c&aacute;c kiến thức cơ bản về Blockchain v&agrave; x&acirc;y dựng Blockchain dựa tr&ecirc;n ng&ocirc;n ngữ lập tr&igrave;nh Python, do đ&oacute;, trước khi đi v&agrave;o series Blockchain cơ bản, c&aacute;c bạn n&ecirc;n c&oacute; ch&uacute;t kiến thức về lập tr&igrave;nh, đặc biệt l&agrave; <a href="../../khoa-hoc/lap-trinh-python-can-ban" target="_blank" rel="noopener">lập tr&igrave;nh Python cơ bản</a>, đ&ocirc;i ch&uacute;t về to&aacute;n học cơ bản v&agrave; hiểu về mạng m&aacute;y t&iacute;nh. Nếu chưa biết g&igrave; về những điều tr&ecirc;n, kh&ocirc;ng sao cả, trong c&aacute;c b&agrave;i viết cụ thể ch&uacute;ng ta sẽ c&ugrave;ng t&igrave;m hiểu lại cả những kiến thức n&agrave;y. T&oacute;m lại, điều duy nhất bạn cần l&agrave; đam m&ecirc;.
Hi vọng Blockchain cơ bản sẽ l&agrave; t&agrave;i liệu hệ thống h&oacute;a cơ sở để bạn đọc c&oacute; thể sử dụng để t&igrave;m hiểu v&agrave; h&ograve;a m&igrave;nh v&agrave;o thế giới Blockchain.
Đến đ&acirc;y, ch&uacute;ng ta tạm kết b&agrave;i học n&agrave;y tại đ&acirc;y. Mọi thắc mắc g&oacute;p &yacute;, hỏi đ&aacute;p về kh&oacute;a học, bạn đọc c&oacute; thể gửi đến:
Fanpage Facebook:&nbsp;<a href="https://www.facebook.com/tek4.vn/">TEK4.VN</a>&nbsp;
Tham gia cộng đồng để chia sẻ, trao đổi v&agrave; thảo luận:&nbsp;<a href="https://www.facebook.com/groups/tek4.vn/">TEK4.VN - Học Lập Tr&igrave;nh Miễn Ph&iacute;</a>

Blockchain cơ bản

<h2 style="text-align: justify;"> Giới thiệu</h2>
Mỗi người trong số ch&uacute;ng ta đều c&oacute; một dấu v&acirc;n tay nhằm cho ph&eacute;p nhận dạng, sẽ c&oacute; khả năng c&oacute; một số người c&oacute; c&ugrave;ng dấu v&acirc;n tay, nhưng điều n&agrave;y l&agrave; rất kh&oacute; xảy ra. Theo một c&aacute;ch n&agrave;o đ&oacute;, ch&uacute;ng ta c&oacute; thể n&oacute;i rằng dấu v&acirc;n tay l&agrave; dấu hiệu nhận dạng của một người. Đ&acirc;y l&agrave; một trong những đặc điểm nổi bật được ứng dụng mạnh mẽ bởi c&aacute;c bộ phận ph&aacute;p y, trong đ&oacute;, c&aacute;c gi&aacute;m định vi&ecirc;n v&agrave; c&aacute;n bộ điều tra c&oacute; thể x&aacute;c định tội phạm th&ocirc;ng qua dấu v&acirc;n tay v&agrave; lấy đ&oacute; l&agrave;m bằng chứng trước t&ograve;a. Vậy điều g&igrave; sẽ xảy ra nếu ch&uacute;ng ta c&oacute; thể &aacute;p dụng nguy&ecirc;n tắc tương tự cho c&aacute;c t&agrave;i liệu kỹ thuật số?
<img style="width: 100%;" src="https://tek4.vn/public_files/23e86e5c-9927-4ac4-8dec-0f72cb232535" alt="hieu-ro-ve-thuat-toan-bam-sha-256-(ảnh 1)" />
Trong kỹ thuật số, ch&uacute;ng ta sử dụng "dấu v&acirc;n tay" được biểu diễn dưới dạng gi&aacute; trị mật m&atilde; băm, cụ thể l&agrave; gi&aacute; trị băm được sinh ra bởi thuật to&aacute;n SHA-256:
<img style="width: 100%;" src="https://tek4.vn/public_files/017ecea6-9ea8-4ead-88c6-35058e15ec92" alt="hieu-ro-ve-thuat-toan-bam-sha-256-2" />
Thuật to&aacute;n SHA-256 được ph&aacute;t triển bởi NSA (Cơ quan An ninh quốc gia Mỹ). Thuật to&aacute;n n&agrave;y rất an to&agrave;n v&agrave; được nhiều nơi tr&ecirc;n thế giới sử dụng n&oacute; để lưu trữ mật khẩu, kiểm tra c&aacute;c t&agrave;i liệu kỹ thuật số. Tr&ecirc;n thực tế, trong Blockchain, n&oacute; cũng đ&atilde; được &aacute;p dụng v&agrave; đ&oacute;ng vai tr&ograve; l&agrave; một trong những th&agrave;nh phần cốt l&otilde;i của chuỗi khối. Điều quan trọng l&agrave; thuật to&aacute;n n&agrave;y được &aacute;p dụng kh&ocirc;ng chỉ cho tập t&agrave;i liệu hoặc văn bản, m&agrave; n&oacute; c&ograve;n được &aacute;p dụng cho bất kỳ t&agrave;i liệu kỹ thuật số n&agrave;o. V&igrave; vậy, bạn c&oacute; thể đưa một đoạn video, một văn bản, &acirc;m thanh, một tệp lệnh v&agrave;o trong thuật to&aacute;n, n&oacute; sẽ trả về một gi&aacute; trị đặc biệt v&agrave; duy nhất cho từng đối tượng dữ liệu.
Đoạn m&atilde; cho thuật to&aacute;n SHA-256 được lưu dưới dạng m&atilde; nguồn mở, do vậy bất kỳ ai cũng c&oacute; thể đọc v&agrave; hiểu về c&aacute;ch hoạt động của thuật to&aacute;n. Mật m&atilde; SHA-256 c&oacute; đặc điểm kh&aacute; dễ nhớ, đ&oacute; l&agrave; n&oacute; chiếm 256 bit trong bộ nhớ. Gi&aacute; trị băm lu&ocirc;n c&oacute; độ d&agrave;i l&agrave; 64 k&yacute; tự v&agrave; bao gồm kh&ocirc;ng chỉ từ c&aacute;c chữ số, m&agrave; c&ograve;n bao gồm cả c&aacute;c chữ c&aacute;i. Gi&aacute; trị băm được biểu diễn dưới dạng hệ thập lục ph&acirc;n (hệ cơ số 16), bao gồm c&aacute;c số từ 0 đến 9 v&agrave; c&aacute;c chữ c&aacute;i ABCDEF.
Trong b&agrave;i học n&agrave;y, ch&uacute;ng ta sẽ sử dụng một bộ c&ocirc;ng cụ đặc biệt hữu &iacute;ch đ&atilde; được x&acirc;y dựng sẵn nhằm mục đ&iacute;ch minh họa, c&aacute;c bạn c&oacute; thể click v&agrave;o đường dẫn tại <a href="https://tools.superdatascience.com/blockchain/hash" target="_blank" rel="noopener">đ&acirc;y</a>. Ch&uacute;ng ta c&oacute; thể sử dụng c&ocirc;ng cụ để sinh ra một chuỗi gi&aacute; trị băm cho bất kỳ dữ liệu n&agrave;o được nhập v&agrave;o. Bạn c&oacute; thể nhập v&agrave;o một đoạn dữ liệu v&agrave; thấy rằng n&oacute; c&oacute; chứa một gi&aacute; trị băm nằm b&ecirc;n dưới. Giả sử ch&uacute;ng ta nhập v&agrave;o chuỗi k&yacute; tự l&agrave; "Blockchain" v&agrave;o trong trường Data, gi&aacute; trị băm sẽ được trả về tương ứng:
<img style="width: 100%;" src="https://tek4.vn/public_files/94667385-9e99-4658-89f2-686e68c5213d" alt="thuat-toan-bam-sha-256-8" />
Nếu ch&uacute;ng ta x&oacute;a chuỗi k&yacute; tự b&ecirc;n tr&ecirc;n trong &ocirc; nhập dữ liệu, v&agrave; sau đ&oacute; điền lại chuỗi k&yacute; tự tương tự, n&oacute; sẽ trả về ch&iacute;nh x&aacute;c c&ugrave;ng một gi&aacute; trị băm. Đ&acirc;y l&agrave; một trong c&aacute;c đặc điểm quan trọng của thuật to&aacute;n băm SHA-256, thuật to&aacute;n sẽ lu&ocirc;n lu&ocirc;n tạo ra c&ugrave;ng một gi&aacute; trị băm nếu c&ugrave;ng một đối tượng dữ liệu được đưa v&agrave;o. Tương tự như dấu v&acirc;n tay, c&ugrave;ng một người, bạn c&oacute; thể kiểm tra dấu v&acirc;n tay của họ v&agrave; sau một khoảng thời gian, bạn kiểm lại tra dấu v&acirc;n tay, kết quả sẽ lu&ocirc;n lu&ocirc;n l&agrave; ch&iacute;nh người đ&oacute;.
Nếu ch&uacute;ng ta thay đổi một gi&aacute; trị trong đối tượng dữ liệu, chẳng hạn như th&ecirc;m một dấu chấm than v&agrave;o chuỗi k&yacute; tự "Blockchain!", gi&aacute; trị băm sẽ thay đổi ho&agrave;n to&agrave;n. Đ&acirc;y được gọi l&agrave; hiệu ứng tuyết lở, tiếng anh l&agrave; Avalanche effect. V&iacute; dụ, ch&uacute;ng ta thực hiện th&ecirc;m dấu chấm than v&agrave;o ph&iacute;a sau của chuỗi "Blockchain", kết quả trả về sẽ l&agrave; một gi&aacute; trị băm ho&agrave;n to&agrave;n kh&aacute;c.
<img style="width: 100%;" src="https://tek4.vn/public_files/5e34137c-12b7-4e04-a87b-f51355880e8b" alt="thuat-toan-bam-sha-256-9" />
<h2 style="text-align: justify;"> Y&ecirc;u cầu đối với thuật to&aacute;n băm</h2>
C&oacute; 5 y&ecirc;u cầu đối với một thuật to&aacute;n băm, v&agrave; bạn cũng c&oacute; thể nghĩ ra một thuật to&aacute;n băm cho ri&ecirc;ng m&igrave;nh (nếu bạn c&oacute; thể). Tuy nhi&ecirc;n, n&oacute; phải đảm bảo những y&ecirc;u cầu nhất định để c&oacute; thể được ứng dụng phổ biến trong thực tế. Sau đ&acirc;y l&agrave; 5 đặc điểm y&ecirc;u cầu cần c&oacute; trong một thuật to&aacute;n băm.
1. Điều đầu ti&ecirc;n l&agrave; thuật to&aacute;n phải c&oacute; t&iacute;nh một chiều. Về cơ bản, điều đ&oacute; c&oacute; nghĩa l&agrave; bạn kh&ocirc;ng thể dịch ngược trở lại từ gi&aacute; trị băm sang gi&aacute; trị gốc ban đầu, bạn kh&ocirc;ng thể kh&ocirc;i phục hoặc dịch ngược dữ liệu dựa tr&ecirc;n gi&aacute; trị băm đ&atilde; cho. Giống như dấu v&acirc;n tay, nếu bạn c&oacute; dấu v&acirc;n tay, bạn kh&ocirc;ng thể kh&ocirc;i phục lại diện mạo của người đ&oacute;, bạn kh&ocirc;ng thể biết họ c&oacute; đ&ocirc;i mắt m&agrave;u g&igrave; hoặc bất cứ điều g&igrave; kh&aacute;c về họ. Nhưng nếu bạn t&igrave;m được một người, bạn lu&ocirc;n c&oacute; thể lấy được dấu v&acirc;n tay của họ.
2. Thứ hai l&agrave; n&oacute; phải c&oacute; t&iacute;nh tất định, nghĩa l&agrave; nếu đưa v&agrave;o c&ugrave;ng một đối tượng dữ liệu, kết quả trả về phải l&agrave; giống nhau.
<img style="width: 100%;" src="https://tek4.vn/public_files/c5a56a8e-9037-48c9-a427-e48edcd2e58c" alt="hieu-ro-ve-thuat-toan-bam-sha-256-3" />
3. Y&ecirc;u cầu thứ ba l&agrave; n&oacute; phải thực hiện ph&eacute;p t&iacute;nh to&aacute;n nhanh.
4. Y&ecirc;u cầu thứ tư l&agrave; hiệu ứng tuyết lở, Avalanche effect.
<img style="width: 100%;" src="https://tek4.vn/public_files/8a9ac584-35f4-4568-b4af-bbc1e5591c99" alt="hieu-ung-tuyet-lo" />
Đ&acirc;y l&agrave; một y&ecirc;u cầu cực kỳ quan trọng của thuật to&aacute;n băm. Điều n&agrave;y c&oacute; nghĩa l&agrave; nếu ch&uacute;ng ta lấy ch&iacute;nh x&aacute;c c&ugrave;ng một dữ liệu v&agrave; thay đổi, gi&aacute; trị băm trả về sẽ l&agrave; ho&agrave;n to&agrave;n kh&aacute;c. V&iacute; dụ, ch&uacute;ng ta th&ecirc;m một dấu cộng như trong h&igrave;nh b&ecirc;n dưới, kết quả gi&aacute; trị băm sẽ l&agrave; ho&agrave;n to&agrave;n kh&aacute;c.
<img style="width: 100%;" src="https://tek4.vn/public_files/01e89cb0-0107-4e4e-9f40-3c997212eb99" alt="hieu-ro-ve-thuat-toan-bam-sha-256-4" />
L&yacute; do n&oacute; được gọi l&agrave; hiệu ứng tuyết lở l&agrave; v&igrave; c&aacute;ch n&oacute; được triển khai b&ecirc;n trong thuật to&aacute;n. Về cơ bản, một thay đổi nhỏ sẽ k&iacute;ch hoạt một v&agrave;i thay đổi kh&aacute;c, v&agrave; cứ như vậy, ch&uacute;ng sẽ k&iacute;ch hoạt nhiều thay đổi kh&aacute;c, điều n&agrave;y dẫn đến gi&aacute; trị băm trả về được định dạng ho&agrave;n to&agrave;n kh&aacute;c biệt. Điều n&agrave;y rất giống với một trận tuyết lở, nếu bạn chỉ cần thực hiện một bước đi sai lầm nhỏ cũng c&oacute; thể dẫn đến một trận tuyết lở. Đ&acirc;y l&agrave; t&iacute;nh chất rất quan trọng trong việc &aacute;p dụng thuật to&aacute;n băm trong c&ocirc;ng nghệ Blockchain.
5. Thứ năm, thuật to&aacute;n phải kh&aacute;ng được va chạm. Vậy kh&aacute;ng va chạm l&agrave; g&igrave;? Trong thực tế, ch&uacute;ng ta c&oacute; thể bắt gặp 2 người c&oacute; c&ugrave;ng một dấu v&acirc;n tay. Tương tự với thuật to&aacute;n băm, c&aacute;c gi&aacute; trị băm sinh ra kh&ocirc;ng phải l&agrave; v&ocirc; hạn. Trong khi đ&oacute;, số lượng c&aacute;c t&agrave;i liệu kỹ thuật số kh&aacute;c nhau m&agrave; ch&uacute;ng ta c&oacute; thể tạo ra l&agrave; v&ocirc; hạn, v&iacute; dụ như ch&uacute;ng ta c&oacute; thể tạo ra v&ocirc; số bức ảnh kh&aacute;c nhau, c&aacute;c b&agrave;i đăng Facebook kh&aacute;c nhau mỗi ng&agrave;y. Như vậy, về bản chất, số lượng dữ liệu kỹ thuật số m&agrave; ch&uacute;ng ta c&oacute; l&agrave; rất nhiều, lớn hơn so với số lượng c&aacute;c gi&aacute; trị c&oacute; thể c&oacute; của thuật to&aacute;n băm.
Trong to&aacute;n học, c&oacute; một nguy&ecirc;n l&yacute; được gọi l&agrave; nguy&ecirc;n l&yacute; chuồng chim bồ c&acirc;u. Nếu bạn c&oacute; 10 ch&uacute; chim bồ c&acirc;u đang nằm b&ecirc;n trong chiếc lồng v&agrave; chỉ c&oacute; 9 &ocirc; cửa để cho to&agrave;n bộ số chim bồ c&acirc;u bay ra ngo&agrave;i, chắc chắn sẽ c&oacute; 2 ch&uacute; chim bồ c&acirc;u bay ra từ c&ugrave;ng một trong những &ocirc; cửa nhỏ đ&oacute;. Đ&acirc;y l&agrave; một v&iacute; dụ cơ bản về va chạm.
Như vậy, một thuật to&aacute;n phải giải quyết được vấn đề n&agrave;y, sinh ra một gi&aacute; trị kh&aacute;c nhau đối với mỗi đối tượng dữ liệu kh&aacute;c nhau. V&iacute; dụ, nếu những kẻ hacker c&oacute; thể tạo ra tạo ra 2 tập t&agrave;i liệu kh&aacute;c nhau c&oacute; c&ugrave;ng một gi&aacute; trị băm, như vậy, hắn c&oacute; thể giả mạo t&agrave;i liệu. Nếu bạn c&oacute; thể c&oacute; một t&agrave;i liệu quan trọng, chẳng hạn như sổ đỏ v&agrave; c&oacute; một c&aacute;ch để tạo ra va chạm, hacker c&oacute; thể thay đổi t&ecirc;n người sở hữu tr&ecirc;n chiếc sổ đỏ v&igrave; gi&aacute; trị băm tạo ra l&agrave; giống nhau, cuối c&ugrave;ng bạn sẽ mất ng&ocirc;i nh&agrave;. Đ&oacute; l&agrave; kh&aacute;i niệm cơ bản v&agrave; v&iacute; dụ về kh&aacute;ng va chạm của thuật to&aacute;n.
<img style="width: 100%;" src="https://tek4.vn/public_files/8e247593-58ca-49b7-82c0-31c3dcc5a443" alt="hieu-ro-ve-thuat-toan-bam-sha-256-5" />
Đ&oacute; l&agrave; năm y&ecirc;u cầu đối với một thuật to&aacute;n băm đảm bảo an to&agrave;n v&agrave; bảo mật. Đ&acirc;y l&agrave; nền tảng về những g&igrave; m&agrave; ch&uacute;ng ta sẽ thảo luận về Blockchain. V&agrave; những điều n&agrave;y sẽ rất hữu &iacute;ch cho c&aacute;c bạn. Đến đ&acirc;y, ch&uacute;ng ta sẽ tạm kết th&uacute;c b&agrave;i học ng&agrave;y h&ocirc;m nay, c&aacute;c bạn h&atilde;y nghỉ ngơi một ch&uacute;t trước khi t&igrave;m hiểu về b&agrave;i tiếp theo nh&eacute;. Hẹn gặp lại c&aacute;c bạn trong b&agrave;i học sau!

Hiểu rõ về thuật toán băm SHA-256