(TIỂU LUẬN) báo cáo NGHIÊN cứu CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN

CÔNG TY TNHH BKIS - HỆ THỐNG THÔNG TIN BK - - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN Người thực hiện: Lưu Văn Lợi Hà Nội, ngày 18 tháng 09 năm 2022 Mục Lục I Blockchain gì? Đặt vấn đề .3 Khái niệm Blockchain 3 Các loại mạng Blockchain 4 Lịch sử hình thành .4 II Blockchain hoạt động nào? III Ưu nhược điểm Blockchain .8 IV Ý nghĩa Blockchain .9 Smart Contract gì? 10 V Khái niệm: 10 Smart Contract hoạt động nào? 10 Lập trình Smart Contract: 11 Lựa chọn tại: 17 I Blockchain gì? Đặt vấn đề Giả sử bạn chuyển tiền từ tài khoản bạn Bạn ghi vào ngân hàng online giao dịch chuyển số tiền từ tài khoản bạn (giảm) đến tài khoản người khác (tăng) dựa số tài khoản họ Khi giao dịch hoàn tất, tài khoản ngân hàng bạn cập nhật Nghe đơn giản tiềm ẩn vấn đề mà hầu hết bỏ qua: giao dịch bị hỏng dẫn đến số tiền tài khoản gửi không bị giảm số tiền tài khoản nhận không tăng, dễ dàng bị giả mạo, số tiền lưu ghi CSDL tập trung nên bị cơng tiền tài khoản bạn biến Bản ghi lưu liệu giao dịch phần quan trọng doanh nghiệp Thông thường, thông tin xử lý nội thông qua bên thứ môi giới, luật sư ngân hàng để tăng tin tưởng hai bên giao dịch làm tăng thời gian chi phí cho việc kinh doanh Công nghệ Blockchain đời nhằm giải vấn đề Khái niệm Blockchain Blockchain danh sách ghi gọi block lưu liệu công khai theo thứ tự thời gian Thơng tin mã hóa mật mã để đảm bảo quyền riêng tư người dùng không bị xâm phạm liệu bị thay đổi Thơng tin lưu Blockchain khơng kiểm sốt quan nào, không giống tổ chức tài Những người tham gia mạng trì liệu họ có thẩm quyền để phê duyệt giao dịch xảy mạng Do đó, mạng lưới Blockchain điển hình mạng Blockchain cơng cộng Miễn bạn có quyền truy cập vào mạng, bạn có quyền truy cập vào liệu Blockchain Nếu bạn người tham gia vào mạng Blockchain, bạn có sổ mà người tham gia khác có Khi nút liệu máy tính bị hỏng, người tham gia khác cảnh báo họ khắc phục cố sớm Blockchain kết hợp công nghệ: mật mã, mạng ngang hàng, sổ điện tử Các khóa mật mã private key public key Mỗi cá nhân node mạng có hai khóa dùng chúng để tạo chữ ký điện tử: Chữ ký điện tử tham chiếu nhận dạng an toàn thành phần quan trọng công nghệ blockchain Mọi giao dịch ủy quyền chữ ký chủ sở hữu Một giao dịch giao dịch ủy quyền xác minh toán học mạng ngang hàng Mạng ngang hàng nhóm lớn cá nhân đóng vai trị quan có thẩm quyền để đạt đồng thuận giao dịch Tất giao dịch lưu trữ cấu trúc gọi sổ điện tử Sổ điện tử hoạt động Google spareadsheet chứa tất node mạng có lịch sử tất giao dịch thực node Thông tin lưu trữ có tính bảo mật cao khơng thể bị giả mạo Ai xem liệu khơng làm hỏng 3 Các loại mạng Blockchain Private Blockchain networks: Blockchain riêng tư vận hành mạng đóng, định hướng để hoạt động tốt cho doanh nghiệp tổ chức tư nhân Các cơng ty sử dụng private blockchain để tùy chỉnh khả truy nhập ủy quyền, tham số cho mạng tùy chọn bảo mật khác Chỉ có người có thẩm quyền quản lý private blockchain network Public Blockchain networks: Bitcoin loại tiền số khác có nguồn gốc từ public blockchain, thứ đóng vai trị việc phổ biến công nghệ sổ phân tán (DTL) Public Blockchain giúp loại bỏ thách thức vấn đề định, sai sót bảo tính tập trung Với DTL, liệu phân tán qua mạng ngang hàng Một thuật toán đồng sử dụng để xác minh tính xác thực thơng tin; chứng cổ phần (PoS) chứng công việc (PoW) hai chế đồng thuận thường sử dụng Permissioned Blockchain networks: Thường biết đến hybrid blockchain, permissioned blockchain networks private blockchain cho phép truy cập đặc biệt cho cá nhân ủy quyền Tổ chức thường cài đặt loại blockchain để tận dụng lợi hai loại, cho phép cấu trúc tốt gắn cho quyền tham gia vào mạng tham gia vào giao dịch Consortium Blockchains: Gần giống với Permissioned blockchain, consortium blockchain có phần cơng khai bí mật, ngoại trừ nhiều tổ chức quản lý mạng liên hợp Mặc dù loại blockchain ban đầu phức tạp q trình khởi tạo, chạy, cung cấp bảo mật tốt Thêm vào đó, consortium blockchain tối ưu để vận hành với nhiều tổ chức Lịch sử hình thành Ý tưởng đằng sau công nghệ blockchain mô tả từ năm 1991 nhà nghiên cứu Stuart Haber W Scott Stornetta giới thiệu giải pháp thực tế mặt tính tốn để đánh dấu thời gian văn số để chúng không bị đề lùi ngày trước can thiệp vào Hệ thống sử dụng chuỗi gồm khối bảo mật mật mã để lưu trữ văn đánh dấu thời gian, năm 1992, Merkle tích hợp vào thiết kế, khiến trở nên hiệu cách cho phép khối tập hợp vài văn Tuy nhiên, công nghệ không sử dụng sáng chế hết hạn vào năm 2004, bốn năm trước Bitcoin đời Năm 2004, nhà khoa học máy tính người theo chủ nghĩa mật mã Hal Finney (Harold Thomas Finney II) đưa hệ thống gọi RPoW, Proof Of Work Tái sử dụng Hệ thống hoạt động cách nhận Hashcash thay đổi thay dựa token proof of work, đổi lại tạo token ký RSA mà sau trao đổi trực tiếp từ người sang người khác RPoW giải vấn đề tiêu dùng hai lần cách lưu giữ quyền sở hữu token đăng ký máy chủ đáng tin cậy; máy chủ thiết kế phép người dùng toàn giới xác minh tính xác xác thực thời gian thực RPoW xem thử nghiệm ban đầu bước quan trọng lịch sử tiền điện tử Vào cuối năm 2008, sách trắng giới thiệu hệ thống tiền mặt điện tử mạng ngang hàng, phi tập trung – tên Bitcoin – đăng danh sách nhận thư mật mã học người tổ chức lấy biệt danh Satoshi Nakamoto Dựa thuật tốn proof of work Hashcash, thay sử dụng hàm tính tốn dựa phần cứng RPoW, tính chống chi tiêu hai lần Bitcoin cung cấp giao thức mạng ngang hàng để theo dõi xác thực giao dịch Nói ngắn gọn, thợ đào “đào” Bitcoin để nhận phần thưởng cách sử dụng chế proof-of-work sau xác minh node phi tập trung mạng Vào ngày tháng năm 2009, Bitcoin đời Satoshi Nakamoto đào khối bitcoin đầu tiên, đem lại phần thưởng 50 bitcoin Người nhận Bitcoin Hal Finney, ông ta nhận 10 bitcoin từ Satoshi Nakamoto giao dịch bitcoin giới vào ngày 12 tháng năm 2009 Năm 2013, Vitalik Buterin, nhà lập trình nhà đồng sáng lập Bitcoin Magazine Bitcoin cần ngôn ngữ mật mã để xây dựng ứng dụng phi tập trung Khơng có chấp thuận cộng đồng, Vitalik bắt đầu phát triển tảng tính toán phân tán dựa blockchain mới, Ethereum, với chức mật mã gọi hợp đồng thông minh (smart contract) Hợp đồng thông minh chương trình tệp lệnh triển khai thực thi blockchain Ethereum, chúng sử dụng, ví dụ, để thực giao dịch điều kiện thỏa mãn Các hợp đồng thông minh viết số ngơn ngữ lập trình cụ thể biên soạn thành bytecode, mà máy ảo Turing-complete phi tập trung, gọi máy ảo Ethereum (EVM), sau đọc thực thi Các nhà phát triển tạo xuất ứng dụng chạy bên blockchain Ethereum Những ứng dụng thường biết đến DApp (ứng dụng phi tập trung) có hàng trăm DApp chạy blockchain Ethereum, bao gồm tảng mạng truyền thông xã hội, ứng dụng cờ bạc, sàn giao dịch tài Tiền điện tử Ethereum gọi Ether; chuyển tài khoản sử dụng để trả phí cho cơng suất tính tốn sử dụng thực thi hợp đồng thông minh Ngày công nghệ blockchain thu hút nhiều ý kênh thống sử dụng cho nhiều ứng dụng khác không lĩnh vực tiền điện tử II Blockchain hoạt động nào? Blockchain tổng hợp cơng nghệ sau đây: - Khóa mật mã - Một mạng ngang hàng - Sổ chia sẻ kèm theo phương tiện tính tốn, để lưu giao dịch ghi mạng Các khóa mật mã bao gồm hai khóa - Private Public key Những khóa giúp hồn thành giao dịch hai bên Mỗi cá nhân có hai khóa, thứ sử dụng để cung cấp tham chiếu nhận dạng điện tử an toàn Nhận dạng an toàn phần quan trọng công nghệ Blockchain Trong giới tiền số, nhận dạng biến đến chữ ký điện tử sử dụng để ủy quyền điều khiển giao dịch Chữ ký điện tử gộp với mạng ngang hàng; số lượng lớn cá nhân hoạt động quyền sử dụng chữ ký điện tử để đạt đồng thuận giao dịch Khi họ ủy quyền giao dịch, chứng nhận xác minh tốn học, kết giao dịch thành công bảo mật hai bên tham gia mạng Nói chung, người dùng Blockchain sử dụng khóa mật mã để thực thao tác kỹ thuật số thông qua mạng ngang hàng Một chức cốt lõi công nghệ Blockchain cách mà xác nhận ủy quyền giao dịch Ví dụ, hai cá nhân muốn thực giao dịch với private public key, tương ứng, người thứ gắn thông tin giao dịch với public key người thứ hai Tồn thơng tin tập hợp block Block chứa chữ ký điện tử, dấu thời gian (timestamp) thơng tin quan trọng liên quan Nó ghi block chưa thêm định danh người lại giao dịch Block sau chuyển qua lại mạng node, người cịn lại nhận (có private key để giải mã block này), giao dịch hoàn tất Ngoài việc thực giao dịch tài chính, Blockchain giữ chi tiết giao dịch tài sản, phương tiện, … Sau ví dụ minh họa cách mà Blockchain hoạt động: - Mã hóa hash: Cơng nghệ blockchain sử dụng mã hóa hash mật mã để bảo mật thông tin, chủ yếu dựa vào thuật tốn mã hóa SHA256 Địa người gửi (public key), địa người nhận, giao dịch, private key truyền thơng qua thuật tốn SHA256 Những thơng tin mã hóa, gọi mã hóa hash, truyền toàn giới thêm vào blockchain sau xác thực Thuật toán SHA256 khiến việc đánh cắp mã hóa hash trở nên bất khả thi, khiến cho việc xác thực người gửi người nhận trở nên đơn giản - Bằng chứng làm việc: Trong Blockchain, block bao gồm trường liệu chính: Previus hash: địa hash block nằm trước Transaction Details: nội dung tất giao dịch cần phải thực Nonce: Một số tạo dạng mã hóa để phân biệt địa hash block khác Hash Address: Tấ thông tin kể truyền thơng qua thuật tốn hash Nó tạo kết chứa 256bit, từ mã dài 64 ký tự, thứ gọi địa hash Kết là, coi mã hash block (được tạo từ giá trị thơng qua hàm Hash) Nhiều người cố tìm mã hash hợp lệ để thỏa mãn điều kiện cho trước cách sử dụng thuật tốn Giao dịch hồn thành điều kiện cho trước đáp ứng Nói cách dễ hiểu hơn, Blockchain miner nỗ lực để giảo toán, thứ giới thiệu chứng vấn đề công việc (PoW) Bất giải vấn đề sớm nhận phần thưởng - Mining: Trong công nghệ Blockchain, trình thêm nội dung giao dịch vào sổ điện tử công khai gọi mining Mặc dù thuật ngữ liên kết với Bitcoin, sử dụng cơng nghệ Blockchain khác Mining có liên quan đến việc tạo mã hash block chứa giao dịch, thứ khó để thực hiện, từ tạo an tồn cho Blockchain mà không cần hệ thống tập trung Bitcoin sử dụng hệ thống chứng công việc Bằng chứng công việc gì? Đó phần liệu khó sản xuất (tốn nhiều thời gian, tài nguyên) người khác xác minh dễ dàng đáp ứng yêu cầu cụ thể Với Bitcoin, chứng công việc tranh giành miner muốn thêm block vào Blockchain - họ phải tính nonce cho khối cách giải toán Sau miner phát giá trị nonce, người truyền thơng tin toàn mạng miner khác xác thực yêu cầu, miner nhận 12.5 bitcoin hình thức “khen thưởng” khác Việc tìm giá trị nonce thêm block vào Blockchain Tìm giá trị nonce mục tiêu miner Họ phải tính giá trị