Tìm hiểu cơ bản về lập trình blockchain – công nghệ đột phá của thế kỷ 21

 Blockchain là một công nghệ đang gây sốt trong giới công nghệ và kinh doanh, với những ứng dụng tiềm năng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Nhưng để hiểu và phát triển các ứng dụng blockchain, bạn cần có kiến thức và kỹ năng về lập trình blockchain. Bài viết này chúng tôi sẽ giúp bạn tìm hiểu cơ bản về lập trình blockchain, các loại lập trình viên blockchain, các ngôn ngữ lập trình cho blockchain, và các công cụ và nền tảng phát triển blockchain.

Giới thiệu về lập trình blockchain

Blockchain là một cơ sở dữ liệu phân cấp lưu trữ thông tin trong các khối thông tin được liên kết với nhau bằng mã hóa và mở rộng theo thời gian. Blockchain được phát minh và thiết kế bởi Satoshi Nakamoto vào năm 2008 và được hiện thực hóa vào năm sau đó như là một phần cốt lõi của Bitcoin, khi công nghệ blockchain đóng vai trò như là một cuốn sổ cái cho tất cả các giao dịch.

Blockchain có thể đạt được sự đồng thuận phân cấp, bảo mật, minh bạch và không thể thay đổi của dữ liệu.

Blockchain có thể ứng dụng vào nhiều lĩnh vực như tài chính, y tế, giáo dục, bầu cử, bảo hiểm, v.v.

Tìm hiểu cơ bản về lập trình blockchain

Lập trình blockchain là các kỹ sư phần mềm có kiến thức và kinh nghiệm làm việc với công nghệ blockchain. Trách nhiệm chính của họ là nghiên cứu và phát triển các ứng dụng dựa trên công nghệ này.

Các loại lập trình viên blockchain

Có hai loại lập trình viên blockchain chính: lập trình viên core và lập trình viên frontend.

Lập trình viên core là người thiết kế kiến trúc và giao thức blockchain, cũng như viết mã cho các hợp đồng thông minh (smart contracts) và các thuật toán đồng thuận (consensus algorithms). Hợp đồng thông minh là những đoạn mã được triển khai trên blockchain để tự động thực hiện các điều khoản của một hợp đồng khi có điều kiện xảy ra. Thuật toán đồng thuận là những quy tắc được áp dụng để đảm bảo rằng tất cả các nút (nodes) trong mạng blockchain đồng ý với trạng thái của chuỗi khối.

Lập trình viên frontend là người xây dựng giao diện người dùng (user interface) cho các ứng dụng blockchain, cũng như kết nối với các API và các hệ thống backend. Giao diện người dùng là những thành phần giao tiếp với người dùng cuối, ví dụ như các nút bấm, thanh cuộn, biểu tượng, v.v. API (Application Programming Interface) là những giao thức và tiêu chuẩn cho phép các ứng dụng khác nhau giao tiếp với nhau. Backend là phần xử lý dữ liệu và logic nằm sau giao diện người dùng.

Ngôn ngữ lập trình blockchain

Một số ngôn ngữ lập trình phổ biến cho blockchain là Solidity, JavaScript, Python, C++, Java, …

Solidity

Solidity là một ngôn ngữ lập trình hướng hợp đồng, được thiết kế để viết các hợp đồng thông minh cho nền tảng Ethereum. Solidity có cú pháp tương tự như JavaScript và C++, và hỗ trợ các tính năng như kế thừa, thư viện, kiểu dữ liệu phức tạp, v.v.

JavaScript

JavaScript là một ngôn ngữ lập trình thông dụng, được sử dụng để tạo ra các trang web động và các ứng dụng web. JavaScript cũng có thể được sử dụng để lập trình frontend và backend cho các ứng dụng blockchain, bằng cách sử dụng các thư viện như Web3.js, Ethers.js, Truffle.js, v.v. Web3.js và Ethers.js là những thư viện cho phép kết nối với các nút Ethereum và gọi các hợp đồng thông minh. Truffle.js là một bộ công cụ phát triển cho Ethereum, bao gồm các tính năng như biên dịch, kiểm tra, triển khai và quản lý hợp đồng thông minh.

Python

Python là một ngôn ngữ lập trình đa mục đích, được biết đến với cú pháp đơn giản và rõ ràng. Python có thể được sử dụng để lập trình backend cho các ứng dụng blockchain, bằng cách sử dụng các thư viện như Web3.py, Brownie, PyEVM, v.v. Web3.py là một thư viện tương tự như Web3.js, nhưng cho Python.

Brownie là một bộ công cụ phát triển cho Ethereum, tương tự như Truffle.js, nhưng cho Python.

PyEVM là một triển khai của máy ảo Ethereum (Ethereum Virtual Machine) bằng Python.

C++

C++ là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng và hướng thành phần, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. C++ có thể được sử dụng để lập trình core cho các ứng dụng blockchain, bằng cách sử dụng các thư viện như Boost, Crypto++, LevelDB, v.v.

Boost là một bộ sưu tập các thư viện C++ hỗ trợ nhiều tính năng như xử lý chuỗi, đa luồng, mạng lưới, v.v.

Crypto++ là một thư viện mã hóa C++ hỗ trợ nhiều thuật toán mã hóa như AES, RSA, SHA-256, v.v.

LevelDB là một thư viện cơ sở dữ liệu key-value C++ hỗ trợ nhiều tính năng như nén dữ liệu, sao lưu và khôi phục dữ liệu, v.v.

Java

Java là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng và đa nền tảng, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng doanh nghiệp. Java có thể được sử dụng để lập trình core và frontend cho các ứng dụng blockchain, bằng cách sử dụng các thư viện và nền tảng như Web3j, Hyperledger Fabric, Corda, v.v. Web3j là một thư viện tương tự như Web3…

Các công cụ và nền tảng phát triển blockchain

Công cụ phát triển blockchain

Công cụ phát triển blockchain là những phần mềm hoặc thư viện cho phép lập trình viên blockchain viết, biên dịch, kiểm tra, triển khai và quản lý các hợp đồng thông minh (smart contracts) và các ứng dụng blockchain. Một số công cụ phát triển blockchain phổ biến là:

Truffle Suite

Một bộ công cụ phát triển cho Ethereum, bao gồm các tính năng như biên dịch, kiểm tra, triển khai và quản lý hợp đồng thông minh, tạo ra các môi trường phát triển ảo (virtual development environments), kết nối với các mạng blockchain khác nhau, v.v.

Ganache

Một công cụ phát triển thuộc Truffle Suite, cho phép tạo ra một mạng blockchain cá nhân để thử nghiệm các ứng dụng blockchain mà không cần kết nối với mạng chính (mainnet) hay mạng thử nghiệm (testnet) của Ethereum.

Remix IDE

Một môi trường phát triển tích hợp (integrated development environment) trực tuyến cho Ethereum, cho phép viết, biên dịch, kiểm tra và triển khai các hợp đồng thông minh bằng ngôn ngữ Solidity hoặc Vyper.

Web3.js, Web3.py, Web3j

Web3.js, Web3.py, Web3j

Những thư viện cho phép kết nối với các nút Ethereum và gọi các hợp đồng thông minh bằng JavaScript, Python và Java.

Metamask

Một ví tiền mã hóa (cryptocurrency wallet) và một cổng kết nối (gateway) cho phép người dùng truy cập vào các ứng dụng blockchain trên trình duyệt web. Metamask hỗ trợ việc quản lý các tài khoản, gửi và nhận các giao dịch, ký các hợp đồng thông minh, v.v.

Nền tảng phát triển blockchain

Nền tảng phát triển blockchain là những hệ thống hoặc khung làm việc (frameworks) cho phép lập trình viên blockchain xây dựng các ứng dụng blockchain có tính năng và mục đích khác nhau. Một số nền tảng phát triển blockchain phổ biến là:

Ethereum

Một nền tảng blockchain mã nguồn mở, hỗ trợ việc xây dựng các ứng dụng phi tập trung (decentralized applications) bằng cách sử dụng các hợp đồng thông minh và một đồng tiền mã hóa gọi là Ether. Ethereum có hai mạng chính là mainnet và testnet. 

Mainnet là mạng blockchain chính thức của Ethereum, trong đó các giao dịch được xác nhận bằng bằng chứng công việc (proof of work) hoặc bằng chứng cổ phần (proof of stake). Testnet là mạng blockchain thử nghiệm của Ethereum, trong đó các giao dịch không có giá trị thực tế và được sử dụng để kiểm tra các ứng dụng blockchain trước khi triển khai lên mainnet. Có nhiều loại testnet khác nhau như Ropsten, Rinkeby, Kovan, v.v.

Hyperledger Fabric

Một nền tảng blockchain doanh nghiệp mã nguồn mở, hỗ trợ việc xây dựng các ứng dụng blockchain có quyền riêng tư, hiệu suất cao, quản lý danh tính và quyền truy cập. Hyperledger Fabric có thể sử dụng nhiều ngôn ngữ lập trình cho hợp đồng thông minh như Go, Java, JavaScript, v.v.

Corda

Một nền tảng blockchain doanh nghiệp mã nguồn mở, hỗ trợ việc xây dựng các ứng dụng blockchain cho lĩnh vực tài chính, bằng cách sử dụng các hợp đồng thông minh và các giao dịch riêng tư. Corda sử dụng ngôn ngữ lập trình Java cho hợp đồng thông minh.

Substrate

Một nền tảng blockchain mã nguồn mở, hỗ trợ việc xây dựng các ứng dụng blockchain có khả năng tùy biến cao, khả năng mở rộng theo chiều ngang (sharding), khả năng chuyển tiếp (forkless), v.v. Substrate sử dụng ngôn ngữ lập trình Rust cho hợp đồng thông minh.

Bài viết này đã giới thiệu cho bạn về các công cụ và nền tảng phát triển blockchain, giúp bạn có thể bắt đầu hành trình lập trình blockchain của mình. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích và thú vị.