Blockchain ทำงานอย่างไร?

อ่านประมาณ 9 นาที

Blockchain คือเทคโนโลยีฐานข้อมูลแบบกระจายศูนย์ที่จัดเก็บข้อมูลในรูปแบบของบล็อก ซึ่งถูกนำมาเชื่อมต่อกันเป็นเส้นตรง บล็อกใหม่จะถูกเพิ่มเข้าไปที่ส่วนท้าย และข้อมูลจะคงอยู่โดยแทบจะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยกระบวนการทางวิทยาการรหัสลับ (cryptographic) ซึ่งการดัดแปลงใดๆ จะถูกตรวจพบได้ทันที [1] โดยหลักการแล้ว สามารถเปรียบเทียบสายโซ่ของบล็อกนี้ได้กับสมุดบัญชีเงินสดหรือสมุดบัญชีแยกประเภทที่บันทึกธุรกรรมทั้งหมดตั้งแต่วันแรก [8] เรายังสามารถจินตนาการว่า Blockchain คือทะเบียนดิจิทัลที่เปิดเผยต่อสาธารณะ ซึ่งคุณสามารถบันทึกข้อมูลลงไปได้ แต่แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกลับไปแก้ไขในภายหลัง [9] สิ่งนี้ทำงานเป็นโซ่ของบล็อกข้อมูลที่ขยายตัวได้อย่างต่อเนื่อง และเป็นโครงสร้างพื้นฐานของสกุลเงินดิจิทัล เช่น Bitcoin [4] [5]

โครงสร้าง: บล็อกและฟังก์ชันแฮช (Hash Functions)

Blockchain ทำงานเหมือนกับโซ่ของบล็อกข้อมูลที่ได้รับการรักษาความปลอดภัยทางดิจิทัลอย่างต่อเนื่อง โดยธุรกรรมจะถูกรวบรวม ตรวจสอบ เชื่อมโยง และจัดเก็บแบบกระจายศูนย์ [3] แต่ละบล็อกประกอบด้วยข้อมูลธุรกรรม ประทับเวลา (timestamp) และเชื่อมโยงทางรหัสลับกับบล็อกก่อนหน้า ซึ่งโดยปกติจะผ่านทาง Hash ของบล็อกนั้น [4] ฟังก์ชันแฮชจะแปลงข้อมูลใดๆ ให้เป็นรหัสที่มีความยาวคงที่และเป็นเอกลักษณ์ แม้จะมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยก็จะทำให้เกิด Hash ที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง และกระบวนการนี้ไม่สามารถย้อนกลับได้ สิ่งนี้ทำให้เกิดโซ่ที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้: หากบล็อกหนึ่งถูกดัดแปลง Hash ของบล็อกถัดๆ ไปทั้งหมดจะไม่ถูกต้องอีกต่อไป

การกระจายศูนย์และฉันทามติ (Decentralization and Consensus)

กลไกฉันทามติจะช่วยให้แน่ใจว่าคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเครือข่ายเห็นพ้องตรงกันเกี่ยวกับสถานะปัจจุบันของสายโซ่บล็อก [1] ด้วยโครงสร้างแบบเชื่อมโยงและฉันทามติแบบกระจายศูนย์ ทำให้การเปลี่ยนแปลงข้อมูลในภายหลังทำได้ยาก เนื่องจากจะส่งผลกระทบต่อความถูกต้องของระบบทั้งหมด ด้วยเหตุนี้ ฉันทามติแบบกระจายศูนย์จึงเข้ามาแทนที่ความจำเป็นในการมีบุคคลที่สามที่น่าเชื่อถือเพื่อยืนยันธุรกรรม [4]

Proof of Work และ Proof of Stake

บล็อกใหม่จะถูกสร้างขึ้นและเพิ่มเข้าไปในโซ่ผ่านกลไกฉันทามติ [4] Blockchain สาธารณะที่รู้จักกันดีที่สุด เช่น Bitcoin หรือ Ethereum นั้นเปิดให้เข้าถึงได้ทั่วไป และโดยปกติจะใช้กระบวนการ Proof-of-Work [2] ในรูปแบบ Proof of Work (PoW) เหล่านักขุด (Miners) จะต้องแก้โจทย์คำนวณที่ซับซ้อนซึ่งใช้พลังงานสูงเพื่อสร้างบล็อก ผู้ที่แก้ได้เร็วที่สุดจะได้รับรางวัล ในขณะที่ Proof of Stake (PoS) ผู้ตรวจสอบ (Validators) จะวางเงินค้ำประกัน (stake) ด้วยสกุลเงินดิจิทัล โดยบล็อกจะถูกเลือกแบบสุ่มตามจำนวนเงินที่วางค้ำประกัน และการดัดแปลงข้อมูลจะนำไปสู่การสูญเสียเงินค้ำประกันนั้น PoW ถือว่ามีความปลอดภัยสูงมากแต่สิ้นเปลืองพลังงาน ในขณะที่ PoS มีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากกว่าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า นอกจากสองวิธีนี้แล้ว ยังมีกลไกฉันทามติอื่นๆ อีกมากมาย เช่น Proof of Space, Proof of Burn, Proof of Activity และ Proof of History [4]

การประยุกต์ใช้นอกเหนือจากสกุลเงินดิจิทัล

เทคโนโลยี Blockchain ได้รับความสนใจอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวข้องกับ Bitcoin และสกุลเงินดิจิทัลอื่นๆ [7] อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ปฏิวัติโลกการเงินเท่านั้น แต่ยังถูกนำไปใช้ในด้านอื่นๆ อีกมากมาย ตัวอย่างการประยุกต์ใช้อื่นๆ ได้แก่ การติดตามห่วงโซ่อุปทาน (Supply-Chain-Tracking) เพื่อการติดตามผลิตภัณฑ์ที่โปร่งใสและป้องกันการปลอมแปลง, Smart Contracts สำหรับสัญญาอัตโนมัติ, โซลูชันอัตลักษณ์แบบกระจายศูนย์ (Decentralized Identity), ระบบเลือกตั้งที่ปลอดภัย และการจัดเก็บข้อมูลทางการแพทย์

ข้อจำกัดและความเสี่ยง

แม้ว่าเทคโนโลยีบล็อกเชนจะถือเป็นหนึ่งในนวัตกรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในยุคอินเทอร์เน็ต [6] แต่ก็นำมาซึ่งความท้าทายเช่นกัน ข้อจำกัดทางเทคนิค ได้แก่ ปัญหาด้านการขยายตัว (scalability) ซึ่งทำให้การทำธุรกรรมล่าช้า การใช้พลังงานสูงในระบบ Proof of Work และปริมาณข้อมูลที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในด้านความปลอดภัยและการนำไปใช้งาน ความไม่สามารถเปลี่ยนแปลงข้อมูลได้ (immutability) ทำให้การแก้ไขข้อผิดพลาดทำได้ยาก นอกจากนี้ยังมีความเสี่ยงจากช่องโหว่ของ Smart Contract และความเป็นไปได้ในการถูกโจมตีแบบ 51-percent attacks ความเสี่ยงอื่นๆ ได้แก่ ความไม่แน่นอนด้านกฎระเบียบ การสูญหายของกุญแจรหัส (key loss) ปัญหาด้านการคุ้มครองข้อมูลส่วนบุคคลตามหลัก GDPR และการขาดความสามารถในการทำงานร่วมกัน (interoperability) ระหว่างบล็อกเชนที่แตกต่างกัน