Tài liệu Tìm hiểu vể công nghệ blockchain

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN Tìm hiểu vể công nghệ Blockchain Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS. Nguyễn Tiến Ban Nhóm : 13 – Nhóm môn học : 03 Nhóm sinh viên thực hiện : Nguyễn Duy Hiếu - B17DCVT130 Phạm Thị Thu Hà - B17DCVT109 Vũ Thị Ngọc Hân - B17DCVT117 Vũ Thị Yến - B17DCVT413 Hà Nội - 2021 Đề Tài : Tìm hiểu về công nghê Blockchain Báo cáo tiểu luận Lời cảm ơn Em là Nguyễn Duy Hiếu em xin thay mặt nhóm 13 chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Tiến Ban, bộ môn Mạng Viễn Thông, Khoa Viễn Thông 1 đã giúp đỡ và đồng ý cho nhóm em có thể tự do lựa chọn đề tài, qua đó nhóm em có thể thoải mái nêu ra quan điểm, triển khai nội dung cũng như lập luận về đề tài mà nhóm em chọn, giúp cho nhóm em có thể hoàn thành tốt bài tiểu luận này. Em cũng xin cảm ơn các bạn thành viên trong nhóm như bạn Phạm Thị Thu Hà, bạn Vũ Thị Ngọc Hân và bạn Vũ Thị Yến đã rất tâm huyết tìm hiểu, khai triển và hoàn thành rất tốt các nội dung tiểu luận đã được giao qua các tài liệu tham khảo được em tìm hiểu và tập hợp lại xuyên suốt quá trình hoàn thành bài tiểu luận. Ngoài ra các bạn cũng rất cởi mở, thoải mái tiếp nhận ý kiến cũng như phản biện và nêu ý kiến, quan điểm các nhân của bản thân giúp bài tiểu luận này được hoàn thiện tốt nhất. Nhóm em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, Ngày 2 tháng năm 2021 Sinh viên Nguyễn Duy Hiếu NHÓM 13 2 Báo cáo tiểu luận Đề Tài : Tìm hiểu về công nghê Blockchain Đặt vấn đề An toàn thông tin, bảo mật và toàn vẹn dữ liệu là một trong những nhu cầu cấp thiết đối với xu hướng phát triển của xã hội hiện nay . Đối mặt với sự chuyển biến của toàn xã hội trước cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 ( cách mạng công nghiệp 4.0 hay cuộc cách mạng công nghệ kỹ thuật số ). Cuộc cách mạng này đem đến vô vàn lợi ích nhưng cũng kéo theo rất nhiều rủi ro, trong đó là sự phát triển trỗi dậy nhanh chóng của các Hacker trẻ nhằm mục đích đánh chiếm, ăn cắp thông tin hay đánh sập thậm chí phá hủy các máy chủ gây rối loạn và gián đoạn cho người dùng. Trước sự chuyển đổi của nền công nghiệp cũng như sự trỗi dậy của các Hacker thì vấn đề được đặt ra nhằm giải quyết hai bài toán : phương thức nào có thể vừa bảo mật thông tin khỏi các tình huống đánh cắp nhưng cũng vừa đảm bảo tính bảo mật và toàn vẹn thông tin. Để trả lời cho câu hỏi trên thì hiện nay ngoài những phương thức bảo mật thông tin bằng các phương pháp mã hóa khác nhau thì nổi bật trong số đó là công nghệ Blockchain. Blockchain ( chuỗi khối ) là một kỹ thuật mới và rất sáng tạo được phát minh vào năm 2008 bởi một người đàn ông tên là Satoshi Wakamoto. Blockchain áp dụng hai loại mật mã học phổ biến nhất hiện nay là mã hàm băm và mã RSA để tạo ra chuỗi liên kết cũng như đảm bảo tính bảo mật, toàn vẹn thông tin. Ngoài phương áp áp dụng hai loại mật mã thì điều tạo nên sự đặc biệt cũng như tính vượt trội của công nghệ Blockchain so với những công nghệ khác đó là áp dụng mô hình “ sổ cái phân tán “. Việc kết hợp hai kỹ thuật trên tạo ra một bước tiến mới trong ngành bảo mật và an ninh mạng đem đến những lợi ích trong việc bảo mật cùng với toàn vẹn dữ liệu mà cho đến thời điểm hiện tại vẫn chưa có một kỹ thuật nào khác hay hơn hoặc vượt trội hơn công nghệ Blockchain. Ngoài lĩnh vực bảo mật thông tin thì tiềm năng của công nghệ Blockchain rất lớn trong tương lai khi nó có thể áp dụng vào các mặt của đời sống xã hội khác nhau như y tế, giáo dục, quân sự - quốc phòng, … Chính vì sự đặc biệt cũng như các tính năng và tiềm năng ưu việt mà công nghệ Blockchain đem lại nên việc triển khai và áp dụng công nghệ này hiện nay đã được triển khai trên tất cả các nước đã phát triển. Còn đối với Việt Nam tại thời điểm hiện tại thì những hiểu biết cùng với việc áp dụng công nghệ Blockchain vào đời sống chưa được rộng rãi, vì vậy nhóm em đã chọn đề tài “Tìm hiểu về công nghệ Blockchain“ với mục tiêu chính của bài tiểu luận là phân tích các đặc điểm, đánh giá khách quan về các tính năng từ đó nêu ra các ưu nhược điểm hay nguy cơ bị tấn công của công nghệ Blockchain và các ứng dụng của Blockchain tại thời điểm hiện tại cũng như đánh giá tiềm năng phát triển trong tương lại. NHÓM 13 3 Báo cáo tiểu luận Đề Tài : Tìm hiểu về công nghê Blockchain Nội dung của bài tiểu luận này được trình bày trong 4 chương, với câu trúc từng chương như sau : Chương 1 : Tổng quan về công nghệ Blockchain Chương này bạn Phạm Thị Thu Hà sẽ nêu nêu khái niệm về Công nghệ Blockchain ,chỉ ra các đặc điểm chính của nó để thấy được điểm mạnh và điểm yếu của công nghệ này và chỉ ra mối quan hệ với tiền ảo Chương 2 : Nguyên lý hoạt động của công nghệ Blockchain Nội dung của chương này bạn Nguyễn Duy Hiếu sẽ tiếp nối từ những tìm hiểu và khái niệm cơ bản của Chương 1 nhằm giải thích rõ hơn, chi tiết hơn về các khái niệm, cấu trúc qua đó ta có thể hiểu được nguyên lý hoạt động của công nghệ Blockchain và hiểu them về cách ứng dụng vào trong thực tế. Chương 3 : Những ứng dụng của Blockchain vào đời sống Dựa vào nguyên lý hoạt động ở Chương 2 thì với Chương 3 bạn Vũ Thị Ngọc Hân sẽ sẽ nói về những ứng dụng của CN blockchain vào đời sống để thấy được những lợi ích thực tế của CN này đối với chúng ta Chương 4 : Tương lai phát triển của công nghệ Blockchain Từ những ứng dụng thực tiễn của Chương 3 thì với Chương 4 này bạn Vũ Thị Yến sẽ trình bày tiếp chương 4 với nội dung tương lai phát triển của công nghệ Blockchain cũng như sự phát triển của công nghệ Blockchain tại Việt Nam Chương 5 : Kết luận chung và hướng phát triển Đối với chương cuối này thì bạn Hiếu sẽ tóm tắt lại nội dung chính của toàn bộ chương nêu rõ ưu nhược điểm và khái quát sơ qua về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động. Còn đối với phần hướng phát triển sẽ nêu nên tiềm năng trong tương lai cũng như khả năng hiện tại của công nghệ Blockchain. NHÓM 13 4 Báo cáo tiểu luận Đề Tài : Tìm hiểu về công nghê Blockchain Mục Lục Lời cảm ơn ............................................................................................................ 2 Đặt vấn đề ............................................................................................................. 3 Danh mục hình vẽ ................................................................................................ 7 Danh mục ký hiệu , thuật ngữ viết tắt................................................................. 9 Chương 1 : Tổng quan về công nghệ Blockchain........................................... 11 1.1 Blockchain là gì ? .................................................................................................. 11 1.2 Mối quan hệ giữa Blockchain và tiền ảo ? ........................................................... 13 1.3 Mối quan hệ giữa Blockchain và Internet ............................................................ 14 1.3.1 Một cơ sở dữ liệu phân tán ............................................................................ 14 1.3.2 Blockchain giống như Google Docs .............................................................. 14 1.3.3 Tính bền vững của Blockchain ...................................................................... 14 1.3.4 Minh bạch và không thể bị phá vỡ. ................................................................ 14 1.3.5 Một mạng lưới các nút. ................................................................................... 15 1.3.6 Ý tưởng về phân quyền. ................................................................................. 15 1.3.7 Tăng cường bảo mật. ..................................................................................... 15 1.4 Những đặc điểm chính .......................................................................................... 15 1.4.1 Rất tốn điện ..................................................................................................... 16 1.4.2 Tốn không gian lưu trữ................................................................................... 16 1.4.3 Tính không thể bị phá vỡ cũng có nhược điểm của nó ............................... 16 1.4.4 Sửa đổi dữ liệu ................................................................................................ 16 1.4.5 Chìa khóa cá nhân .......................................................................................... 16 1.5 Tổng kết Chương I ................................................................................................ 17 Chương 2 : Nguyên lý hoạt động của công nghệ Blockchain ......................... 18 2.1 Giới thiệu và nêu ví dụ khái quát về các hoạt động của Blockchain ................. 18 2.2 Quy tắc sổ cái phân tán ........................................................................................ 20 2.4 Cơ chế đồng thuận phi tập trung ......................................................................... 21 2.3 Hệ thống POW ....................................................................................................... 23 2.5 Nguyên lý tạo khối ................................................................................................. 23 2.6 Nguyên lý mã hóa .................................................................................................. 24 2.6.1 Hàm Băm ......................................................................................................... 25 2.6.2 Mã Hóa RSA ..................................................................................................... 27 2.7 Nguy cơ tấn công vào hệ thống an ninh của mạng lưới Blockchain ................. 28 NHÓM 13 5 Báo cáo tiểu luận Đề Tài : Tìm hiểu về công nghê Blockchain 2.7.1 Nguy cơ ............................................................................................................. 28 2.7.2 Cách thức tấn công .......................................................................................... 30 2.7.3 Phương thức phòng chống.............................................................................. 31 2.8 Tổng kết chương II ................................................................................................ 31 Chương 3: Những ứng dụng của Blockchain vào đời sống ............................ 33 3.1 Tầm ảnh hưởng của Blockchain trong cuộc sống hiện nay .............................. 33 3.2 Các ứng dụng thực tiễn của Blockchain trong cuộc sống................................. 34 3.2.1 Sản xuất ........................................................................................................... 34 3.2.2 Y tế ................................................................................................................... 35 3.2.3 Giáo dục.......................................................................................................... 36 3.2.4 Nông nghiệp .................................................................................................... 37 3.2.5 Dịch vụ tài chính & Ngân hàng ...................................................................... 38 3.2.6 Bán lẻ .............................................................................................................. 39 3.2.7 Thương mại điện tử ....................................................................................... 40 3.2.8 Du lịch ............................................................................................................. 41 3.2.9 Truyền thông và viễn thông .......................................................................... 42 3.2.10 Vận tải và Logistics ....................................................................................... 43 3.2.11 Xây dựng đô thị thông minh (IoT) ................................................................ 44 3.3 Những công nghệ tương tự Blockchain ................................................................ 45 3.3.1 IOTA là gì? Nó có phải là một giải pháp thay thế cho Blockchain không? .. 46 3.3.2 Công nghệ sổ cái phân tán............................................................................. 47 3.4 Tổng kết chương III ............................................................................................... 48 Chương 4 : Tương lai phát triển của công nghệ blockchain. ......................... 49 4.1 Sự phát triển của blockchain từ quá khứ tới hiện tại ......................................... 49 4.2 Những ứng dụng tiềm năng của blockchain ....................................................... 50 4.3 Phối hợp và kết nối sâu hơn và đa dạng hơn với nhiều mặt đời sống ............. 50 4.3.1 Giải trí .............................................................................................................. 50 4.3.2 Chuỗi cung ứng và Logictics ......................................................................... 51 4.3.3 Chăm sóc sức khỏe ........................................................................................ 51 4.3.4 Từ thiện............................................................................................................ 52 4.3.5 Dịch vụ tài chính ............................................................................................. 52 4.4 Tiềm năng phát triển của Blockchain ở Việt Nam ............................................... 53 Chương 5 : Kết luận chung và hướng phát triển ............................................ 54 Danh mục tham khảo......................................................................................... 55 Bảng phân chia công việc .................................................................................. 56 NHÓM 13 6 Báo cáo tiểu luận Đề Tài : Tìm hiểu về công nghê Blockchain Danh mục hình vẽ Hình 1.1 : Sự kết hợp của 3 công nghệ………………………………………………10 Hình 1.2 : Các loại chính của công nghệ Blockchain.……………………………….11 Hình 2.1: Mô tả cách trao đổi thông tin theo cách truyền thống…………………….17 Hình 2.2: Mô tả quá trình gửi tiền bằng công nghệ Blockchain từ A sang B. ……...18 Hình 2.3: Mô phỏng sự kiện hacker phá hủy làm sập hệ thống lưu trữ thông tin. .…20 Hình 2.4: Mô hình sổ cái phân tán……………………………………………. ……20 Hình 2.5: Miêu tả cơ chế đồng thuận phi tập trung………………………………….21 Hình 2.6: Cấu tạo của một khối Blockchain…………………………………………23 Hình 2.7: Cơ chế liên kết các khối trong Blockchain………………………………..23 Hình 2.8: Nguyên lý hoạt động của hàm băm……………………………………….24 Hình 2.9: Mô tả tính chất của hàm băm. ……………………………………………25 Hình 2.10: Cơ chế liên kết giữa các khối dựa trên tính chất của hàm băm………….25 Hình 2.11: Mô tả chung về cách hoạt động của mã hóa RSA.. ………………..……26 Hình 2.12: Mô tả các hoạt động của mã hóa RSA.……………………………..……27 Hình 2.13: Miêu tả cuộc tấn công 51% trong mạng lưới.. ……………………..……29 Hình 3.1: Blockchain.……………………………………………………………..…32 Hình 3.2: Các ứng dụng thực tiễn của Blockchain trong sản xuất. …………………33 Hình 3.3: Ứng dụng trong y tế.. ………………………………………………..……34 Hình 3.4: Ứng dụng trong giáo dục.. ……………………………………………..…35 Hình 3.5: Ứng dụng trong nông nghiệp.. ……………………………………………36 Hình 3.6: Ứng dụng trong tài chính ngân hàng.. ……………………………………37 Hình 3.7: Ứng dụng trong lĩnh vực bán lẻ.. …………………………………………38 Hình 3.8: Ứng dụng trong thương mại điện tử..…………………………………..…39 Hình 3.9: Ứng dụng trong du lịch.. ……………………………………………….…40 Hình 3.10: Ứng dụng trong truyền thông và viễn thông....…………………………..41 Hình 3.11: Ứng dụng trong vận tải và logistics ……………………………………..43 NHÓM 13 7 Báo cáo tiểu luận Đề Tài : Tìm hiểu về công nghê Blockchain Hình 3.12: Mô hình xây dựng đô thị thông minh……………………………………44 Hình 4.1: Ứng dụng Spotify ..………………….……………………………………50 Hình 4.2: Nền tảng OrigiTrail ………………………………………………………50 Hình 4.3: Y tế điện tử Medicalchain ………………..………………………………50 Hình 4.4: Hệ thống Aidcoin …………………………………………………………51 Hình 4.5: Hệ thống thanh toán Ripple ………………………………………………51 NHÓM 13 8 Đề Tài : Tìm hiểu về công nghê Blockchain Báo cáo tiểu luận Danh mục ký hiệu , thuật ngữ viết tắt Viết tắt Từ tiếng Anh Giải nghĩa CLT Centralized Ledger technology Sổ cái tập trung DLT DLT-Distributed ledger technology Sổ cái phân tán PoW Proof of Work Bằng chứng công việc IoT Internet of thing Kết nối mạng trên mọi vật BTC Bitcoin Một loại tiền kỹ thuật số Msi Message integrity Tính toàn vẹn của thông điệp SmC Smart contract Hợp đồng thông minh Dlc Decentralized consensus Cơ chế đồng thuận phi tập trung AI Artificial Intelligence Trí tuệ nhân tạo Smart package Đóng gói thông minh SmP NHÓM 13 9 Báo cáo tiểu luận NHÓM 13 Đề Tài : Tìm hiểu về công nghê Blockchain 10 Báo cáo tiểu luận Chương 1 : Tổng quan về công nghệ Blockchain Chương 1 : Tổng quan về công nghệ Blockchain 1.1 Blockchain là gì ? Blockchain là công nghệ chuỗi – khối, cho phép truyền tải dữ liệu một cách an toàn dựa trên hệ thống mã hóa vô cùng phức tạp, tương tự như cuốn sổ cái kế toán của một công ty, nơi mà tiền được giám sát chặt chẽ và ghi nhận mọi giao dịch trên mạng ngang hàng. Mỗi khối (block) đều chứa thông tin về thời gian khởi tạo và được liên kết với khối trước đó, kèm theo đó là một mã thời gian và dữ liệu giao dịch. Dữ liệu khi đã được mạng lưới chấp nhận thì sẽ không có cách nào thay đổi được. Blockchain được thiết kế để chống lại việc gian lận, thay đổi của dữ liệu. Hình 1.1 : Sự kết hợp của 3 công nghệ • • • • • Công nghệ Blockchain – sự kết hợp giữa 3 loại công nghệ: Mật mã học: để đảm bảo tính minh bạch, toàn vẹn và riêng tư thì công nghệ Blockchain đã sử dụng public key và hàm hash function. Mạng ngang hàng: Mỗi một nút trong mạng được xem như một client và cũng là server để lưu trữ bản sao ứng dụng. Lý thuyết trò chơi: Tất cả các nút tham gia vào hệ thống đều phải tuân thủ luật chơi đồng thuận (giao thức PoW, PoS,) và được thúc đẩy bởi động lực kinh tế. Hệ thống Blockchain chia thành 3 loại chính: Public: Bất kỳ ai cũng có quyền đọc và ghi dữ liệu trên Blockchain. Quá trình xác thực giao dịch trên Blockchain này đòi hỏi phải có rất nhiều nút tham gia. Vì vậy, muốn tấn công được vào hệ thống Blockchain này cần chi phí rất lớn và thực sự không khả thi. Ví dụ: Bitcoin, Ethereum,… Private: Người dùng chỉ được quyền đọc dữ liệu, không có quyền ghi vì điều này thuộc về bên tổ chức thứ ba tuyệt đối tin cậy. Vì đây là một Private Blockchain, cho NHÓM 13 11 Báo cáo tiểu luận • Chương 1 : Tổng quan về công nghệ Blockchain nên thời gian xác nhận giao dịch khá nhanh vì chỉ cần một lượng nhỏ thiết bị tham gia xác thực giao dịch. Ví dụ: Ripple là một dạng Private Blockchain, hệ thống này cho phép 20% các nút là gian dối và chỉ cần 80% còn lại hoạt động ổn định là được. Permissioned (hay còn gọi là Consortium): một dạng của Private nhưng bổ sung thêm 1 số tính năng khác, đây là sự kết hợp giữa Public và Private. Ví dụ: Các ngân hàng hay tổ chức tài chính liên doanh sẽ sử dụng Blockchain cho riêng mình. Hình 1.2 : Các loại chính của công nghệ Blockchain. Các phiên bản của công nghệ Blockchain: • Công nghệ Blockchain 1.0 – Tiền tệ và Thanh toán: Ứng dụng chính của phiên bản này là tiền mã hoá: bao gồm việc chuyển đổi tiền tệ, kiều hối và tạo lập hệ thống thanh toán kỹ thuật số. Đây cũng là lĩnh vực quen thuộc với chúng ta nhất mà đôi khi khá nhiều người lầm tưởng Bitcoin và Blockchain là một.. • Vì Blockchain 1.0 là công nghệ đứng sau sự thành công của Bitcoin. Bằng cách sữ dụng các thuật toán về tiền tệ - ví Blockchain, Blockchain 1.0 hỗ trợ mọi giao dịch liên quan đến chuyển đổi tiền tệ, kiều hối và thanh toán kỹ thuật số trong phạm vi tiền điện tử, trong đó có Bitcoin. • Công nghệ Blockchain 2.0 – Tài chính và Thị trường: Ứng dụng xử lý tài chính và ngân hàng: mở rộng quy mô của Blockchain, đưa vào các ứng dụng tài chính và thị trường. Các tài sản bao gồm cổ phiếu, chi phiếu, nợ, quyền sở hữu và bất kỳ điều gì có liên quan đến thỏa thuận hay hợp đồng.,cụ thể là sự ra đời của Hợp đồng thông minh, giúp cắt giảm trung gian, tăng mức độ tin tưởng vào thế giới kỹ thuật số hiện đại. • Công nghệ Blockchain 3.0 – Thiết kế và Giám sát hoạt động: Đưa Blockchain vượt khỏi biên giới tài chính, và đi vào các lĩnh vực như giáo dục, chính phủ, y tế và nghệ thuật. NHÓM 13 12 Báo cáo tiểu luận Chương 1 : Tổng quan về công nghệ Blockchain • Bằng việc tích hợp cả hai phiên bản trước đó và kết hợp thêm các tính năng vượt trội như hệ thống Data, hợp đồng thông minh, nền tảng điện toán đám mây, blocklet hoạt động không cần máy chủ, … đặc biệt là ứng dụng phân tán - Decentralized Application. • Công nghệ Blockchain 4.0 - Doanh nghiệp và ứng dụng giao dịch: Là công nghệ mới nhất nhắm đến các doanh nghiệp, tập trung tạo ra và chạy các ứng dụng giao dịch một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn. Công nghệ này sở hữu tất cả những ưu điểm của các đời công nghệ trước, đồng thời khắc phục những khuyết điểm về tốc độ xử lý chậm và thiếu nguồn nhân lực chất lượng cao để vận hành. 1.2 Mối quan hệ giữa Blockchain và tiền ảo ? Thông thường, mọi người thường nhầm lẫn giữa Blockchain và tiền điện tử là giống nhau. Mặc dù cả hai là những sáng tạo khác nhau, nhưng cả hai đều làm việc cùng nhau. Điều đáng chú ý là Blockchain có thể được sử dụng trong các lĩnh vực khác ngoài tính chất phân tán nó cung cấp cho tiền điện tử. Trong thời gian gần đây, nhiều tổ chức và chính phủ đang xem xét khả năng ứng dụng của công nghệ Blockchain. Các doanh nghiệp hiện đang đề xuất sử dụng các Blockchain riêng để tăng cường công việc. Blockchain đã được thiết kế để lưu giữ hồ sơ của tất cả các giao dịch diễn ra trên mạng ngang hàng (P2P). Blockchain hoạt động như một sổ cái ẩn danh. Mặc dù chi tiết của các giao dịch được giữ bí mật, sổ cái được công khai. Do đó, người ta có thể xem nó để xác nhận rằng một giao dịch đã diễn ra. Công nghệ Blockchain giúp giảm chi phí, tăng cường tính minh bạch và cho phép hiệu quả. Satoshi Nakamoto đã tạo ra Blockchain để phục vụ mục đích ghi lại các giao dịch được thực hiện bằng Bitcoin, do đó trở thành một sổ cái giao dịch công khai. Điều này làm cho Bitcoin trở thành loại tiền điện tử đầu tiên sử dụng Blockchain trong việc ghi lại tất cả các giao dịch mà không có sự can thiệp của bên ngoài hoặc cơ quan trung ương. Tiền điện tử hầu hết thời gian dựa vào Blockchain. Để khai thác các loại tiền điện tử như Bitcoin, Blockchain là không thể tránh khỏi. Blockchain chứa một tập hợp các khối với mỗi khối chứa chi tiết về dữ liệu giao dịch hoặc giao dịch được thực hiện bằng tiền điện tử. Mỗi khối riêng lẻ được tạo thành từ các câu đố đang được giải quyết bởi các thợ mỏ để xác nhận các giao dịch. Sau khi giải quyết thành công vấn đề, một khối mới được tạo và xuất bản lên các nút khác. Người khai thác sau đó được thưởng cho việc hoàn thành nhiệm vụ như thiết kế sàn giao dịch tiền ảo ứng dụng Blockchain Như đã nói trước đó, Blockchain đóng vai trò là một sổ cái để ghi lại tất cả các giao dịch được thực hiện bằng tiền điện tử và có thể mất tới 30 phút hoặc hơn để giao dịch NHÓM 13 13 Báo cáo tiểu luận Chương 1 : Tổng quan về công nghệ Blockchain Bitcoin được ghi lại. Khi điều này xảy ra, các chi tiết của giao dịch đều được xác nhận và giải quyết trong một khoảng thời gian ngắn trên tất cả các nút. Khi một giao dịch đã được ghi lại, dữ liệu sẽ không thể được sửa đổi. Blockchain cũng đảm bảo rằng ví tiền điện tử tính toán số dư chi tiêu của họ để các giao dịch mới có thể được xác nhận và đảm bảo rằng không có nhiều chi tiêu. Điều quan trọng cần biết là không có Blockchain, hầu hết các loại tiền điện tử sẽ không thể chạy thành công. Để thu hút tất cả các lợi ích của chứng khoán, hầu hết các loại tiền điện tử đều có, bạn không thể làm gì nếu không có Blockchain. 1.3 Mối quan hệ giữa Blockchain và Internet 1.3.1 Một cơ sở dữ liệu phân tán Thông tin được tổ chức trên một Blockchain tồn tại dưới dạng cơ sở dữ liệu được chia sẻ và hòa hợp liên tục. Đây là cách để sử dụng mạng với những lợi ích rõ ràng. Cơ sở dữ liệu Blockchain không được lưu trữ ở duy nhất một vị trí nào, nghĩa là các bản ghi được lưu trữ một cách công khai, dễ kiểm chứng. Không có một phiên bản tập trung nào của cơ sở dữ liệu này tồn tại, nên hacker cũng chẳng có cơ hội nào để tấn công nó. Blockchain được lưu trữ bởi hàng triệu máy tính cùng lúc, dữ liệu của nó có thể truy cập bởi bất cứ ai trên Internet. 1.3.2 Blockchain giống như Google Docs Với Google Docs, cả hai bên đều có quyền truy cập đồng thời vào cùng một tài liệu và phiên bản duy nhất của tài liệu đó luôn hiển thị cho cả hai. Nó giống như sổ cái được chia sẻ, nhưng nó là một tài liệu được chia sẻ. Phần phân tán chỉ hoạt động khi chia sẻ liên quan đến một số người. 1.3.3 Tính bền vững của Blockchain Công nghệ Blockchain giống như Internet vì nó có một sức mạnh được tích hợp sẵn. Bằng cách lưu trữ những khối thông tin giống nhau trên mạng lưới của mình, Blockchain không thể: - Bị kiểm soát bởi bất kỳ một thực thể nào. - Không có điểm thiếu sót, lỗi duy nhất nào. 1.3.4 Minh bạch và không thể bị phá vỡ. Mạng lưới Blockchain tồn tại trong trạng thái của sự thỏa thuận, tự động kiểm tra 10 phút một lần. Một loại hệ sinh thái tự kiểm soát giá trị kỹ thuật số, mạng lưới sẽ NHÓM 13 14 Báo cáo tiểu luận Chương 1 : Tổng quan về công nghệ Blockchain điều hòa mọi giao dịch xảy ra trong khoảng 10 phút. Mỗi nhóm giao dịch này được gọi là khối. Hai đặc tính quan trong được rút ra từ đây: - Minh bạch: Dữ liệu được nhúng trong mạng như một khối, công khai. - Nó không bị thể bị hỏng: Khi thay đổi bất kỳ đơn vị thông tin nào trên Blockchain có nghĩa là sử dụng một lượng lớn máy tính để ghi đè lên toàn bộ mạng. 1.3.5 Một mạng lưới các nút. Một mạng lưới các nút tính toán tạo thành Blockchain. Nút ở đây là máy tính được kết nối với mạng Blockchain, sử dụng client để thực hiện nhiệm vụ xác nhận và chuyển tiếp các giao dịch. Nút sẽ nhận được một bản sao của Blockchain, được tải tự động khi tham gia mạng lưới Blockchain. Các nút này cùng nhau tạo ra một mạng lưới cấp 2 mạnh mẽ, một góc nhìn hoàn toàn khác về cách mà Internet có thể hoạt động. Mỗi nút là một “quản trị viên” của mạng Blockchain và tự động tham gia vào mạng, động lực cho việc tham gia này chính là cơ hội giành được Bitcoin. 1.3.6 Ý tưởng về phân quyền. Theo thiết kế, Blockchain là một công nghệ được phân quyền. Bất cứ điều gì xảy ra trên đó đều là chức năng của mạng. Một số gợi ý quan trọng bắt nguồn từ điều này. Nhờ tạo ra cách mới để xác nhận giao dịch mà những khía cạnh của thương mại truyền thống có thể trở nên không cần thiết. 1.3.7 Tăng cường bảo mật. Nhờ lưu trữ dữ liệu trên mạng của mình, Blockchain loại bỏ những rủi ro đi kèm với dữ liệu được tổ chức tập trung. Mạng của nó không có những điểm dễ bị tổn thương. Trong khi đó, vấn đề bảo mật trên Internet thì ngày càng trở nên phức tạp. 1.4 Những đặc điểm chính Blockchain không phải là một phép màu, nó cũng có những trở ngại nhất định mà trong tương lai gần chúng ta cần phải khắc phục. Những quảng cáo hoặc lời thổi phồng xung quanh Blockchain có thể khiến nhiều người mù quáng, không nhận ra sự thật rất rõ ràng rằng, Blockchain tồn tại những bất lợi khi sử dụng khiến các ngành công nghiệp phải tìm cách giảm thiểu nó trước khi có thể áp dụng trên quy mô lớn. NHÓM 13 15 Báo cáo tiểu luận Chương 1 : Tổng quan về công nghệ Blockchain 1.4.1 Rất tốn điện Vì mỗi Blockchain đã sao chép chính mình đến mọi nút trên Blockchain nên đã tạo ra một số lượng lớn những sự dư thừa. Mỗi lần giao dịch Bitcoin được thực hiện, nó được xác nhận nhiều lần vì có nhiều nút trên mạng. Quy trình này sử dụng rất nhiều điện. Các Blockchain tư nhân có thể không bị ảnh hưởng nhiều vì họ có thể giới hạn các Blockchain đến một số ít máy tính. Tuy nhiên, nếu là ngân hàng, phải xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi phút trên toàn cầu, thì đây sẽ là vấn đề lớn. 1.4.2 Tốn không gian lưu trữ Ngay bây giờ, để vận hành một nút trên Blockchain Bitcoin, bạn phải tải xuống 60GB dữ liệu. Sẽ như thế nào nếu dữ liệu là 1 Terabyte? Nếu thị trường Bitcoin phát triển mạnh, sẽ có nhiều Blockchain với dung lượng hàng Terabyte xuất hiện trong thực tế. Khi đó, chỉ có các trang trại máy chủ và những người thực sự quan tâm đến việc thương mại hóa tiền kỹ thuật số quy mô lớn, mới có thể vận hành toàn bộ các nút. Điều này sẽ tạo ra một mạng lưới tập trung, vốn được coi là một sự phân quyền kỳ lạ. 1.4.3 Tính không thể bị phá vỡ cũng có nhược điểm của nó Giả sử bạn có một chiếc ví trên mạng, bạn bị mất chìa khóa chứng thực để mở ví đó. Không có liên kết để reset mật khẩu, không có hotline hỗ trợ. Bạn mất toàn bộ số tiền trong ví. Không có sự thu hồi. Bạn mất trắng. Nếu biết cách xử lý dữ liệu một cách có trách nhiệm, bạn sẽ không gặp phải điều giả sử ở trên. Tiền của bạn vẫn sẽ ở trong túi của bạn, và tất nhiên, bạn có toàn quyền kiểm soát nó. Nhưng quyền lực luôn đi đôi với trách nhiệm, điều mà không phải ai cũng hiểu được. Những người như thế chính là nguyên nhân khiến cho 1/4 số Bitcoin trên trái đất biến mất mãi mãi. Nếu bạn đặt một thứ gì đó lên Blockchain, bạn phải thật chắc chắn là mình sẽ không hối hận. Vì giao dịch một khi được thực hiện sẽ không thể đảo ngược, hay làm lại. Nó sẽ ở trên Blockchain mãi mãi, theo đúng nghĩa đen luôn. 1.4.4 Sửa đổi dữ liệu Một nhược điểm khác của các hệ thống Blockchain là một khi dữ liệu đã được thêm vào Blockchain thì việc sửa đổi là rất khó. Mặc dù tính ổn định là một trong những lợi thế của Blockchain, nhưng nó không phải lúc nào cũng tốt. Việc thay đổi dữ liệu hoặc mã Blockchain thường rất phức tạp và thường cần có một hard fork, trong đó một chuỗi sẽ bị bỏ và một chuỗi mới được đưa lên. 1.4.5 Chìa khóa cá nhân Blockchain sử dụng mật mã chìa khóa công khai (hoặc bất đối xứng) để cung cấp cho người dùng quyền sở hữu đối với các đơn vị tiền điện tử của họ (hoặc bất kỳ dữ liệu Blockchain nào khác). Mỗi tài khoản Blockchain (hoặc địa chỉ) có hai chìa khóa tương ứng: một chìa khóa chung (có thể chia sẻ) và một chìa khóa cá nhân (cần được NHÓM 13 16 Báo cáo tiểu luận Chương 1 : Tổng quan về công nghệ Blockchain giữ bí mật). Người dùng cần chìa khóa cá nhân để truy cập vào tiền của họ, nghĩa là tự họ đóng vai trò như một ngân hàng. Nếu người dùng mất chìa khóa cá nhân, tiền sẽ bị mất và không thể làm gì hơn được nữa 1.5 Tổng kết Chương I Blockchain từng được biết đến như một ứng dụng không thể thiếu của Bitcoin nói riêng và các loại tiền ảo nói chung. Mặc dù có những nhược điểm, công nghệ Blockchain mang lại một số ưu điểm độc đáo, do vậy chắc chắn nó vẫn có một vị thế quan trọng. Mặc dù còn một chặng đường dài để công nghệ này được áp dụng rộng khắp nhưng hiện nay đã có nhiều lĩnh vực hiện đang nghiên cứu những ưu và khuyết điểm của các hệ thống Blockchain. Vài năm tới chúng ta có thể sẽ thấy các doanh nghiệp và chính phủ thử nghiệm các ứng dụng mới để tìm ra cách sử dụng tốt nhất công nghệ Blockchain. NHÓM 13 17 Báo cáo tiểu luận Chương 2 : Nguyên lý hoạt động của Blockchain Chương 2 : Nguyên lý hoạt động của công nghệ Blockchain 2.1 Giới thiệu và nêu ví dụ khái quát về các hoạt động của Blockchain Trước hết, ta hãy giả sử có một tình huống là A muốn gửi cho B 1 số tiền nhất định bằng phương pháp chuyển tiền qua trung gian theo cách truyền thống ( ở đây trung gian là ngân hàng X ) bằng cách áp dụng mô hình Sổ cái tập trung ( Centralized Ledger ) . Hình 2.1: Mô tả cách trao đổi thông tin theo cách truyền thống B1 : A muốn gửi cho B 1 số tiền. A sẽ gửi yêu cầu đến Ngân hàng X đóng vai trò là trung gian . B2 : Ngân hàng X sau khi nhận được yêu cầu từ bên A sẽ tìm kiếm, tra cứu trong danh sách của mình xem có bên B hay không. B3 : Sau khi tra cứu tìm thấy bên B thì Ngân hàng X sẽ thực hiện giao dịch chuyển số tiền bên A đã gửi đến bên B. Nếu như trong quá trình tra cứu không có bên B hoặc không tồn tại B thì yêu cầu sẽ hủy bỏ gửi trả lại A. B4 : Sau khi bên B nhận được số tiền thì Ngân hàng X sẽ gửi thông báo đến bên A để thông báo về việc chuyển tiền thành công. Vậy nếu như cũng trong tình huống giả định như vậy nhưng ta lại áp dụng công nghệ Blockchain thì tình huống sẽ xảy ra như sau. NHÓM 13 18 Báo cáo tiểu luận Chương 2 : Nguyên lý hoạt động của Blockchain Hình 2.2: Mô tả quá trình gửi tiền bằng công nghệ Blockchain từ A sang B. B1: A muốn gửi 1 số tiền tới cho B. giao dịch là sự xác nhận của hệ thống các máy tính, gọi là Node( nút ). Các Node này sẽ thực hiện các bước xác nhận thông qua thuật toán. Các node này sẽ kiểm tra xem liệu ví anh A trên ”sổ cái” còn đủ tiền để chi trả không B2: Sau khi kiểm tra và đảm bảo rằng mọi thứ đều chính xác. Các Node sẽ đóng gói đề xuất của anh A được xác nhận. Các gói này sẽ tạo thành các Block B3: Mỗi nút trong mạng sau đó sẽ nhận được thông báo này và ánh xạ giao dịch được yêu cầu vào bản sao sổ cái kế toán của họ, và theo đó số dư tài khoản của cả hai bên đều được cập nhật. B4: Giao dịch này chỉ được xem là hợp lệ khi nó khớp với lịch sử giao dịch đã được ghi nhận trên toàn bộ các sổ cái trong mạng B5: Block đc thêm vào Blockchain. B6: B nhận được tiền từ A Vậy câu hỏi được đặt ra giữa 2 mô hình trên là : + Làm thế nào để biết được đó là tiền của A gửi cho B hoặc làm sao để biết được chính xác B đã nhận được tiền hay chưa hay đã bị đánh cắp bởi hacker ?,,,, + Hacker có thể tập trung đánh vào Ngân hàng X nơi lưu trữ thông tin thì mọi thông tin sẽ bị mất hết . Vậy có cách nào để khắc phục điều này ?,… + Nếu như hacker có thể dùng một cách nào đấy để đánh cắp số tiền đó thì sao ?,… NHÓM 13 19 Báo cáo tiểu luận Chương 2 : Nguyên lý hoạt động của Blockchain Và để trả lời cho những câu hỏi trên thì vào năm 2008 một người đàn ông tên Satoshi Wakamoto đã sáng tạo ra công nghệ Blockchain giúp giải quyết hết những câu hỏi trên bằng những đặc tính đặc biệt của công nghệ Blockchain mà ta sẽ tìm hiểu sau đây. 2.2 Quy tắc sổ cái phân tán Cơ sở dữ liệu là Blockchain và mỗi nút trên Blockchain có quyền truy cập vào toàn bộ Blockchain. Không một nút hoặc máy tính nào điều chỉnh thông tin chứa trong đó. Mọi nút đều có thể xác thực các bản ghi của Blockchain. Tất cả điều này được thực hiện mà không có một hoặc một vài trung gian kiểm soát mọi thứ Các giao dịch diễn ra ngang hàng (P2P), trực tiếp giữa 2 bên, không thông qua một bên thứ ba. Thông tin về những gì đang xảy ra trên Blockchain được lưu trữ trên mỗi nút sau đó được chuyển đến các nút lân cận. Bằng cách này, thông tin lan truyền qua toàn bộ mạng. Bất cứ ai cũng có khả năng nhìn thấy mọi giao dịch và giá trị băm của nó. Tất cả những gì bạn thấy trên Blockchain là bản ghi các giao dịch giữa các địa chỉ Blockchain. Mỗi nút trong Blockchain đều đang lưu giữ một bản sao của sổ kế toán. Do vậy, mỗi nút đều biết số dư tài khoản của bạn là bao nhiêu. Hệ thống Blockchain chỉ ghi lại mỗi giao dịch được yêu cầu chứ không hề theo dõi số dư tài khoản của bạn. Sau khi ghi lại giao dịch trên Blockchain và Blockchain đã được cập nhật, thì không thể thay đổi hồ sơ của giao dịch này. Hồ sơ của một giao dịch cụ thể được liên kết với hồ sơ trước. Các bản ghi Blockchain là vĩnh viễn, chúng được sắp xếp theo thứ tự thời gian và chúng đã cập nhật ở tất cả các nút khác. Tính ưu việt của sổ cái phân tán tốt hơn sổ cái tập trung ở việc : + Đối với sổ cái tập trung : nếu như hacker hay bất cứ một biến cố nào xảy ra đối với trung tâm lưu trữ thông tin thì toàn bộ mạng lưới sẽ sụp đổ hoặc gặp trục trặc . NHÓM 13 20