Công nghệ Blockchain, tiền mã hóa và những ứng dụng

Giới thiệu

Kể từ khi phát minh ra máy tính cá nhân vào những năm thập niên 80 và sự phát triển theo cấp số nhân của các thiết bị nhỏ thông minh mới, các kiến trúc sư công nghệ mới đã cố gắng đề xuất một thế giới CNTT phi tập trung và có tính tự trị hơn.

Sau đó, một làn sóng đổi mới thứ hai xảy ra vào khoảng năm 2000 với sự xuất hiện của Internet với lời hứa sẽ biến bất kỳ công dân nào thành người đóng góp cho tri thức toàn cầu; nhưng chưa đầy 20 năm sau, các nhà đổi mới đang thất vọng khi đối mặt với tình trạng “gần như độc quyền của GAFA” (Google, Amazon, Facebook và Apple).

Tuy nhiên, một sự đổi mới khác có thể thách thức kiến trúc của các hệ thống thông tin trên toàn thế giới. Nó được ra mắt vào cuối năm 2008 bởi M. Satoski Nakamoto (bí danh) với một ứng dụng cho một loại tiền mã hóa có tên là Bitcoin.

Nguồn gốc của sự đột phá này ?

Sự phá vỡ này trực tiếp giải quyết thị trường các giao dịch với việc quản lý một số tài sản quan trọng như tài khoản ngân hàng, quyền sở hữu căn hộ hoặc nhà ở, trách nhiệm đối với một bưu kiện trong chuỗi logistic phức tạp và mối liên kết giữa các yếu tố định danh của một người (mật khẩu , hình ảnh, v.v.).

Các giao dịch được đăng ký trong một quyển sổ cái và để duy trì tính bất biến của chúng, sổ cái sẽ được chia sẻ bởi vô số các bên liên quan; hơn nữa, việc kiểm soát các quy tắc cơ bản để quản lý giao dịch (ví dụ: để đảm bảo rằng một khoản tiền không thể được chi tiêu hai lần) cũng được điều hành bởi vô số các bên liên quan. Tất cả các quy trình, chiến lược quản trị và thuật toán này tạo thành một blockchain (chuỗi khối) hoặc DLT (công nghệ sổ cái phân tán).

Ngoài ra, việc giới thiệu thẻ token trong các giao thức cơ bản của thuật toán sẽ mở ra các chức năng mới như khuyến khích các bên liên quan phụ trách lưu trữ và kiểm soát sổ cái, khả năng thanh toán trực tiếp cho các dịch vụ của người dùng, đại diện cho giá trị của các tài sản vật chất được quản lý bởi blockchain và cuối cùng là một phương thức tài chính mới cho các công ty khởi nghiệp.

Công nghệ Blockchain hoạt động như thế nào?

Chẳng hạn, nếu người dùng A muốn chuyển một số tài sản hoặc một lượng tiền mã hóa  cho người dùng B thì giao dịch được hoàn thành thông qua một mạng lưới các nút ngang hàng của máy tính (hoặc các “máy đào – thợ đào”, theo thuật ngữ của blockchain). Mỗi nút kiểm soát giao dịch chủ yếu bằng cách tham chiếu đến tất cả các giao dịch trước đó đã được đăng ký trong sổ cái chung được liên kết với một số quy tắc được nhúng trong phần mềm (để chứng minh, trong ví dụ của chúng ta , người dùng A thực sự là chủ sở hữu của tài sản hoặc tiền mã hóa trước khi chuyển sang B).

Tất cả các giao dịch hợp lệ ghi nhận bởi một nút sẽ được nhóm thành một khối dữ liệu và mỗi nút mạng sau đó sẽ đề xuất các giao dịch này cho tất cả các nút của mạng, để mỗi nút mạng còn lại lại kiểm soát tất cả các giao dịch có trong khối. Sau đó, một quy trình đồng thuận được vận hành bởi các nút mạng để xác định, với thuật toán phi tập trung và không có bất kỳ bộ phận quản lý trung tâm nào, khối duy nhất trong số tất cả các khối được tính toán bởi mạng lưới sẽ được thêm vào sổ cái. Những cách mới này dùng để quản lý sự đồng thuận là hoàn toàn linh hoạt và có thể đối phó với một số bên không hợp tác, cho phép một mạng lưới mở rộng mà không cần các quy định về truy cập mạnh mẽ.

Tất cả các nút mạng chia sẻ khối mới duy nhất này và chia sẻ lặp lại một sổ cái với sự tin tưởng vào chất lượng của các giao dịch được điều khiển bởi nhiều nút độc lập. Quá trình tương tự được lặp lại sau một chu kỳ ngắn tùy thuộc vào từng trường hợp sử dụng và vị trí địa lý trên toàn thế giới của mạng ngang hàng.

Một chức năng mã hóa sẽ đảm bảo trật tự và nội dung bất biến của tất cả các khối, và thiết lập ra một danh sách gồm các giao dịch nối tiếp an toàn.

Vì vậy, với các công nghệ của blockchain, chúng ta có thể xây dựng một hệ thống kỹ thuật số tránh việc sao chép, xóa và sửa đổi thông tin, nó cũng chứng minh tính xác thực của các tác giả và dễ dàng được kiểm tra, tránh nhiều điểm yếu được xác định khi các máy tính được sử dụng rộng rãi.

Các hệ thống blockchain được đặc trưng bởi nhiều điểm tích cực như sự vắng mặt của bộ phận quản lý tập trung, không có điểm thất bại duy nhất, là bằng chứng về tính duy nhất của việc đăng ký và tính bất biến cũng như minh bạch của cả dữ liệu lẫn quy trình được áp dụng cho dữ liệu thông qua các yếu tố nhỏ của phần mềm được nhúng trong sổ cái phân tán.

Cuối cùng, khả năng phục hồi của hệ thống sẽ có được bằng cách sao chép liên tục và lặp lại của sổ cái và được xác minh bởi tất cả các nút trong mạng.

Sổ cái, cùng một lúc là nơi tập trung thông tin không thể thiếu đối với nhiều hệ thống giao dịch (ví dụ như chi tiêu 2 lần cùng một lượng tiền mặt hoặc chứng minh tính duy nhất của chủ sở hữu tài sản) được hỗ trợ bởi một tổ chức kiến trúc kỹ thuật phi tập trung cao độ với hàng loạt bản sao của một sổ cái chung.

Tuy nhiên, có một số điểm hạn chế vẫn chưa được giải quyết hoàn toàn: khả năng mở rộng của thông lượng (ví dụ: Bitcoin đang bị tụt hậu so với các hệ thống chuyển tiền như Paypal hoặc Visa); và tính minh bạch của dữ liệu có thể là một rào cản đối với một số ứng dụng (ví dụ: các giao dịch y tế) mặc dù có một số tùy chọn mã hóa có thể làm mờ đi nội dung của sổ cái?

Việc quản trị mạng ngang hàng và sự đồng thuận phải ổn định lâu dài với các khuyến khích sáng tạo cho các nút mạng đóng góp vào chất lượng và khả năng phục hồi của sổ cái (đủ đa dạng các nút và không quá nhiều nút bất hợp tác).

Các hệ thống blockchain được triển khai trong một thị trường nơi một số giao dịch tác động trực tiếp đến công dân thường bị chi phối bởi quy định (ví dụ: các định chế tài chính và quyền riêng tư). Các hệ thống blockchain mới này thuộc về pháp luật và chờ đợi các luật hoặc quy định rõ ràng đầu tiên liên quan đến chúng được ban hành. Mặc dù vậy, hàng ngàn nhà nghiên cứu đang cố gắng cải thiện các thuật toán và trong ba năm qua, các tính năng mới đã liên tục được phát triển.

Blockchain là một loại hình tổ chức mới

Trái ngược với các loại tiền tệ truyền thống, tiền mã hóa không có hình dạng vật lý cũng như không được bảo đảm hay hỗ trợ bởi bất kỳ ngân hàng trung ương nào. Chúng được tạo bởi người sử dụng chúng và có được giá trị bằng cách sử dụng và sự tin tưởng của những người tham gia vào hệ thống tương ứng. Các đồng tiền mã hóa được liên kết với các hệ thống thanh toán của riêng họ, chúng cho phép thanh toán giữa các cá nhân bằng hình thức kỹ thuật số mà không cần dựa vào các tổ chức trung tâm, trung gian hoặc cơ sở hạ tầng khác như các yêu cầu cần có cho các hệ thống thanh toán thông thường. Do đó, việc áp dụng công nghệ blockchain vào các giao dịch thanh toán có khả năng khiến một số tổ chức tài chính truyền thống trở nên lỗi thời.

Tương tự như vậy, ứng dụng blockchain khác sử dụng sổ cái phi tập trung có thể thay thế các tổ chức khác lưu giữ thông tin cần thiết trong cơ sở dữ liệu tập trung như đăng ký thương mại hoặc đất đai.

Do đó, blockchain có thể được xem là một loại hình tổ chức mới vì nó bắt chước các đặc điểm của các tổ chức truyền thống nhưng có được sự tin tưởng của người dùng không phải từ cách truyền thống hay quyền lực tập trung mà là của sự kiểm tra và cân bằng giữa các bên tham gia hệ thống.

Công nghệ blockchain và tiền mã hóa

Một blockchain về cơ bản là một quyển sổ cái phi tập trung. Nó không quá khác biệt so với quyển sổ cái mà các tổ chức tài chính truyền thống đang duy trì, với một hồ sơ về những gì người sở hữu đang có. Nói chung, các blockchain chia thành hai nhóm: công khai và riêng tư. Trong một blockchain công khai như Bitcoin, quyền thay đổi sổ cái có được bằng cách tham gia vào cơ chế đồng thuận được mở cho bất kỳ ai tham gia. Giao dịch được công khai cho bất cứ ai đọc nó. Một nhược điểm của loại hình blockchain này là khả năng hạn chế của nó và thực tế là không có gì đảm bảo cho chất lượng dịch vụ. Để thay thế cho nó, trong một liên hiệp hoặc blockchain riêng tư, việc tham gia vào cơ chế đồng thuận bị hạn chế đối với các cá nhân hoặc tổ chức được chỉ định trước. Các giao dịch có thể được cung cấp công khai hoặc giới hạn ở một số bên tham gia được chọn. Nhược điểm tiềm ẩn của các blockchain này là sự tin tưởng cần thiết vào cơ quan điều hành blockchain hoặc liên hiệp.

Các giao dịch ngang hàng có sự khác biệt đáng kể so với các giải pháp thanh toán hiện tại, vì chúng không yêu cầu trung gian tài chính cho một giao dịch. Bằng cách sử dụng một hệ thống thanh toán phi tập trung, chi phí giao dịch trở nên thấp, trong khi không có bất kỳ bên thứ ba nào có quyền truy cập vào thông tin tiền hoặc thông tin cá nhân được cung cấp.

Sự kết hợp giữa chi phí giao dịch thấp với việc sử dụng nhanh chóng, dễ dàng có thể cung cấp các phương thức tạo ra doanh thu mới dựa trên các giao dịch vi mô. Chẳng hạn, với tiền mã hóa, có thể thêm hệ thống giao dịch tiền vào các dịch vụ trực tuyến như blog hoặc vào các dự án được tài trợ bởi cộng đồng. Trước đây, các giao dịch vi mô không có giá trị, vì các chi phí giao dịch vượt xa lợi ích hoặc thậm chí giá trị của chính các giao dịch đó mang lại.

Bên cạnh nhiều lợi ích này, tiền mã hóa cũng phải đối mặt với một số thách thức. Cụ thể, việc thiếu sự thành lập và sự đáng tin cậy của các tổ chức trung gian đòi hỏi người tham gia phải chịu trách nhiệm cá nhân ở mức độ cao, điều mà những người dùng không quen so với các hệ thống thanh toán thông thường.

Bảng 1 cung cấp tổng quan về các cơ hội và thách thức của tiền mã hóa và hệ thống thanh toán phi tập trung.

Bảng 1: Cơ hội và thách thức của tiền mã hóa và hệ thống thanh toán phi tập trung. Nguồn: Jaag và Bach, 2017

Bên cạnh việc thanh toán

Tiền mã hóa là ứng dụng đầu tiên của công nghệ blockchain (xem Bảng 2). Chúng sử dụng các blockchain để ghi lại và chuyển các thẻ token kỹ thuật số không đại diện cho bất cứ điều gì. Cấp độ ứng dụng thứ hai là tài sản thông minh, trong đó, thẻ token đại diện cho các tài sản khác, có thể so sánh với chứng từ điện tử. Điều này làm cho nó có thể ấn định giá trị của các thẻ token đó vào các tài sản cơ bản. Cấp độ ứng dụng thứ ba bao gồm các hợp đồng thông minh trong đó thẻ token không chỉ đại diện cho các tài sản hoặc các quyền đơn giản. Hơn thế nữa, một blockchain sẽ lưu trữ phi tập trung và tự động thực thi các ứng dụng máy tính và các hợp đồng.

Giá trị của Blockchain trong chuỗi cung ứng ngày nay

Trong hầu hết các trường hợp, chuỗi cung ứng ngày nay hoạt động ở quy mô lớn mà không có công nghệ blockchain. Mặc dù vậy, công nghệ này đã làm phấn khích thế giới CNTT và chuỗi cung ứng. Nó cũng đã truyền cảm hứng cho nhiều bài báo và thúc đẩy những người chơi CNTT và công ty khởi nghiệp thành lập bắt đầu các dự án thử nghiệm đầy hứa hẹn, bao gồm:

• Walmart đã thử nghiệm một ứng dụng theo dõi thịt lợn ở Trung Quốc và sản xuất ở Mỹ, để xác thực các giao dịch cũng như tính chính xác và hiệu quả của việc lưu trữ hồ sơ.
• Maersk và IBM đang nghiên cứu các giao dịch xuyên biên giới, xuyên bên sử dụng công nghệ blockchain để giúp cải thiện hiệu quả quy trình.
• BHP đang giới thiệu một giải pháp blockchain thay thế các bảng tính để theo dõi các mẫu nội bộ và bên ngoài từ một loạt các nhà cung cấp.
• Provenance, một công ty khởi nghiệp ở Anh, vừa huy động được 800.000 đô la để thích ứng với công nghệ blockchain để truy xuất nguồn gốc thực phẩm. Trước đó, họ đã thí điểm truy xuất nguồn gốc cá ngừ trong chuỗi cung ứng Đông Nam Á.

Tuy nhiên, cho đến nay, các tác giả không biết về bất kỳ ứng dụng quy mô nào cho chuỗi cung ứng, đặt ra một câu hỏi thiết yếu: Liệu công nghệ blockchain có thể tăng thêm giá trị cho chuỗi cung ứng không?

Hãy bắt đầu với việc kiểm tra thực tế: Như hầu hết các học viên đều biết, nhiều chuỗi cung ứng ngày nay có dữ liệu tốt, mà họ có thể chuyển qua các cấp chuỗi cung ứng với tốc độ gần với tốc độ thời gian thực. Để đánh giá giá trị của công nghệ blockchain đang bị đe dọa đối với thế giới chuỗi cung ứng, chúng ta đã xem xét ba lĩnh vực mà nó có thể tăng thêm giá trị:

1. Thay thế các quy trình thủ công, chậm chạp. Mặc dù các chuỗi cung ứng hiện có thể xử lý các tập dữ liệu lớn và phức tạp, nhưng nhiều quy trình của họ, đặc biệt là những quy trình ở các cấp cung ứng thấp hơn, diễn ra chậm chạp và hoàn toàn dựa vào giấy – chẳng hạn như vẫn thường xảy ra trong ngành vận tải biển.
2. Tăng cường truy xuất nguồn gốc. Nhu cầu về thông tin xuất xứ ngày càng tăng của người tiêu dùng và quy định đã thúc đẩy thay đổi. Hơn nữa, cải thiện khả năng truy xuất nguồn gốc cũng làm tăng giá trị bằng cách giảm thiểu chi phí cao của các vấn đề chất lượng, chẳng hạn như thu hồi, thiệt hại danh tiếng hoặc mất doanh thu từ các sản phẩm chợ đen hoặc chợ xám. Đơn giản hóa cơ sở cung ứng phức tạp mang lại nhiều cơ hội tạo giá trị hơn (xem thanh bên, “Chuỗi cung ứng phức tạp gồm các bên chưa xác định”).
3. Giảm chi phí giao dịch CNTT trong chuỗi cung ứng. Ở giai đoạn này, lợi ích này mang tính lý thuyết nhiều hơn là thực tế. Bitcoin trả tiền cho mọi người để xác thực từng khối hoặc giao dịch và yêu cầu những người đề xuất khối mới bao gồm một khoản phí trong đề xuất của họ. Chi phí như vậy có thể sẽ bị cấm trong các chuỗi cung ứng vì quy mô của chúng có thể đáng kinh ngạc. Ví dụ: trong khoảng thời gian 90 ngày, một nhà sản xuất ô tô duy nhất thường sẽ phát hành khoảng 10 tỷ cuộc gọi chỉ cho các nhà cung cấp cấp một của mình. Ngoài ra, tất cả các giao dịch đó cùng nhau sẽ làm tăng đáng kể nhu cầu lưu trữ dữ liệu, một thành phần thiết yếu của phương pháp tiếp cận sổ cái phân tán của blockchain. Ngoài ra, việc tạo và duy trì nhiều bản sao của tập dữ liệu sẽ không thực tế trong môi trường chuỗi cung ứng, đặc biệt là trong các chuỗi khối không được phép.

Rào cản lớn nhất của blockchain: ai sẽ cho phép?

Khi áp dụng công nghệ blockchain cho chuỗi cung ứng của mình, trước tiên một công ty phải quyết định loại blockchain mà họ sẽ cần xây dựng. Hãy nhớ lại rằng cách tiếp cận bitcoin là một blockchain không được phép chứa các bên không được biết đến hoặc đáng tin cậy. Nó nằm trong miền công cộng và sử dụng giao thức xác minh đồng thuận để thiết lập sự tin cậy trong mỗi khối. Không có cơ sở dữ liệu trung tâm hoặc quản trị trung tâm trong các blockchain này.

Thiên vị cho quyền riêng tư

Ngược lại, trong hầu hết các chuỗi cung ứng, các bên được biết đến và tin cậy. Hơn nữa, thế giới chuỗi cung ứng không có khả năng chấp nhận quyền truy cập mở vì người dùng của nó không muốn tiết lộ thông tin chi tiết độc quyền, chẳng hạn như nhu cầu, năng lực, đơn đặt hàng, giá cả, lợi nhuận, tại tất cả các điểm của chuỗi giá trị cho những người tham gia không xác định. Điều này có nghĩa là hầu hết các blockchain chuỗi cung ứng sẽ cần phải được cấp phép, với quyền truy cập được quản lý tập trung và hạn chế đối với các bên đã biết, những người có thể bị giới hạn ở một số phân đoạn dữ liệu nhất định.

Về lý thuyết, cách tiếp cận này cho phép xác minh công khai hoặc riêng tư đối với từng khối được đề xuất. Tuy nhiên, chúng ta tin rằng không có khả năng chúng ta sẽ thấy xác minh công khai các khối được đề xuất trong thế giới chuỗi cung ứng khi tất cả các bên đều biết. Ví dụ, trong vận chuyển, chỉ có một số bên được biết đến trong chuỗi — bao gồm người vận chuyển, cảng, hải quan, hãng tàu — chịu trách nhiệm xác thực từng khối. Khi số lượng các bên đáng tin cậy nhỏ, nhu cầu xác nhận độc lập các giao thức đồng thuận được sử dụng trong miền công cộng bị hạn chế.

Một giải pháp đủ tốt mà không có blockchain

Trong nhiều trường hợp, chuỗi cung ứng đang di chuyển hàng tỷ giao dịch và dữ liệu, thường theo thời gian thực. Các hệ thống không hoàn hảo và nhiều chuỗi cung ứng gặp vấn đề với dữ liệu bị mờ, định dạng khác nhau, khó truy cập hoặc khó hình dung hoặc phân tích trong bối cảnh dữ liệu lớn. Mặc dù vậy, cơ sở dữ liệu trung tâm được quản lý tốt với khả năng quản lý dữ liệu tốt, kết hợp với khả năng phân tích và trực quan hóa chuỗi cung ứng, có thể đạt được trên quy mô ngày nay.

Các giải pháp này không mang thêm gánh nặng về một số phức tạp kỹ thuật mà blockchain có thể nâng cao. Do đó, chúng ta duy trì sẽ khi tất cả các bên trong chuỗi cung ứng mở rộng đều được biết đến và đáng tin cậy, thì có lẽ không cần giải pháp blockchain, vì những bên được biết đến và đáng tin cậy này có thể được dựa vào để cung cấp một phiên bản sự thật duy nhất theo thời gian thực. Trong tình huống như vậy, các giải pháp tập trung như cổng thông tin điện toán đám mây hoặc các kết nối ngang hàng phi tập trung là đủ.

Hãy xem xét các sự kiện trước khi bạn tham gia chuỗi khối blockchain

Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng công nghệ blockchain cuối cùng có thể là một giải pháp tốt cho một số loại chuỗi cung ứng, nhưng nó vẫn chưa sẵn sàng để áp dụng hàng loạt. chúng ta dựa trên quan điểm này dựa trên những điều sau đây:

• Các thí điểm chuỗi khối chạy cho đến nay vẫn chưa chứng minh được giá trị độc đáo của công nghệ đối với lĩnh vực chuỗi cung ứng
• Công nghệ chuỗi khối vẫn chưa thể nắm bắt dữ liệu của một số lượng lớn các bên không đáng tin cậy
• Mang lại sự minh bạch đầy đủ hoặc khả năng truy xuất nguồn gốc có thể được giải quyết theo những cách khác, không chỉ bằng blockchain
• Chi phí phát triển và vận hành một blockchain vẫn chưa rõ ràng, với một số tiêu chuẩn hiện đã được áp dụng
• Khoảng cách giữa năng lực hiện tại của blockchain và năng lực mà chuỗi cung ứng sẽ cần là rất lớn

Đối với các chuỗi cung ứng mà những người tham gia không được biết đến hoặc đáng tin cậy, công nghệ blockchain có thể tăng thêm độ tin cậy, tính minh bạch và khả năng truy xuất nguồn gốc. Hầu như theo định nghĩa, các chuỗi cung ứng này phức tạp, nhiều tầng, liên quan đến nhiều bên và chúng hoạt động trong một môi trường được quản lý đòi hỏi mức độ truy xuất nguồn gốc cao hơn.

Tuy nhiên, đối với các chuỗi cung ứng có những người chơi được biết đến và đáng tin cậy, cách tiếp cận cơ sở dữ liệu tập trung nói chung là quá đủ. Điều này không có nghĩa là tất cả các chuỗi cung ứng này hiện đang tuân theo cách tiếp cận end-to-end thực sự và trên thực tế, nhiều chuỗi cung ứng trong số họ sử dụng cơ sở dữ liệu ẩn chứa dữ liệu chỉ có khả năng truy xuất nguồn gốc hạn chế. Do đó, nhiều chuỗi cung ứng này không cần công nghệ blockchain để giải quyết các vấn đề như vậy, vì họ có thể tận dụng các công nghệ hiện có phù hợp hơn với các giao dịch khối lượng lớn của họ, tự mình hoặc với các đối tác.

Còn quá sớm để ước tính chi phí vận hành công nghệ blockchain trong thế giới chuỗi cung ứng và so sánh chúng với các công nghệ khác. Không nghi ngờ gì nữa, các công ty CNTT sẽ sẵn sàng cung cấp thông tin này.

Tuy nhiên, đề xuất giá trị phải rõ ràng. Hiệu quả giao dịch nội bộ là gì? Chi phí tiềm ẩn trong các lỗi sản phẩm cuối cùng, thu hồi và kiện tụng là gì? Liệu người tiêu dùng có trả nhiều tiền hơn cho một sản phẩm cung cấp sự minh bạch trong suốt chuỗi cung ứng của họ không? Những loại câu hỏi này nên được đặt ra khi xem xét sử dụng blockchain trong chuỗi cung ứng.

Kết Luận

Một số công ty đang khám phá những lợi ích của việc tận dụng công nghệ blockchain trong các lĩnh vực lân cận, chẳng hạn như giới thiệu các hợp đồng thông minh, mang lại sự chặt chẽ hơn cho việc thanh toán đơn đặt hàng hoặc chuỗi nhu cầu nơi các tín hiệu “nhu cầu thực” có thể lan truyền chuỗi cung ứng thượng nguồn nhanh hơn.

Trong khi chúng ta ca ngợi sức mạnh và lời hứa của công nghệ blockchain, chúng ta khuyên thế giới chuỗi cung ứng nên dành thời gian để đo lường mức độ phù hợp của nó với các công nghệ khác, có thể đơn giản hơn và ít tốn kém hơn.