Giới Thiệu
Sự phát triển của Blockchain không thể bị bỏ qua vì chúng hứa hẹn sự phi tập trung hóa, an ninh và minh bạch. Các nhà phát triển muốn tiếp tục phải không chỉ thành thạo các kỹ năng lập trình mà còn hiểu sâu hơn về các nguyên lý cơ bản. Hiểu về kiến trúc Blockchain dường như là một nhiệm vụ khó khăn, đúng không? Đừng lo lắng! Chúng tôi đã giúp bạn. Bài viết này sẽ đi sâu vào kiến trúc, sự khác biệt chính, các công cụ và khung công việc, và cách xây dựng các blockchain chính.
Các Loại Kiến Trúc Blockchain
Kiến Trúc Blockchain Công Khai
- Phi Tập Trung: Không có cơ quan trung ương nào giữ tất cả dữ liệu cần thiết hoặc xác thực giao dịch mà tất cả được phân phối trên toàn mạng. Mỗi node kiểm tra các giao dịch riêng lẻ và đảm bảo hệ thống tiếp tục hoạt động ngay cả khi có sự cố.
- Phi tập trung là xương sống của Blockchain nơi không có thực thể đơn lẻ nào nắm giữ quyền lực.
- Minh Bạch và Bất Biến: Tất cả các node và người tham gia có thể xem sổ cái, đảm bảo tính minh bạch trong suốt mạng. Cũng vậy, cần rất cẩn thận trước khi thực hiện bất kỳ giao dịch nào vì một khi nó đã được thực hiện, không thể thay đổi. Tính chất này rất hữu ích trong việc ngăn chặn gian lận và chi tiêu hai lần.
- Cơ Chế Đồng Thuận: Đây là những quy tắc đảm bảo tất cả các phần của mạng đồng ý với cùng một thông tin và cách nó đang hoạt động. Chúng giúp mọi người giữ cùng một quan điểm về những gì đang xảy ra. Những cơ chế này không chỉ giới hạn ở PoS và PoW mà còn mở rộng hơn. Các cơ chế mới hơn như PoA (Proof-of Authority) và DPoS sử dụng bỏ phiếu và đại diện để xác thực giao dịch và tạo khối mới. PBFT trao đổi tin nhắn giữa các node để đạt được sự đồng thuận. Hiểu và thực hiện các giao thức này là quan trọng để giữ cho mạng mạnh mẽ và an toàn.
Kiến Trúc Blockchain Riêng Tư
- Mạng Có Quyền: Blockchain riêng tư hoạt động trong một môi trường được kiểm soát với các node có quyền. Cấu hình các quyền truy cập và quản lý vai trò là các nhiệm vụ quan trọng. Truy cập kiểm soát đảm bảo rằng chỉ những người dùng được ủy quyền mới có thể tương tác với mạng, cung cấp một lớp an ninh và riêng tư.
- Riêng Tư và Bảo Mật: Riêng tư là cốt lõi của blockchain riêng tư. Để duy trì bí mật, các blockchain này sử dụng các tính năng như bằng chứng không tiết lộ và mã hóa dữ liệu. Điều này quan trọng đối với các ngành công nghiệp xử lý thông tin nhạy cảm như chăm sóc sức khỏe và tài chính.
- Khả Năng Mở Rộng và Hiệu Suất: Khả năng mở rộng và hiệu suất được quản lý tốt bởi blockchain riêng tư vì nó là một môi trường kiểm soát. Các phương pháp được sử dụng bao gồm giao dịch ngoài chuỗi, sharding và các phương pháp đồng thuận thông minh (như Practical Byzantine Fault Tolerance) để làm mọi thứ chạy nhanh hơn và mượt mà hơn.
Xây Dựng Blockchain Công Khai
Cấu Hình và Thiết Lập Node
Cài đặt phần mềm cần thiết (ví dụ, Geth cho Ethereum).
Khởi tạo và cấu hình các node:
bash
geth init genesis.json
geth –networkid 1234 –nodiscover –maxpeers 0 –datadir ./node1
Phát Triển Hợp Đồng Thông Minh
Viết một hợp đồng thông minh đơn giản bằng Solidity (ví dụ: token contract):
solidity
pragma solidity ^0.8.0;
contract SimpleToken {
string public name = “SimpleToken”;
string public symbol = “STK”;
uint8 public decimals = 18;
uint256 public totalSupply;mapping(address => uint256) public balanceOf;
constructor(uint256 _initialSupply) {
totalSupply = _initialSupply * 10 ** uint256(decimals);
balanceOf[msg.sender] = totalSupply;
Biên dịch và triển khai hợp đồng thông minh bằng Truffle hoặc Hardhat:
đánh đập
bash
truffle compile
truffle migrate –network development
Triển khai và bảo trì mạng
Triển khai mạng blockchain công khai:
bash
geth –networkid 1234 –mine –minerthreads=1 –datadir ./node1
Giám sát và duy trì mạng bằng cách kiểm tra hiệu suất và đồng bộ hóa node.
Khả năng tương tác và tích hợp
Phát triển các giải pháp có khả năng tương tác và tích hợp chúng với các ứng dụng phi tập trung (dApps) hiện có.
Xây dựng một Blockchain riêng tư
Thiết kế và cấu hình mạng
Thiết kế cấu trúc liên kết mạng và định cấu hình các nút được phép:
bash
configtxgen -profile SampleDevModeSolo -outputBlock genesis.block
configtxgen -profile SampleDevModeSolo -outputChannelCreateTx channel.tx
-channelID mychannel
Chaincode/Phát triển hợp đồng thông minh
Viết chuỗi mã cho logic nghiệp vụ trong Go, Node.js hoặc Java:
go
package main
import (
“fmt”
“github.com/hyperledger/fabric-contract-api-go/contractapi”
)type SimpleAsset struct {
contractapi.Contract
}func (s *SimpleAsset) InitLedger(ctx contractapi.TransactionContextInterface) error {
asset := “myAsset”
value := “100”
err := ctx.GetStub().PutState(asset, []byte(value))
return err
}func main() {
chaincode, err := contractapi.NewChaincode(new(SimpleAsset))
if err != nil {
fmt.Printf(“Error create SimpleAsset chaincode: %s”, err.Error())
return
}if err := chaincode.Start(); err != nil {
fmt.Printf(“Error starting SimpleAsset chaincode: %s”, err.Error())
}
}
Deploy the chaincode:
bash
peer chaincode install -n simpleasset -v 1.0 -p github.com/simpleassetpeer chaincode instantiate -o orderer.example.com:7050 -C mychannel -n simpleasset -v 1.0 -c ‘{“Args”:[“”]}’
Bảo Mật và Riêng Tư Dữ Liệu
- Đảm bảo mã hóa đầu cuối: Sử dụng mã hóa để bảo vệ dữ liệu trong suốt quá trình truyền tải.
- Che giấu dữ liệu: Để bảo vệ tính nhạy cảm của dữ liệu, thực hiện các kỹ thuật che giấu dữ liệu.
- Xác thực đa yếu tố (MFA): Đảm bảo rằng chỉ có những người dùng được ủy quyền mới có thể truy cập vào hệ thống.
- Sử dụng TLS (Transport Layer Security): Đảm bảo rằng tất cả các liên lạc trong mạng sử dụng TLS để bảo mật giao tiếp giữa các node.
Quản Lý và Mở Rộng Mạng
- Quản lý các node và sự tham gia của các node: Định nghĩa các vai trò và quyền hạn cho các node và đảm bảo rằng chỉ những node được ủy quyền mới có thể tham gia.
- Giám sát và kiểm tra các node: Luôn giám sát và kiểm tra các node để phát hiện bất kỳ hoạt động độc hại nào.
- Mở rộng thông qua Sharding và các giải pháp Layer 2: Áp dụng sharding, các side chains, và tối ưu hóa cơ chế đồng thuận để mở rộng mạng.
Công Cụ và Khung Công Việc
Công Cụ Phát Triển Blockchain Công Khai
- Truffle Suite: Sử dụng cho Ethereum, bao gồm khung công việc để kiểm thử, viết và triển khai hợp đồng thông minh.
- Ganache: Dùng cho kiểm thử và phát triển blockchain cục bộ.
- Hardhat: Cung cấp môi trường phát triển linh hoạt cho Ethereum, có hệ thống plugin và mạng lưới Ethereum cục bộ tích hợp sẵn cho phát triển.
Công Cụ Phát Triển Blockchain Riêng Tư
- Hyperledger Composer: Dùng để mô hình hóa các mạng lưới kinh doanh, là ngôn ngữ cấp cao để định nghĩa tài sản và giao dịch.
- Hyperledger: Thực hiện logic JavaScript và tự động tạo REST API cho các mạng lưới.
- Corda Development Kit: Tập trung vào các ứng dụng tài chính, hỗ trợ các giao dịch trực tiếp và riêng tư.
- Corda: Viết các hợp đồng thông minh bằng Kotlin và có Flow framework để quản lý quy trình làm việc.
