Hầu hết các blockchain được thiết kế dưới dạng cơ sở dữ liệu phi tập trung có chức năng như vai trò sổ cái kỹ thuật số phân tán. Các sổ cái blockchain này ghi lại và lưu trữ dữ liệu dưới dạng các khối, được sắp xếp theo thứ tự thời gian và được liên kết thông qua các bằng chứng mật mã. Sự ra đời của công nghệ blockchain đã mang lại nhiều lợi thế cho các ngành công nghiệp khác nhau và có thể mang lại mức độ bảo mật cao hơn trong môi trường không cần sự tin cậy. Tuy nhiên, bản chất phi tập trung của nó cũng mang lại một số nhược điểm. Ví dụ, so với cơ sở dữ liệu tập trung truyền thống, blockchain có hiệu quả hạn chế và yêu cầu tăng dung lượng lưu trữ.
Vì dữ liệu blockchain thường được lưu trữ trên hàng nghìn thiết bị trên mạng phân tán gồm các nút nên hệ thống và dữ liệu dễ bị lỗi kỹ thuật và các cuộc tấn công độc hại. rất mạnh mẽ. Mỗi nút mạng có thể sao chép và lưu trữ một bản sao của cơ sở dữ liệu, do đó không có điểm lỗi nào, tức là một nút duy nhất ngoại tuyến không ảnh hưởng đến tính khả dụng hoặc bảo mật của mạng.
Ngược lại, nhiều cơ sở dữ liệu truyền thống dựa vào một hoặc nhiều máy chủ và dễ bị lỗi kỹ thuật cũng như tấn công mạng hơn.
Các khối được xác nhận khó có thể bị thu hồi, điều đó có nghĩa là một khi dữ liệu đã được đăng ký trong chuỗi khối Khó xóa hoặc thay đổi. Điều này làm cho blockchain trở thành một công nghệ tuyệt vời để lưu trữ hồ sơ tài chính hoặc bất kỳ dữ liệu nào khác yêu cầu theo dõi kiểm toán, vì mọi thay đổi đều được theo dõi và ghi lại vĩnh viễn trên sổ cái phân tán và công khai.
Ví dụ: các công ty có thể sử dụng công nghệ chuỗi khối để ngăn chặn hành vi gian lận của nhân viên. Trong trường hợp này, blockchain có thể cung cấp bản ghi an toàn và ổn định về tất cả các giao dịch tài chính diễn ra trong một công ty. Điều này sẽ khiến nhân viên gặp khó khăn hơn trong việc che giấu các giao dịch đáng ngờ.
Trong hầu hết các hệ thống thanh toán truyền thống, giao dịch không chỉ dựa vào hai bên tham gia giao dịch mà còn dựa vào các bên trung gian , chẳng hạn như ngân hàng, công ty phát hành thẻ tín dụng hoặc nhà cung cấp dịch vụ thanh toán. Với công nghệ blockchain, không cần đến trung gian vì mạng lưới các nút phân tán sẽ xác minh các giao dịch thông qua một quy trình gọi là khai thác. Vì vậy, blockchain thường được gọi là hệ thống “không cần sự tin cậy”.
Vì vậy, hệ thống blockchain loại bỏ rủi ro khi tin tưởng vào một tổ chức duy nhất và cũng giảm chi phí tổng thể cũng như phí giao dịch bằng cách loại bỏ các bên trung gian và bên thứ ba.
Thuật toán đồng thuận bằng chứng công việc được sử dụng để bảo mật chuỗi khối Bitcoin đã được chứng minh là có hiệu quả cao trong những năm qua. Tuy nhiên, mạng blockchain có thể dễ bị ảnh hưởng bởi một số cuộc tấn công tiềm ẩn nhất định, trong đó cuộc tấn công 51% là một trong những cuộc tấn công được thảo luận nhiều nhất. Cuộc tấn công này có thể xảy ra nếu một thực thể duy nhất kiểm soát hơn 50% sức mạnh băm, cuối cùng cho phép kẻ tấn công độc hại phá vỡ mạng bằng cách cố tình loại trừ hoặc sửa đổi thứ tự giao dịch.
Mặc dù về mặt lý thuyết có thể xảy ra, nhưng chưa bao giờ có cuộc tấn công 51% thành công vào chuỗi khối Bitcoin. Khi quy mô của mạng tăng lên, tính bảo mật cũng tăng lên và những người khai thác ít có khả năng dành số tiền lớn và tài nguyên để tấn công Bitcoin vì phần thưởng cho hành động trung thực sẽ cao hơn. Ngoài ra, một cuộc tấn công 51% thành công chỉ có thể sửa đổi các giao dịch gần đây trong một khoảng thời gian ngắn vì các khối được liên kết thông qua bằng chứng mật mã (việc thay đổi các khối trước đó sẽ đòi hỏi một lượng sức mạnh tính toán lớn không thể tưởng tượng được). Ngoài ra, chuỗi khối Bitcoin có khả năng phục hồi cao và có thể nhanh chóng thích ứng với các cuộc tấn công.
Một nhược điểm khác của hệ thống blockchain là một khi dữ liệu được thêm vào blockchain thì rất khó để Sửa đổi. Mặc dù tính ổn định là một trong những ưu điểm của blockchain nhưng tính ổn định không phải lúc nào cũng tốt. Việc thay đổi dữ liệu hoặc mã blockchain thường đòi hỏi rất nhiều yêu cầu và thường yêu cầu một hard fork, trong đó một chuỗi bị loại bỏ để chuyển sang chuỗi khác.
Blockchain sử dụng mật mã khóa chung (hoặc khóa bất đối xứng) để cung cấp cho người dùng quyền kiểm soát các đơn vị tiền điện tử của họ (hoặc bất kỳ dữ liệu blockchain nào khác ). Mỗi địa chỉ blockchain có một khóa riêng tương ứng. Mặc dù địa chỉ có thể được chia sẻ nhưng khóa riêng phải được giữ bí mật. Người dùng cần có khóa riêng để truy cập vào tiền của họ, nghĩa là họ hoạt động như ngân hàng của chính mình. Nếu người dùng mất khóa riêng, số tiền đó sẽ bị mất và họ không thể làm gì được.
Blockchain, đặc biệt là những blockchain sử dụng bằng chứng công việc, rất kém hiệu quả. Vì việc khai thác có tính cạnh tranh cao và cứ mười phút lại chỉ có một người chiến thắng nên nỗ lực của tất cả những người khai thác khác đều vô ích. Khi các thợ mỏ tiếp tục cố gắng tăng sức mạnh tính toán của mình, họ có cơ hội cao hơn để tìm thấy hàm băm khối hợp lệ.Tài nguyên được mạng Bitcoin sử dụng đã tăng đáng kể trong vài năm qua và hiện tại nó tiêu thụ nhiều năng lượng hơn nhiều quốc gia, chẳng hạn như như Đan Mạch, Ireland và Nigeria thậm chí còn tiêu thụ nhiều hơn.
Sổ cái blockchain có thể phát triển rất lớn theo thời gian. Chuỗi khối Bitcoin hiện cần khoảng 200 GB dung lượng lưu trữ. Sự tăng trưởng hiện tại về kích thước blockchain dường như đang vượt xa sự tăng trưởng của ổ cứng và nếu sổ cái trở nên quá lớn để các cá nhân tải xuống và lưu trữ, mạng có nguy cơ mất các nút.
Mặc dù công nghệ chuỗi khối có những hạn chế nhưng nó cũng có một số ưu điểm độc đáo, nó tất yếu sẽ tiếp tục tồn tại. Chúng ta vẫn còn một chặng đường dài phía trước để được áp dụng rộng rãi, nhưng nhiều ngành công nghiệp đang bắt đầu xem xét những ưu và nhược điểm của hệ thống blockchain một cách nghiêm túc. Trong những năm tới, các doanh nghiệp và chính phủ có thể sẽ thử nghiệm các ứng dụng mới và khám phá nơi công nghệ blockchain có thể mang lại nhiều giá trị nhất.