Nghiên cứu công nghệ blockchain và ứng dụng xây dựng hệ thống tra cứu, xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp trực tuyến

Theo thời gian số lượng học sinh trung học phổ thông hoàn thành khóa học và tốt nghiệp càng ngày càng tăng, cùng với việc quản lý phôi văn bằng để cấp cho người học có nhiều sự thay đổi theo quy định. Thực trạng trên dẫn đến tình trạng không thể kiểm soát được văn bằng đã cấp cho người học, nói cách khác là khó có thể phân biệt được văn bằng đó đã cấp cho người học là thật hay giả. Để giải quyết vấn đề trên, việc lưu trữ dữ liệu hiện tại đang gặp rất nhiều hạn chế. Do vậy, để phục vụ cho việc đảm bảo an toàn về dữ liệu, thông tin đang được lưu trữ, các nhà phát triển công nghệ đã nghiên cứu tạo ra những nền tảng và công cụ mới để giải quyết vấn đề này, chẳng hạn như công nghệ Blockchain. Qua một thời gian dài làm việc và triển khai các sản phẩm công nghệ thông tin cho Sở Giáo dục và Đào tạo Quảng Trị, đồng thời cũng nhận thấy được các vấn đề còn tồn tại trong việc lưu trữ, quản lý hồ sơ tốt nghiệp của học sinh THPT tại Sở. Sau khi tìm hiểu về công nghệ Blockchain, tôi nhận thấy có thể áp dụng công nghệ này trong việc giải quyết các vấn đề đã nêu ở trên mà vẫn đảm bảo độ an toàn và tính chính xác về dữ liệu. Từ đó, tôi mạnh dạn chọn đề tài: “Nghiên cứu công nghệ Blockchain và Ứng dụng xây dựng hệ thống Tra cứu, xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp trực tuyến” nhằm mục đích ứng dụng vào việc lưu trữ, quản lý, tra cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp tại Sở GDĐT Quảng Trị nói riêng và trong cả nước nói chung. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu công nghệ Blockchain, một số kỹ thuật lập trình sử dụng cho công nghệ Blockchain và một số ứng dụng đã có. Từ đó, lựa chọn công nghệ Blockchain để đưa ra mô hình quản lý thông tin và đề xuất ứng dụng công nghệ Blockchain vào lưu trữ, quản lý, tra cứu và xác thực thông tin văn bằng tại Sở GDĐT Quảng Trị. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Để thực hiện mục đích trên, luận văn tập trung tiến hành nghiên cứu tìm hiểu về công nghệ Blockchain, cụ thể như sau: Tìm hiểu tổng quan về công nghệ Blockchain; một số lý thuyết nền tảng của công nghệ Blockchain. Tìm hiểu các mô hình quản lý văn bằng hiện tại, đề xuất giải pháp ứng dụng công nghệ Blockchain trong việc quản lý, tra cứu văn bằng. Xây dựng hệ thống quản lý, tra cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp trực tuyến Phạm vi nghiên cứu trong luận văn là ứng dụng Blockchain vào công tác quản lý, lưu trữ, tra cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp trung học phổ thông của các học sinh đã học tập tại các trường trên địa bàn tỉnh Quảng Trị. 4. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện được mục tiêu và nhiệm vụ đặt ra, đề tài áp dụng hai phương pháp nghiên cứu đó là: phương pháp nghiên cứu lý thuyết và phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Đối với phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Đề tài tiến hành nghiên cứu và thu thập các tài liệu liên quan đến công nghệ Blockchain, các thành phần cơ bản của Blockchain, một số ứng dụng dựa trên nền tảng Blockchain hiện nay. Đối với phương pháp thực nghiệm: Đề tài phân tích yêu cầu thực tế, xác định các chức năng, quy trình quản lý, lưu trữ hồ sơ tại GDĐT Quảng Trị. Tiếp theo vận dụng cơ sở lý thuyết, các phương pháp lập trình để cài đặt, đánh giá kết quả trên thực tế. 5. Tổng quan về nghiên cứu Phần nghiên cứu lý thuyết sẽ hệ thống hóa những khái niệm cơ bản về công nghệ Blockchain, các ứng dụng của công nghệ Blockchain trong thực tế. Ngoài ra, luận văn sẽ trình bày rõ quy trình cấp phát văn bằng; đồng thời chỉ ra các ưu, nhược điểm của các phương pháp quản lý và xác thực văn bằng đang được sử

HỒ SỸ TÚ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN

VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRA CỨU, XÁC THỰC THÔNG TIN VĂN BẰNG TỐT NGHIỆP

TRỰC TUYẾN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

ĐÀ NẴNG – 2022

HỒ SỸ TÚ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN

VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRA CỨU, XÁC THỰC THÔNG TIN VĂN BẰNG TỐT NGHIỆP

TRỰC TUYẾN

Chuyên ngành: Khoa học máy tính

Mã số: 8480101

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Người hướng dẫn khoa học: TS Hà Thị Như Hằng

ĐÀ NẴNG – 2022

i

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn và lòng biết ơn sâu sắc đến TS Hà ThịNhư Hằng, người đã giúp tôi chọn đề tài, dành nhiều thời gian tận tình hướng dẫn,định hướng nghiên cứu và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt luận văn này

Tôi xin cảm ơn các Thầy, Cô ở Trường Khoa Học Máy Tính - Đại học DuyTân đã truyền đạt nhiều kiến thức sâu sắc, quý báu về các môn học trong quá trìnhgiảng dạy, giúp tôi có thêm nhiều kiến thức về lĩnh vực khoa học máy tính

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm Công nghệ thông tin

- Viễn thông Quảng Trị cùng toàn thể các đồng nghiệp đã tạo điều kiện về thời gian

để tôi có thể tham gia học tập và hoàn thành khóa học

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè và những ngườithân đã luôn tạo điều kiện, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 12 năm 2021

Họ và tên

Hồ Sỹ Tú

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, dưới

sự hướng dẫn của TS Hà Thị Như Hằng Tất cả số liệu, kết quả nghiên cứu trongluận văn là trung thực, chưa được người khác công bố trong bất cứ một công trìnhnghiên cứu nào Mọi tham khảo từ các tài liệu, công trình nghiên cứu liên quantrong nước và quốc tế đều được trích dẫn rõ ràng trong luận văn

Đà Nẵng, tháng 12 năm 2021

Họ và tên

Hồ Sỹ Tú

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG 4

1.1 VĂN BẰNG LÀ GÌ 4

1.1.1 Khái niệm văn bằng 4

1.1.2 Giá trị của văn bằng 4

1.1.3 Một số quy trình liên quan đến văn bằng 4

1.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG QUẢN LÝ VĂN BẰNG HIỆN TẠI 5

1.2.1 Hệ thống quản lý văn bằng vật lý 5

1.2.2 Hệ thống quản lý văn bằng số 6

1.3 TỔNG QUAN VỀ BLOCKCHAIN 7

1.4 CÁC PHIÊN BẢN CỦA BLOCKCHAIN 9

1.5 LỢI ÍCH, TIỀM NĂNG VÀ HẠN CHẾ CỦA BLOCKCHAIN 10

1.5.1 Lợi ích, tiềm năng của Blockchain 10

1.5.2 Các hạn chế của Blockchain 13

1.6 CÁC ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN 14

1.6.1 Ứng dụng Blockchain trong thanh toán và tiền tệ 14

1.6.2 Ứng dụng Blockchain trong quản lý chuỗi cung ứng 14

1.6.3 Ứng dụng Blockchain để bảo vệ tài sản 15

1.6.4 Ứng dụng Blockchain để nhận dạng, hệ thống hồ sơ cá nhân 15

1.6.5 Ứng dụng Blockchain trong ngân hàng 16

1.6.6 Ứng dụng Blockchain trong giáo dục 16

1.6.7 Ứng dụng Blockchain trong y tế 17

1.6.8 Ứng dụng Blockchain trong nông nghiệp 18

1.6.9 Ứng dụng Blockchain trong IoT 19

1.6.10 Ứng dụng Blockchain trong lĩnh vực kế toán 20

1.6.11 Ứng dụng Blockchain cho Chính phủ điện tử 20

1.6.12 Tương lai của công nghệ Blockchain 21

TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 21

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN 22

2.1 NỀN TẢNG VỀ BLOCKCHAIN 22

2.1.1 Hàm băm 22

2.1.2 Chữ ký số 24

2.2 ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA BLOCKCHAIN 26

2.2.1 Cấu trúc phi tập trung 26

2.2.2 Một cơ sở dữ liệu phân tán 29

2.2.3 Tính bền vững của Blockchain 30

2.2.4 Minh bạch và không thể bị phá vỡ 30

2.2.5 Một mạng lưới các nút 30

2.2.6 Tăng cường bảo mật 31

2.3 PHÂN LOẠI BLOCKCHAIN 31

2.3.1 Công khai (Public blockchain) 31

2.3.1 Bí mật (Private blockchain) 32

2.3.3 Kết hợp (Consortium Blockchain) 33

2.4 MỘT SỐ KỸ THUẬT LẬP TRÌNH SỬ DỤNG CHO CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN 34

2.4.1 Hàm băm 34

2.4.2 Chữ ký số 42

2.4.3 Thuật toán đồng thuận - Consensus 44

2.4.4 Kỹ thuật Block 46

2.4.5 Kỹ thuật Blockchain 47

2.4.6 Kỹ thuật Transaction 47

2.4.7 Các hàm xử lý liên quan 47

2.5 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN TRONG QUẢN LÝ VĂN BẰNG 49

2.5.1 Ứng dụng Blockchain trong quản lý thông tin văn bằng 51

2.6.2 Ứng dụng Blockchain trong tra cứu, xác minh văn bằng 51

TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 51

Chương 3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN 52

XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ, TRA CỨU VÀ XÁC THỰC THÔNG TIN VĂN BẰNG TỐT NGHIỆP TRỰC TUYẾN 52

3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 52

3.1.1 Bài toán đặt ra 52

3.1.2 Cách tiếp cận và giải quyết 53

3.2 MỤC TIÊU CỦA ỨNG DỤNG 54

3.3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG 54

3.3.1 Kiến trúc hệ thống 54

3.3.2 Biểu đồ luồng của hệ thống 56

3.3.3 Thiết kế cơ sở dữ liệu 57

3.3.4 Đặc tả chức năng 59

3.3.5 Cài đặt hệ thống 68

3.4 THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 70

3.4.1 Dữ liệu thực nghiệm 70

3.4.2 Kết quả thực nghiệm 70

3.4.3 Đánh giá 73

TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 74

KẾT LUẬN CHUNG 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 CGI Common Gateway Interface Giao diện cổng nối chung

2 CSS Cascading Style Sheets Các tập tin định nghĩa theo tầng

3 HTML HyperText Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản

4 IE Internet Explorer Một trình duyệt web

5 IoT Internet of Things Mạng lưới vạn vật kết nối Internet

6 M2M Machine to Machine Máy với máy

7 MD Message Digest Tóm lược thông điệp

8 NIST National Institute of Standards

and Technology

Viện Tiêu chuẩn và Kỹ thuật quốcgia (Hoa Kỳ)

10 PoS Proof of Stake Bằng chứng cổ phần

11 PoW Proof of Work Bằng chứng công việc

13 RTGS Real Time Gross Settlement Hệ thống thanh toán thời gian

thực

14 SHA Secure Hash Algorithm Thuật giải băm an toàn

15 SGML Standard Generalized Markup

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1: Cấu trúc dữ liệu bảng Blockchain 57

Bảng 3.2: Cấu trúc dữ liệu bảng Khóa thi 57

Bảng 3.3: Cấu trúc dữ liệu bảng Trường học 58

Bảng 3.4: Cấu trúc dữ liệu trường dulieu trong bảng Blockchain 58

Bảng 3.5: Dữ liệu tổng hợp phục vụ thực nghiệm 70

Bảng 3.6: Số liệu chi tiết học sinh theo từng trường 70

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Mô hình công nghệ Blockchain 7

Hình 1.2: Các phiên bản của Blockchain 9

Hình 1.3:Ứng dụng Blockchain trong y tế 17

Hình 1.4: Ứng dụng Blockchain trong chuỗi cung ứng 18

Hình 2.1: Quy trình hoạt động của hàm băm 23

Hình 2.2: Quy trình ký số và xác thực chữ ký số 25

Hình 2.3: Cấu trúc dữ liệu của Blockchain 27

Hình 2.4: Cấu trúc của block gốc trong Blockchain 27

Hình 2.5: Mô hình cơ bản của cơ sở dữ liệu phân tán 29

Hình 2.6: Sơ đồ thuật toán băm SHA-1 35

Hình 2.7: Sơ đồ thuật toán băm SHA-256 35

Hình 2.8: Hàm nén SHA-256 39

Hình 2.9: Quy trình hoạt động của chữ ký số 43

Hình 2.10: Sự xuất hiện đồng thời 2 block trên hệ thống 45

Hình 2.11: Sự thống nhất của chuỗi Blockchain trên hệ thống 46

Hình 2.12: Mô hình hệ thống quản lý văn bằng bằng công nghệ Blockchain 50

Hình 3.1: Cấu trúc của hệ thống tra cứu 54

Hình 3.2: Biểu đồ luồng của hệ thống 56

Hình 3.3: Sơ đồ các chức năng trong hệ thống tra cứu 59

Hình 3.4: Màn hình chính hệ thống 71

Hình 3.5: Màn hình tra cứu thông tin văn bằng 71

Hình 3.6: Chi tiết thông tin văn bằng 72

Hình 3.7: Quản lý người dùng 72

Hình 3.8: Quản lý khóa thi 73

Hình 3.9: Quản lý thông tin hồ sơ tốt nghiệp 73

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Theo thời gian số lượng học sinh trung học phổ thông hoàn thành khóa học vàtốt nghiệp càng ngày càng tăng, cùng với việc quản lý phôi văn bằng để cấp chongười học có nhiều sự thay đổi theo quy định Thực trạng trên dẫn đến tình trạngkhông thể kiểm soát được văn bằng đã cấp cho người học, nói cách khác là khó cóthể phân biệt được văn bằng đó đã cấp cho người học là thật hay giả

Để giải quyết vấn đề trên, việc lưu trữ dữ liệu hiện tại đang gặp rất nhiều hạnchế Do vậy, để phục vụ cho việc đảm bảo an toàn về dữ liệu, thông tin đang đượclưu trữ, các nhà phát triển công nghệ đã nghiên cứu tạo ra những nền tảng và công

cụ mới để giải quyết vấn đề này, chẳng hạn như công nghệ Blockchain

Qua một thời gian dài làm việc và triển khai các sản phẩm công nghệ thông tincho Sở Giáo dục và Đào tạo Quảng Trị, đồng thời cũng nhận thấy được các vấn đềcòn tồn tại trong việc lưu trữ, quản lý hồ sơ tốt nghiệp của học sinh THPT tại Sở.Sau khi tìm hiểu về công nghệ Blockchain, tôi nhận thấy có thể áp dụng công nghệnày trong việc giải quyết các vấn đề đã nêu ở trên mà vẫn đảm bảo độ an toàn và

tính chính xác về dữ liệu Từ đó, tôi mạnh dạn chọn đề tài: “Nghiên cứu công nghệ Blockchain và Ứng dụng xây dựng hệ thống Tra cứu, xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp trực tuyến” nhằm mục đích ứng dụng vào việc lưu trữ, quản lý, tra

cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp tại Sở GD&ĐT Quảng Trị nói riêng

và trong cả nước nói chung

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu công nghệ Blockchain, một số kỹ thuật lậptrình sử dụng cho công nghệ Blockchain và một số ứng dụng đã có Từ đó, lựa chọncông nghệ Blockchain để đưa ra mô hình quản lý thông tin và đề xuất ứng dụngcông nghệ Blockchain vào lưu trữ, quản lý, tra cứu và xác thực thông tin văn bằngtại Sở GD&ĐT Quảng Trị

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Để thực hiện mục đích trên, luận văn tập trung tiến hành nghiên cứu tìm hiểu

về công nghệ Blockchain, cụ thể như sau:

- Tìm hiểu tổng quan về công nghệ Blockchain; một số lý thuyết nền tảng củacông nghệ Blockchain

- Tìm hiểu các mô hình quản lý văn bằng hiện tại, đề xuất giải pháp ứng dụngcông nghệ Blockchain trong việc quản lý, tra cứu văn bằng

- Xây dựng hệ thống quản lý, tra cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệptrực tuyến

Phạm vi nghiên cứu trong luận văn là ứng dụng Blockchain vào công tác quản

lý, lưu trữ, tra cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp trung học phổ thôngcủa các học sinh đã học tập tại các trường trên địa bàn tỉnh Quảng Trị

4 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện được mục tiêu và nhiệm vụ đặt ra, đề tài áp dụng hai phươngpháp nghiên cứu đó là: phương pháp nghiên cứu lý thuyết và phương pháp nghiêncứu thực nghiệm:

- Đối với phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Đề tài tiến hành nghiên cứu vàthu thập các tài liệu liên quan đến công nghệ Blockchain, các thành phần cơ bản củaBlockchain, một số ứng dụng dựa trên nền tảng Blockchain hiện nay

- Đối với phương pháp thực nghiệm: Đề tài phân tích yêu cầu thực tế, xác địnhcác chức năng, quy trình quản lý, lưu trữ hồ sơ tại GD&ĐT Quảng Trị Tiếp theovận dụng cơ sở lý thuyết, các phương pháp lập trình để cài đặt, đánh giá kết quả trên

thực tế

5 Tổng quan về nghiên cứu

Phần nghiên cứu lý thuyết sẽ hệ thống hóa những khái niệm cơ bản về côngnghệ Blockchain, các ứng dụng của công nghệ Blockchain trong thực tế Ngoài ra,luận văn sẽ trình bày rõ quy trình cấp phát văn bằng; đồng thời chỉ ra các ưu, nhượcđiểm của các phương pháp quản lý và xác thực văn bằng đang được sử dụng hiệntại

Dựa trên các lý thuyết đã nghiên cứu, luận văn xây dựng một hệ thống quản lý

và xác thực văn bằng ứng dụng trên công nghệ Blockchain và triển khai thử nghiệmvào công tác quản lý thông tin văn bằng tốt nghiệp tại Sở GD&ĐT

6 Cấu trúc luận văn

Sau khi thực hiện các nội dung nghiên cứu trên, kết quả của luận văn được

tổng hợp trên bản thảo gồm có phần mở đầu, kết luận và 03 chương chính như sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về công nghệ Blockchain

Chương này giới thiệu về các khái niệm, thông tin về quy trình quản lý, tracứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp Đồng thời, luận văn cũng đưa ra cáinhìn tổng quan về công nghệ Blockchain cũng như chỉ ra một số ứng dụng điểnhình của Blockchain đang được áp dụng ở thời điểm hiện tại

Chương 2: Quản lý, tra cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp

Chương này trình bày sâu về nền tảng lý thuyết các kỹ thuật chính sử dụngtrong công nghệ Blockchain Đánh giá các ưu điểm của công nghệ Blockchain Từ

đó đề xuất xây dựng và áp dụng mô hình quản lý văn bằng tốt nghiệp sử dụng côngnghệ Blockchain

Chương 3: Ứng dụng công nghệ Blockchain trong việc quản lý, tra cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp trực tuyến.

Chương này mô tả tình hình thực tế về công tác lưu trữ, quản lý, tra cứu và xácthực thông tin văn bằng, chứng chỉ tại Sở GD&ĐT Quảng Trị từ đó đề xuất xâydựng và phát triển hệ thống Ngoài ra còn tiến hành cài đặt và triển khai thử nghiệm

hệ thống cho một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Quảng Trị, nhằm đánh giá kếtquả, những mặt hạn chế còn tồn tại

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 VĂN BẰNG LÀ GÌ

1.1.1 Khái niệm văn bằng

Văn bằng là giấy chứng nhận tốt nghiệp hoặc chứng nhận học vị, bằng cấp.Văn bằng, chứng chỉ được quy định tại Khoản 1 Điều 12 Nghị định 75/2006/NĐ-

CP Hướng dẫn Luật Giáo dục như sau [1]:

- Văn bằng của hệ thống giáo dục quốc dân được cấp cho người học saukhi tốt nghiệp một cấp học hoặc một trình độ đào tạo

- Văn bằng phải phản ánh đúng yêu cầu của chương trình giáo dục vàtrình độ của người học

1.1.2 Giá trị của văn bằng

Văn bằng do cơ sở giáo dục thuộc các loại hình và hình thức đào tạo trong hệthống giáo dục quốc dân cấp có giá trị pháp lý như nhau

Văn bằng được cấp cho người học sau khi tốt nghiệp cấp học hoặc sau khihoàn thành chương trình giáo dục, đạt chuẩn đầu ra của trình độ tương ứng gồm:Bằng tốt nghiệp trung học cơ sở, bằng tốt nghiệp trung học phổ thông, bằng tốtnghiệp trung cấp, bằng tốt nghiệp cao đẳng, bằng cử nhân, bằng thạc sĩ, bằng tiến sĩ

và văn bằng trình độ tương đương

1.1.3 Một số quy trình liên quan đến văn bằng

Hiện nay, có thể phân loại một số quy trình liên quan đến văn bằng như sau:

-Ban hành: Cơ sở giáo dục tiến hành lưu trữ thông tin và cấp phát văn bằngđến người học

-Chia sẻ: Người học chia sẻ thông tin văn bằng đã được cấp cho một bên thứ

3 (cơ quan xác minh, người sử dụng lao động…) Việc chia sẻ thông tin văn bằng

có thể thông qua các hình thức như là: chia sẻ trực tiếp hoặc đưa thông tin lên 1 kho

dữ liệu để bên thứ 3 có thể vào tìm kiếm, tra cứu

-Xác minh: Bên thứ 3 tiến hành xác minh các thông tin trên văn bằng màngười học đã cung cấp có chính xác hay không Việc xác minh có thể thực hiện

bằng nhiều cách, ví dụ như: thông qua cơ sở giáo dục ban hành, thông qua cơ sở dữliệu tập trung (có tính pháp lý)…

1.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG QUẢN LÝ VĂN BẰNG HIỆN TẠI

Các chính phủ và các ngành công nghiệp đang nỗ lực để số hóa chứng chỉ trêntoàn thế giới Tuy vậy, hầu hết chứng chỉ vẫn được phát hành trên giấy hoặc các vậtliệu vật lý khác Ở nhiều quốc gia, chứng chỉ lai được sử dụng như một sự kết hợpnơi mà chứng chỉ vật lý được sao lưu bởi các cơ sở dữ liệu của một bên thứ bachuyên cung cấp dịch vụ truy vấn thông Tuy nhiên, các giới hạn của mỗi hệ thốngcho thấy rõ nhu cầu về sự cần thiết có một công nghệ quản lý chứng chỉ tốt hơn,mạnh mẽ hơn

1.2.1 Hệ thống quản lý văn bằng vật lý

Chứng chỉ vật lý vẫn được xem là hình thức chứng nhận an toàn nhất vì những

lý do sau:

-Khó tạo ra do tính năng bảo mật được tích hợp trong vật lý làm chứng chỉ

-Thường được giữ trực tiếp bởi người nhận nên người nhận có toàn quyềnkiểm soát chứng chỉ

-Tương đối dễ để giữ chứng chỉ an toàn

-Người được cấp có thể đưa ra ở bất kỳ nơi nào mà họ muốn

Tuy nhiên, việc quản lý bằng chứng chỉ vật lý cũng có nhiều điểm bất lợi nhưsau:

-Vẫn có nguy cơ làm giả, người phát hành phải giữ một quyển sổ lưu trữthông tin văn bằng đã cấp để làm nhiệm vụ xác thực thông tin khi cần

-Quyển sổ lưu trữ thông tin văn bằng này là điểm chết Nếu mất thông tin trên

sổ này sẽ không thể xác thực được thông tin

-Việc xác thực thông tin được thực hiện thủ công tốn nguồn lực

-Để chứng chỉ càng bảo mật, thì phụ thuộc hoàn toàn vào chất liệu làm chứngchỉ Chất liệu và công nghệ làm chứng chỉ càng khó giả mạo thì chi phí càng cao

-Không thể thu hồi chứng chỉ đã ban hành nếu không được sự đồng ý củangười được cấp

-Bên thứ 3 cần xác minh chứng chỉ họ phải đọc và xác minh bằng tay tốnnguồn lực, thời gian.

1.2.2 Hệ thống quản lý văn bằng số

Chứng chỉ số có nhiều ưu điểm hơn chứng chỉ vật lý:

-Cần ít nguồn lực hơn để phát hành, duy trì và sử dụng vì:

Tính xác thực của các chứng chỉ có thể tự động được kiểm tra mà không cần

sự can thiệp thủ công nào

Khi bên thứ 3 cần sử dụng các chứng chỉ, chứng chỉ số có thể được tự độngđối chiếu, xác minh thậm chí là tóm tắt nếu chúng được phát hành theo một chuẩnđịnh dạng

Bảo mật vì nó bắt nguồn từ các giao thức mật mã, đảm bảo rằng chi phí pháthành chứng chỉ rẻ nhưng để sao chép thì rất tốn kém trừ người phát hành

-Người phát hành có quyền thu hồi chứng chỉ

Tuy nhiên, chứng chỉ số cũng có những nhược điểm như sau:

-Nếu không sử dụng chữ ký số, chứng chỉ số rất dễ bị giả mạo

-Nếu sử dụng chữ ký số, nó yêu cầu phải có bên thứ 3 đảm bảo tính toàn vẹncủa giao dịch – các bên thứ ba có quyền kiểm soát đáng kể mọi khía cạnh của quátrình chứng nhận và kiểm tra dễ bị lợi dụng

-Tại nhiều quốc gia, không có một chuẩn mở cho chữ ký số, dẫn tới việcchứng thực chỉ có thể được kiểm tra trong một hệ sinh thái cụ thể nào đó

-Dễ dàng phá hủy các bản ghi điện tử, để đảm bảo an toàn dữ liệu cần có hệthống sao lưu đa tầng và có khả năng chống lỗi

-Nếu nơi lưu trữ bị lỗi, chứng chỉ số trở nên vô giá trị vì không thể xác thựcđược thông tin

-Có thể tấn công đơn vị đăng ký và lưu trữ chứng chỉ dẫn tới một cuộc rò rỉ

dữ liệu quy mô lớn

1.3 TỔNG QUAN VỀ BLOCKCHAIN

Hình 1.1 Mô hình công nghệ Blockchain

Blockchain, tên ban đầu 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 rộngtheo thời gian Mỗi khối thông tin đều chứa thông tin về thời gian khởi tạo và đượcliên kết tới khối trước đó, kèm theo thông tin về dữ liệu giao dịch [7],[8]

Blockchain được thiết kế để chống lại việc thay đổi của dữ liệu: Một khi dữliệu đã được cập nhật trong mạng thì sẽ khó có thể thay đổi được nó Nếu một phầncủa hệ thống Blockchain sụp đổ, những máy tính và các nút khác sẽ tiếp tục hoạtđộng để bảo vệ thông tin [7],[8]

Công nghệ Blockchain là một loại chương trình để lưu, xác nhận, vận chuyển

và truyền thông dữ liệu trong mạng thông qua các nút phân phối của riêng nó màkhông phụ thuộc vào bên thứ ba [4],[5]

Một số trích dẫn đáng chú ý về công nghệ này được liệt kê dưới đây: [6]

“Thế hệ đầu tiên của cuộc cách mạng kỹ thuật số mang lại cho chúng tathông tin của Internet Thế hệ thứ hai - được hỗ trợ bởi công nghệ Blockchain mang

lại cho chúng ta giá trị của Internet: Một nền tảng mới để định hình lại thế giới kinhdoanh và biến đổi thứ tự công việc của con người trở nên tốt hơn.”

“Blockchain là một kho lưu trữ, cơ sở dữ liệu phân tán toàn cầu, chạy trênhàng triệu thiết bị và mở cho mọi người, không chỉ đơn thuần là thông tin mà còn cảnhững thứ có giá trị, cả danh hiệu, hành vi, danh tính, thậm chí cả phiếu bầu - có thểđược di chuyển, lưu trữ và quản lý một cách an toàn và riêng tư Sự tin tưởng đượcthiết lập thông qua hợp tác giữa số đông và mã thông minh chứ không phải bởi cácnhà trung gian mạnh mẽ như các chính phủ và ngân hàng.”

Các loại công nghệ được sử dụng trong Blockchain là: [4],[5],[7]

Lý thuyết mật mã: Sử dụng public key và hàm hash function để đảm bảo tính

minh bạch, toàn vẹn và riêng tư

Mạng ngang hàng: Mỗi một nút trong mạng có vai trò như nhau, tự quản lý tài

nguyên của mình Một nút được xem như một client và cũng là server để lưu trữ bảnsao dữ liệu

Lý thuyết trò chơi: Tất cả các nút tham gia vào hệ thống đều phải tuân thủ luật

chơi đồng thuận (PoW, PoS) và được thúc đẩy bởi động lực xác định trước

Công nghệ Blockchain đóng vai trò giống như một cuốn sổ cái ghi lại tất cảcác giao dịch xảy ra trong hệ thống và có các đặc điểm chính có thể kể đến như: [4],[5],[6],[9]

Không thể làm giả: Các chuỗi Blockchain gần như không thể bị phá hủy, theo

lý thuyết thì chỉ có máy tính lượng tử mới có thể can thiệp vào và giải mã chuỗiBlockchain và nó chỉ bị phá hủy hoàn toàn khi không còn Internet trên toàn cầu

Bất biến: Dữ liệu trong Blockchain gần như không thể sửa đổi được (chỉ có

thể sửa đổi được bởi chính người đã tạo ra nó, nhưng phải được sự đồng thuận củacác nút trên mạng) và các dữ liệu đó sẽ lưu giữ mãi mãi

Bảo mật dữ liệu: Các thông tin, dữ liệu trong các Blockchain được phân tán và an

toàn tuyệt đối, chỉ có người nắm giữ private key mới có quyền truy xuất dữ liệu đó

Minh bạch: Có thể theo dõi được đường đi của dữ liệu trong Blockchain từ địa

chỉ này tới địa chỉ khác và có thể thống kê toàn bộ lịch sử trên địa chỉ đó

Hợp đồng thông minh: Là các kỹ thuật số được nhúng bởi một đoạn code

if-this-then-that trong hệ thống, cho phép chúng tự thực thi mà không cần bên thứ ba.Blockchain không cần bên thứ ba tham gia vào hệ thống, và nó bảo đảm rằng tất cảcác bên tham gia đều biết được chi tiết hợp đồng và các điều khoản sẽ được tự độngthực hiện một khi các điều kiện được bảo đảm

1.4 CÁC PHIÊN BẢN CỦA BLOCKCHAIN

Lịch sử phát triển của Blockchain đến thời điểm hiện tại đã có 3 phiên bảnchính bao gồm:

-Blockchain 1.0 – Tiền tệ và Thanh toán: Là phiên bản sơ khai và đầu tiên của

Blockchain, ứng dụng chính của phiên bản này là các công việc liên quan đến tiền

mã hoá: Bao gồm việc chuyển đổi tiền tệ, kiều hối và tạo lập hệ thống thanh toán

kỹ thuật số

-Blockchain 2.0 – Tài chính và Thị trường: Đây là phiên bản thứ 2 của

Blockchain, ứng dụng của nó là xử lý tài chính và ngân hàng: Mở rộng quy mô củaBlockchain, đưa Blockchain tích hợp vào các ứng dụng tài chính và thị trường Cáctài sản bao gồm cổ phiếu, chi phiếu, nợ, quyền sở hữu và bất kỳ điều gì có liên quanđến thỏa thuận hay hợp đồng thông minh (Smart Contract)

-Blockchain 3.0 – Thiết kế và Giám sát hoạt động: Với phiên bản này, công

nghệ Blockchain sẽ vượt khỏi biên giới chỉ phục vụ cho lĩnh vực tài chính, và đi vàocác lĩnh vực khác như giáo dục, chính phủ, y tế và nghệ thuật

Hình 1.2: Các phiên bản của Blockchain

Dựa trên nền tảng vững chắc từ các phiên bản trước, phiên bản Blockchain 4.0vừa được giới thiệu gần đây Đây là phiên bản mới nhất nhắm đến các doanhnghiệp, tập trung tạo ra và chạy các ứng dụng giao dịch một cách nhanh chóng vàhiệu quả hơn Phiên bản này sở hữu tất cả những ưu điểm của các đời công nghệtrước, đồng thời khắc phục những khuyết điểm về tốc độ xử lý chậm và thiếu nguồnnhân lực chất lượng cao để vận hành.

1.5 LỢI ÍCH, TIỀM NĂNG VÀ HẠN CHẾ CỦA BLOCKCHAIN

1.5.1 Lợi ích, tiềm năng của Blockchain

Loại bỏ đơn vị trung gian

Một lợi thế của công nghệ Blockchain so với các hệ thống hiện hành là khảnăng xóa bỏ các đơn vị trung gian bằng cách cho phép mọi người giao dịch trực tiếpvới nhau thay vì qua một bên thứ ba nào đó Điều này giúp ích cho hàng tỷ ngườiđang phải sống ở những quốc gia mà họ không thể đặt lòng tin vào các đơn vị trunggian vì chính quyền mục nát, tỷ lệ tội phạm cao, điều lệ doanh nghiệp lồng lẻo, hoạtđộng, lưu trữ hồ sơ thủ công hoặc các phương án lựa chọn hợp pháp rất hạn chế.Blockchain đặc biệt hữu dụng trong những trường hợp khi mà niềm tin vào các đơn

vị trung gian không tồn tại và hoạt động giao dịch trực tiếp giữa mọi người quá khókhăn hoặc rủi ro cao Blockchain cung cấp niềm tin và tính minh bạch, đồng thờigiảm thiểu rủi ro khi giao dịch mà không cần bên thứ ba đóng vai trò trung giangiao dịch Đặc điểm phi tập trung trong một cơ sở dữ liệu Blockchain là lý do thenchốt giải thích cách thức chuỗi loại bỏ vai trò của các đơn vị trung gian đồng thờităng cường tính minh bạch và độ tin cậy như thế nào Các Blockchain được lưu giữtrong một số cái chung, thay vì nhiều sổ cái riêng do các tổ chức khác nhau quản lý.Các cá nhân và công ty không phải trao quyền cho một tổ chức đơn lẻ nào khi sửdụng Blockchain Điều này giúp quản lý sự cộng tác giữa các bên nhanh chóng và

để càng hơn

Độ an toàn bảo mật cao

Dữ liệu khi đã được đưa vào Blockchain sẽ bất khả sửa đổi, tức là không thểthay đổi hoặc chỉnh sửa Mọi khối dữ liệu trên Blockchain đều có thể được truy

ngược về ” khối nguyên thủy ”, tức khối đầu tiên Tính bất khả sửa đổi của dữ liệuđầu vào cùng với các khối kết nối dẫn về khối nguyên thủy trên Blockchain đã giúpviệc lần theo lịch sử hoạt động của từng giao dịch trên Blockchain dễ dàng hơn.Trong suốt chiều dài lịch sử, có vô số trường hợp lừa đảo và ngụy tạo dữ liệu.Thôngthường , khi xảy ra lừa đảo, để tìm ra dấu vết vụ gian lận rất khó khăn và tốn thờigian Lịch sử dữ liệu có thể bị thay đề nhiều đến mức không thể tìm các giao dịch

và các vụ lừa đảo Với hệ thống xây dựng dựa trên công nghệ Blockchain các giaodịch trong quá khứ không thể bị thay đổi nên để lại lịch sử hoạt động trongBlockchain rất rõ ràng Như đã đề cập trong mục bàn về tính chỉ tập trung củaBlockchain để thay đổi một giao dịch hiện có sẽ cần phải kiểm soát được đồng thờitrên 50 % máy tính trong mạng lưới điều này gần như bất khả thi Ngay cả nếutrường hợp này xảy ra đi chăng nữa, nó cũng sẽ bị các máy tính thành viên kháctrong mạng lưới phát hiện ra nhanh chóng Độ bảo mật của Blockchain không phải

là không có sơ hở, nhưng những hệ thống Blockchain hiện nay đã liên tục chứngminh được tính bảo mật vượt trội Blockchain giải quyết được nhiều vấn đề về bảomật trong những hệ thống thông thường Mặc dù tình trạng lừa đảo có lẽ không thể

bị xóa sổ hoàn toàn, nhưng Blockchain tạo ra một lịch sử hoạt động rất sáng tỏ chophép truy ngược về điểm khởi đầu để dễ dàng xác định âm mưu lừa đảo

Tiết kiệm chi phí

Công nghệ Blockchain có thể giúp giảm bớt rất nhiều chi phí trong nhiềungành công nghiệp nhờ loại bỏ được các đơn vị trung gian liên quan đến quá trìnhlập hồ sơ và chuyển giao tài sản Mọi đơn vị trung gian hay các lớp trong một giaodịch đều gây tăng chi phí lập hồ sơ và chuyển giao tài sản Trong nhiều hệ thốnghiện hành, khi chuyển giao hoặc lập hồ sơ tài sản, mỗi tổ chức thường sử dụngnhiều cơ sở dữ liệu và sổ cái khác nhau Một số cái phân tán sẽ cho phép các bênliên quan chuyển giao tài sản trên một số cái chung, tiết kiệm chi phí bảo quảnnhiều sổ cái trong các tổ chức Duy trì nhiều sổ cái hoặc cơ sở dữ liệu rất tốn kém

và thường là quá trình rất thủ công vì cân nhiều người phụ trách kiểm kê tính nhấtquán của từng sổ cái Nhưng số cái phân tán dựa trên nền nhiều chi phí và thay thế

được từng sổ cái riêng rẽ thành một số cái chung, tạo khả năng thanh toán theo thờigian thực và kiểm toán tất cả các thành viên trong mạng lưới mỗi khi xuất hiện mộtgiao dịch.

Tiềm năng ứng dụng rộng lớn

Gần như mọi giá trị đều có thể ghi lại trong Blockchain , cụm từ “mọi giá trị”không nhất thiết phải là giá trị tài chính Các giá trị có thể là biên bản quyền sở hữu,nhận diện kỹ thuật số, chứng nhận bản quyền, tài liệu kỹ thuật số hoặc bất cứ thứ gì

có thể được ghi vào cơ sở dữ liệu ngày nay Ví dụ về chứng nhận bản quyền, đây lànhững tài sản có giá trị dù chứng nhận chỉ là dữ liệu hoặc bộ số lưu trên một cơ sở

dữ liệu Giá trị đến từ những chứng nhận này giúp bảo vệ quyền sở hữu và lợinhuận thu được từ những hoạt động trong phạm vi bản quyền Nhiều tổ chức vàhiệp hội kiểm soát, quản lý các chứng nhận về bản quyền trong một cơ sở dữ liệutập trung Những chứng nhận này là tài sản chứa giá trị được lưu trữ trênBlockchain và nhờ đó loại bỏ được yêu cầu về một bên thứ ba phụ trách quản lý

chứng nhận đó Các tài sản chứa giá trị chẳng hạn như các loại tiền ảo, các chứngnhận và nhiều tài sản kỹ thuật số khác có thể tồn tại chỉ trên Blockchain với tư cáchtài sản Blockchain tự nhiên, điều này giúp quản lý hồ sơ quyền sở hữu hiện thời dễdàng hơn Công nghệ Blockchain là một công nghệ mới rất dễ tiếp cận, đặc biệt khigần đây có nhiều cải tiến như nền tảng Ethereum và hợp đồng thông minh Điều nàycho phép mọi người phát triển các ứng dụng để tận dụng công nghệ Blockchain.Blockchain có tiềm năng thay đổi gần như mọi lĩnh vực công nghiệp trên thế giới.Nhiều dự án đang được phát triển cho thấy công nghệ Blockchain có thể ảnh hưởngtới cuộc sống thường nhật vì nhiều doanh nghiệp đã mở rộng hệ thống của họ dựatrên nền tảng Blockchain

1.5.2 Các hạn chế của Blockchain

Tiêu tốn tài nguyên

Băng thông: Mỗi node cần liên lạc với những node khác để nhận giao dịch về,xác thực giao dịch và công bố kết quả kiểm tra giao dịch Những nhiệm vụ này làmtốn băng thông mạng, có thể ảnh hưởng lớn tới mạng Internet trong khu vực

Năng lượng: Blockchain sử dụng thuật toán Proof of Work tức là càng bỏnhiều công sức thì xác suất kiếm được thưởng càng cao Do đó các tài nguyên được

sử dụng bởi mạng lưới Bitcoin đã tăng đáng kể trong vài năm qua, và hiện tại lượngđiện tiêu thụ dành cho bitcoin đã vượt qua nhiều quốc gia, chẳng hạn như ĐanMạch, Ireland và Nigeria

Tốn không gian lưu trữ

Ngay bây giờ, để vận hành một nút trên Blockchain Bitcoin, các máy tính phảitải xuống gần 200GB dữ liệu Tương lai, sẽ có nhiều Blockchain với dung lượnghàng Terabyte xuất hiện trong thực tế Khi đó, chỉ có các trang trại máy chủ vànhững người thực sự quan tâm đến việc thương mại hóa tiền kỹ thuật số quy mô lớnmới 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

Tính không thể bị phá vỡ cũng có nhược điểm của nó

Người ta nói đến đặc điểm này của Blockchain như là một ưu điểm nổi trộicủa công nghệ này Chúng ta có thể thấy đây là giá trị cốt lõi của Blockchain nhưng

nó không phải lúc nào cũng tốt Một khi dữ liệu đã được thêm vào Blockchain thìviệc sửa đổi là rất khó Muốn thay đổi dữ liệu hoặc mã Blockchain rất phức tạp vàcần có sự đồng thuận của tất cả mọi người trong hệ thống

Vấn đề về bảo mật tài khoản

Blockchain sử dụng mật mã chìa khóa công khai để cung cấp cho người dùngquyền sở hữu đối với các đơn vị tiền điện tử của họ (hoặc bất kỳ dữ liệu Blockchainnào khác) Mỗi tài khoản Blockchain có hai chìa khóa tương ứng: một chìa khóacông khai (có thể chia sẻ) và một chìa khóa riêng tư (cần được giữ bí mật) Ngườidùng cần chìa khóa cá nhân để truy cập vào tiền của họ, nghĩa là tự họ đóng vai trònhư một ngân hàng Nếu người dùng mất chìa khóa cá nhân, tiền sẽ bị mất và khôngthể làm gì hơn được nữa

1.6 CÁC ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN

Công nghệ Blockchain có thể thay đổi nhiều hệ thống trong cuộc sống hằngngày, chẳng hạn như dịch vụ tài chính, chính phủ và y tế [5],[8],[9],[10]

1.6.1 Ứng dụng Blockchain trong thanh toán và tiền tệ

Ngay cả khi không sử dụng Bitcoin – đồng tiền kỹ thuật số nổi tiếng sử dụngcông nghệ Blockchain làm nền tảng, ảnh hưởng của Blockchain cũng không chỉdừng lại ở đó

Blockchain có khả năng tạo nên một cuộc cách mạng lớn trong hệ thống cáccông ty xử lý thanh toán Nó có thể loại bỏ sự cần thiết phải có bên trung gian thứ 3,vốn rất phổ biến trong quy trình thanh toán hiện nay

1.6.2 Ứng dụng Blockchain trong quản lý chuỗi cung ứng

Bất cứ khi nào một tài sản nào đó thay đổi chủ sở hữu hoặc trạng thái tài sản,Blockchain sẽ là một sự lựa chọn lý tưởng để quản lý quá trình đó Đó là lý do tạisao một số chuyên gia tin rằng Blockchain có thể trở thành “hệ thống vận hànhchuỗi cung ứng”

Nó đã được Walmart và Trung tâm an toàn thực phẩm ở Bắc Kinh sử dụng đểtheo dõi chi tiết nguồn gốc trang trại, số lô, dữ liệu chế biến và nhà máy, ngày hếthạn, nhiệt độ lưu trữ và chi tiết vận chuyển đối với thịt lợn.

Blockchain cho phép cập nhật trạng thái ngay lập tức và tăng tính bảo mật vàtính minh bạch của chuỗi cung ứng Nó cung cấp cho bất kỳ ngành nào cần theo dõichuỗi cung ứng một hệ thống theo dõi tức thì, chính xác và không thể phủ nhận

1.6.3 Ứng dụng Blockchain để bảo vệ tài sản

Một nhạc sĩ muốn đảm bảo rằng sẽ nhận được tiền bản quyền khi nhạc củamình được phát, hay chỉ đơn giản là khẳng định quyền sở hữu tài sản, công nghệBlockchain có thể giúp người đó bảo vệ tài sản của mình bằng cách tạo hồ sơ khôngthể chối cãi về quyền sở hữu trong thời gian thực

Đó chính xác là dịch vụ mà Everledger – một công ty startup toàn cầu nhắmđến với việc sử dụng Blockchain và các hợp đồng thông minh

Cụ thể, Blockchain được tạo ra để cải thiện các biện pháp chống hàng giả đốivới dược phẩm, đồ xa xỉ, kim cương và đồ điện tử BlockVerify cho phép các công

ty đăng ký sản phẩm của riêng mình và tạo ra sự minh bạch cho chuỗi cung ứng

1.6.4 Ứng dụng Blockchain để nhận dạng, hệ thống hồ sơ cá nhân

Chính phủ quản lý một lượng lớn dữ liệu cá nhân từ hồ sơ sinh/tử đến giấychứng nhận kết hôn, hộ chiếu và dữ liệu điều tra dân số Công nghệ Blockchaincung cấp một giải pháp hợp lý để quản lý tất cả một cách an toàn

Nhận dạng cá nhân là những gì mà Onename, một công ty startup Blockchainmuốn quản lý Ngoài việc cung cấp dịch vụ để đăng ký và quản lý Blockchain ID,công ty còn cung cấp sản phẩm có tên Passcard mà họ dự định sẽ là khóa kỹ thuật

số thay thế tất cả mật khẩu và ID cần thiết cho cá nhân, kể cả giấy phép lái xe.ShoCard là một hệ thống quản lý nhận dạng khác được sử dụng ngày nay, giúpcác cá nhân và doanh nghiệp nhanh chóng xác nhận danh tính

Có nhiều trường hợp sử dụng thực tế khác cho công nghệ Blockchain trongcuộc sống hằng ngày và hoạt động kinh doanh

Khi các khoản đầu tư vào các giải pháp Blockchain bắt đầu mang lại kết quả,với các sản phẩm và dịch vụ được cải tiến có hỗ trợ Blockchain, chúng ta sẽ tiếp tụcthấy được các ứng dụng thực tế của công nghệ mở rộng theo cấp số nhân Tôi tinrằng sự biến đổi sẽ rất ấn tượng.

1.6.5 Ứng dụng Blockchain trong ngân hàng

Blockchain Giúp tiến trình giao dịch nhanh hơn bởi nó gần như diễn ra trongthời gian thực Sau khi thực hiện thao tác, giao dịch sẽ có hiệu lực ngay (từ 3 đến 5giây), không phải chờ đợi vài ngày như trước đây

Hệ thống thanh toán thời gian thực (RTGS): Có thể được xây dựng dựa trên

mô hình Blockchain đã sửa đổi phù hợp với từng ngân hàng nhất định Một trongnhững điểm mạnh của Blockchain là loại bỏ dữ liệu trùng lặp, do đó, cần ít ngânhàng hơn để điều chỉnh các tài khoản

Cải thiện các tính năng bảo mật: Giao dịch được hoàn thành nhanh hơn, kéotheo mất ít thời gian hơn khi có sự cố cần can thiệp hay chuyển hướng thanh toán,hoặc nắm bắt thông tin giao dịch Có tới hai khóa bảo mật tồn tại trong mỗi giaodịch: Khóa công khai khả dụng cho tất cả người dùng và khóa riêng dành cho cácbên chia sẻ trong giao dịch

Cải thiện chất lượng dữ liệu: Hợp đồng thông minh có khả năng lưu trữ bất kỳloại dữ liệu nào và cho phép dữ liệu đó được truy cập, thay đổi dựa theo các quy tắcđược xác định trước

1.6.6 Ứng dụng Blockchain trong giáo dục

Một lợi thế không thể không kể đến của công nghệ Blockchain là thay thế cáctài liệu giấy Bảng điểm, giấy chứng nhận của trường, chứng chỉ đào tạo… có thể bịmất hay mờ dần theo thời gian Nhưng khi được đưa vào Blockchain, thông tin vềđiểm số của học sinh và các khóa học đã được thực hiện sẽ không bị mất và khôngthể thay đổi hoặc làm sai lệch thông tin Đồng thời, người ta có thể dễ dàng truy cậpthông tin này với sự đồng ý của chủ sở hữu

1.6.7 Ứng dụng Blockchain trong y tế

Hình 1.3:Ứng dụng Blockchain trong y tế

Về cơ bản, ý tưởng sử dụng Blockchain trong y tế như: Tạo lập hồ sơ y tế mộtcách an toàn trên Blockchain mà ở đó được đảm bảo rằng những người có thẩmquyền mới có thể truy cập nó bất cứ nơi nào trên thế giới

Các phương thức được sử dụng trong y tế bao gồm:

-Sử dụng kết hợp các quy trình nhiều chữ ký và mã QR, chính điều này có thểcấp quyền truy cập cụ thể từng phần của hồ sơ bệnh án cho các nhà cung cấp dịch

vụ y tế

-Thực hiện chia sẻ dữ liệu bệnh nhân ẩn danh trong quá trình tổng hợp, đểđảm bảo sự riêng tư được duy trì Đây là việc hữu ích trong nghiên cứu, và so sánhcác trường hợp có tính chất bệnh tương tự với nhau

-Ghi lại và dán nhãn thời gian các thủ tục hoặc sự kiện y tế, điều này sẽ làmgiảm bớt việc gian lận bảo hiểm, tạo điều kiện cho quá trình kiểm tra và thực hiệntuân thủ các dịch vụ

-Ghi lại lịch sử bảo dưỡng các thiết bị y tế quan trọng, từ đó cung cấp một lộtrình kiểm tra, bảo dưỡng vĩnh viễn các trang thiết bị

-Mang ví an toàn về hồ sơ y tế điện tử đầy đủ trong đó

-Xác minh xuất xứ thuốc, để loại bỏ việc sản xuất thuốc bất hợp pháp.

1.6.8 Ứng dụng Blockchain trong nông nghiệp

Ứng dụng Blockchain có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc giải quyếtnhiều vấn đề liên quan đến nông nghiệp Một số ứng dụng thực tế của Blockchaintrong nông nghiệp được liệt kê dưới đây:

1.6.8.1 An toàn thực phẩm

Người tiêu dùng đã cảnh giác hơn với thức ăn mà họ đang tiêu thụ Dị ứngthực phẩm và bệnh liên quan đến thực phẩm hiện nay phổ biến hơn 25 năm trước vàngười tiêu dùng bắt đầu yêu cầu xác thực thông tin liên quan đến thực phẩm họđang tiêu thụ Khi xu hướng này tiếp tục tăng, các chuỗi thức ăn lớn sẽ không có lựachọn nào ngoài việc sử dụng Blockchain để đảm bảo trách nhiệm, truy xuất nguồngốc và chất lượng của thực phẩm Việc sử dụng Blockchain sẽ trở thành lợi thế cạnhtranh cho các thương hiệu

1.6.8.2 Chuỗi cung ứng thực phẩm

Hình 1.4: Ứng dụng Blockchain trong chuỗi cung ứng

Chuỗi cung ứng thực phẩm ở hầu hết các quốc gia đang phát triển không hiệuquả do thông tin bất đối xứng Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến thu nhập nông dân,

nó sẽ thấp đi vì nông dân không nhận được phần vốn góp của họ, mặc dù họ là phầnquan trọng nhất của chuỗi (các nhà sản xuất thực phẩm)

Với Blockchain, chuỗi cung ứng thực phẩm được đơn giản hóa như việc quản

lý dữ liệu trên một mạng lưới phức tạp bao gồm nông dân, nhà môi giới, nhà phânphối, nhà chế biến, nhà bán lẻ, nhà quản lý và người tiêu dùng được đơn giản vàminh bạch

Việc chia sẻ dữ liệu được cải thiện cũng có thể giúp giảm thiểu 1 nghìn tỷUSD các vấn đề về chất thải thực phẩm Nông dân và tất cả các thành viên củachuỗi cung ứng đều có thể truy cập tất cả các thông tin trong chuỗi

1.7.8.3 Thông tin nguyên liệu đầu vào

Ngay cả người nông dân cũng không thể biết được nguồn gốc đầu vào các loạigiống của họ có được là chính thống hay không Hay các nhà bán lẻ cấp địa phươngđang bán sản phẩm giả cho họ để tăng lợi nhuận Hoặc đôi khi ngay cả các nhà bán

lẻ cũng không biết các sản phẩm được cung cấp cho họ là sản phẩm tốt

Ứng dụng Blockchain sẽ giải quyết vấn đề này bằng cách tăng khả năng truynguyên của từng sản phẩm được bán từ nhà sản xuất đến người mua cuối cùng Cácnhà bán lẻ và nông dân chỉ cần quét mã vạch Blockchain trên mỗi sản phẩm thôngqua điện thoại thông minh của họ và tìm hiểu về tính xác thực và nguồn gốc của sảnphẩm họ đang mua

1.6.8.4 Đăng ký quyền sở hữu đất

Việc đăng ký mua bán đất là một quá trình rất cồng kềnh và dễ bị gian lậnnhất Blockchain có thể giải quyết được vấn đề này vì dữ liệu được ghi lại là côngkhai có sẵn mang lại sự minh bạch hoàn toàn trong hệ thống

1.6.8.5 Giải ngân các khoản trợ cấp tới tận tay người nông dân

Ứng dụng Blockchain vừa mới bắt đầu và như với bất kỳ công nghệ mới nào,Blockchain sẽ có một vài rào cản, đặc biệt là với các nhà quản lý của chính phủ trên thếgiới Vì bản chất thực sự của ứng dụng Blockchain là lấy sức mạnh từ tay của ngườimạnh mẽ bằng cách phân quyền thông tin và trao nó cho dân chủ theo đúng nghĩa

1.6.9 Ứng dụng Blockchain trong IoT

Mặc dù vẫn đang ở những bước đầu của giai đoạn phát triển, IoT gần như baogồm tất cả các công nghệ cho phép thu thập dữ liệu, giám sát từ xa và điều khiển

thiết bị Với sự phát triển này, IoT rất có thể sẽ trở thành mạng lưới gồm các thiết bị

tự vận hành có thể tương tác với nhau, với môi trường và thậm chí đưa ra nhữngquyết định thông minh mà không cần đến sự can thiệp của con người

Lúc này, Blockchain sẽ tỏa sáng và cấu thành một nền tảng hỗ trợ nền kinh tếchung dựa trên giao tiếp và tương tác máy móc M2M

Đóng vai trò cơ sở cho tất cả các tương tác nói trên, Blockchain tạo ra một nềntảng bảo mật và dân chủ Bởi, đây là một nền tảng độc lập và bình đẳng cho tất cảcác bên tham gia, không có tình trạng chi phối hay bá quyền

1.6.10 Ứng dụng Blockchain trong lĩnh vực kế toán

Có một điều có thể mọi người ít biết đến hơn đó là công nghệ Blockchainmang tầm ảnh hưởng lớn đến ngành Kế toán và chắc chắn là một xu hướng côngnghệ mà các chuyên viên trong ngành Tài chính – Kế toán – Kiểm toán không thể

“ngó lơ” trong tương lai

Công nghệ Blockchain trong Kế toán – Kiểm toán làm giảm phần lớn khảnăng xảy ra sai sót khi đối chiếu các thông tin phức tạp và khác biệt từ nhiều nguồnkhác nhau Hơn nữa, hồ sơ kế toán sẽ không thể chỉnh sửa và thay đổi một khi đãđược lưu vào Blockchain, ngay cả khi chủ sở hữu hệ thống kế toán yêu cầu Bởitrên nền tảng Blockchain, mọi giao dịch hằng ngày được ghi chép lại và xác thực,

do đó tính vẹn toàn của các hồ sơ tài chính được đảm bảo Bên cạnh những khảnăng ấn tượng kể trên, công nghệ này còn có khả năng làm giảm hoặc thậm chí loại

bỏ nhu cầu kiểm toán tài nguyên nguồn dữ liệu

1.6.11 Ứng dụng Blockchain cho Chính phủ điện tử

Với những đặc tính đã được cả thế giới biết tới như chuẩn hóa, minh bạch, bấtbiến, an toàn và liên kết, công nghệ Blockchain giúp kiểm soát luồng dữ liệu cánhân tuyệt đối, đảm bảo tính riêng tư cũng như quản lý danh tính và thông tin xácthực với ứng dụng đơn giản Do đó, việc ứng dụng định danh điện tử dựa trênBlockchain dự kiến sẽ mang lại nhiều lợi ích cho Chính phủ và người dân trong lĩnhvực quản lý của mọi đất nước, đặc biệt là khi cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đãbắt đầu ở Việt Nam

1.6.12 Tương lai của công nghệ Blockchain

Sự xuất hiện của Blockchain cũng như các cột mốc khi máy tính cá nhân hoặcInternet ra đời, hệ thống này sẽ thay đổi cách mà chúng ta hiểu biết và nhìn nhận xãhội Tiềm năng lớn nhất chính là tạo nơi áp dụng hợp đồng thông minh: Các thỏathuận trong hợp đồng và giao dịch sẽ được xác nhận mà không tiết lộ thông tin giữacác bên với một người trung gian nào đó mà vẫn đảm bảo mọi thứ là minh bạch vàchắc chắn nhất

Thông tin trong Blockchain không thể bị làm giả (có thể nhưng vẫn sẽ để lạidấu vết), mọi thay đổi cần phải nhận được sự đồng thuận của tất cả các nút tham giatrong hệ thống Nó là một hệ thống không dễ dàng sụp đổ, vì ngay cả khi một phầnmạng lưới tê liệt thì các nút khác vẫn sẽ tiếp tục hoạt động để bảo vệ thông tin.Công nghệ Blockchain mở ra một xu hướng mới cho các lĩnh vực như tàichính ngân hàng, logistics, điện tử viễn thông, kế toán kiểm toán… Không chỉ thế,Blockchain còn là nòng cốt của Internet vạn vật (IoT) Các thiết bị điện tử có thểgiao tiếp một cách an toàn và minh bạch, những nỗ lực bất chính trong thế giớiInternet sẽ không thực hiện được, và còn nhiều điều nữa…

Hiện nay, có rất nhiều công ty và tập đoàn lớn đang xây dựng mạng lướiBlockchain cho riêng mình Vì thế, chúng ta sẽ sớm thấy điều này có thể tạo ra mộtlàn sóng cho tương lai

1.7 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1

Chương 1 đã giới thiệu về các khái niệm liên quan đến văn bằng và trình bày

về một số vấn đề trong quản lý văn bằng chung hiện nay, những hạn chế của một số

mô hình quản lý văn bằng theo phương thức thủ công Đồng thời, luận văn cũngđưa ra cái nhìn tổng quan về công nghệ Blockchain cũng như chỉ ra một số ứngdụng điển hình của Blockchain đang được áp dụng ở thời điểm hiện tại

Tiếp theo trong Chương 2, luận văn tập trung nghiên cứu sâu về nền tảng lýthuyết và các kỹ thuật chính sử dụng trong công nghệ Blockchain Đánh giá các ưuđiểm của công nghệ Blockchain Từ đó đề xuất xây dựng và áp dụng mô hình quản

lý văn bằng tốt nghiệp sử dụng công nghệ Blockchain quy trình trong việc quản lý,tra cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN

số liên quan đến hai giai đoạn: Giai đoạn ký kết và giai đoạn xác minh [4],[6]

Ví dụ: Người dùng A muốn gửi một thông báo cho người dùng B, trong giaiđoạn ký, A mã hóa dữ liệu của mình bằng khóa bí mật và gửi cho B kết quả đã được

mã hóa và dữ liệu gốc Trong giai đoạn xác minh, B xác nhận giao dịch bằng khóacông khai của A Bằng cách đó, B có thể dễ dàng kiểm tra xem dữ liệu có bị giảmạo hay không

2.1.1 Hàm băm

Hàm băm [2] dùng để chuyển đổi từ một thông tin sang một đoạn mã Bất kỳ

nỗ lực gian lận nào để thay đổi bất kỳ phần nào của Blockchain sẽ bị phát hiện ngaylập tức vì giá trị băm mới sẽ không phù hợp với thông tin cũ trên Blockchain Bằngcách này, ngành khoa học bảo mật thông tin (cần thiết cho việc mã hóa thông tin vàmua sắm trực tuyến, ngân hàng) đã trở thành một công cụ hiệu quả để giao dịch mở

Khái niệm hàm băm

Hàm băm (hash function) là thuật toán dùng để ánh xạ dữ liệu có kích thước

bất kỳ sang một giá trị “băm” có kích thước cố định, giá trị băm còn được gọi là

“đại diện thông điệp” hay “đại diện bản tin”

Hàm băm là hàm một chiều, theo nghĩa thì giá trị của hàm băm là duy nhất, và

từ giá trị băm này “khó” có thể suy ngược lại được nội dung hay độ dài ban đầu củathông điệp gốc

Các hàm băm dòng MD: MD2, MD4, MD5 được Rivest đưa ra có kết quả đầu

ra với độ dài là 128 bit Hàm băm MD4 đưa ra vào năm 1990 Một năm sau, phiênbản mạnh MD5 cũng được đưa ra Chuẩn hàm băm an toàn SHA phức tạp hơn

nhiều cũng dựa trên các phương pháp tương tự, được công bố trong Hồ sơ Liênbang năm 1992 và được chấp nhận làm tiêu chuẩn vào năm 1993 do Viện Tiêuchuẩn và Công nghệ quốc gia (NIST), kết quả đầu ra có độ dài 160 bit.

Hình 2.1: Quy trình hoạt động của hàm băm

Đặc tính của hàm băm

Hàm băm h là hàm một chiều (One-way Hash) với các đặc tính sau:

1 Với thông điệp đầu vào (bản tin gốc) x, chỉ thu được giá trị duy nhất

z = h(x)

2 Nếu dữ liệu trong bản tin x bị thay đổi hay bị xóa để thành bản tin x’, thì giá trị băm h(x’) ≠ h(x) cho dù chỉ là một sự thay đổi nhỏ Ví dụ: Chỉ thay đổi 1 bit

dữ liệu của bản tin gốc x, thì giá trị băm h(x) của nó cũng thay đổi theo Điều này

có nghĩa là: hai thông điệp khác nhau, thì giá trị băm của chúng sẽ khác nhau

3 Nội dung của bản tin gốc “khó” có thể suy ra từ giá trị hàm băm của nó

Nghĩa là: Với thông điệp x thì “dễ” tính được z = h(x), nhưng lại “khó” tính ngược lại được x nếu chỉ biết giá trị băm h(x) (kể cả khi biết hàm băm h).

Ứng dụng của hàm băm

Hàm băm được sử dụng trong nhiều ứng dụng thực tế, dưới đây là một số ứngdụng nổi bật của hàm băm được sử dụng phổ biến:

Hàm băm dùng trong chữ ký số (sẽ được nói rõ ở mục 1.2.2)

Đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu: Giả sử tài liệu được lưu trữ trên bất kỳdịch vụ đám mây nào có sẵn Để chắc chắn rằng các tài liệu đó không bị giả mạobởi bất kỳ bên thứ ba nào, cần tính toán hash của tập tin đó bằng thuật toán băm vàlưu các giá trị băm này trên máy cục bộ Khi cần sử dụng tài liệu đó, tải xuống cáctệp, tính lại hàm băm Nếu khớp nó với giá trị băm trước đó được tính toán thì tài

liệu không bị sửa đổi, giả mạo Nếu bất kỳ ai can thiệp vào tệp, giá trị băm của tệpchắc chắn sẽ thay đổi Việc giả mạo tập tin mà không thay đổi hàm băm là gần nhưkhông thể

Xác minh mật khẩu: Hàm băm được sử dụng rất phổ biến trong xác minhmật khẩu Ví dụ: Khi sử dụng bất kỳ trang web trực tuyến nào yêu cầu nhập Email

và mật khẩu để đăng nhập Mục đích là để chắc chắn rằng tài khoản này được đăngnhập đúng chủ sở hữu Khi nhập mật khẩu, một hàm băm của mật khẩu sẽ được tínhtoán sau đó được gửi đến máy chủ để xác minh mật khẩu Mật khẩu được lưu trữtrên máy chủ thực sự là giá trị băm của mật khẩu gốc Điều này được thực hiện đểđảm bảo rằng khi mật khẩu được gửi từ máy khách đến máy chủ, mật khẩu vẫnđược bảo mật

2.1.2 Chữ ký số

Khái niệm chữ ký số

Về mặt công nghệ, chữ ký số là một thông điệp dữ liệu đã được mã hóa gắnkèm theo một thông điệp dữ liệu khác nhằm xác thực người gửi thông điệp đó Quátrình ký và xác nhận chữ ký như sau: Người gửi muốn gửi thông điệp cho bên khácthì sẽ dùng một hàm băm, băm thông điệp gốc thành một “thông điệp tóm tắt”(message digest), thuật toán này được gọi là thuật toán băm (hash function) đã đượctrình bày trong mục 1.2.1 Người gửi mã hoá bản tóm tắt thông điệp bằng khóa bímật của mình (sử dụng phần mềm bí mật được cơ quan chứng thực cấp) để tạothành một chữ ký số Sau đó, người gửi tiếp tục gắn kèm chữ ký số này với thôngđiệp dữ liệu ban đầu và gửi thông điệp đã gắn kèm với chữ ký một cách an toàn quamạng cho người nhận

Sau khi nhận được, người nhận sẽ dùng khóa công khai của người gửi để giải

mã chữ ký số thành bản tóm tắt thông điệp Người nhận cũng dùng hàm băm giốnghệt như người gửi đã làm đối với thông điệp nhận được để biến đổi thông điệp nhậnđược thành một bản tóm tắt thông điệp Người nhận so sánh hai bản tóm tắt thôngđiệp này, nếu chúng giống nhau tức là chữ ký số đó là xác thực và thông điệp đãkhông bị thay đổi trên đường truyền đi

Ngoài ra, chữ ký số có thể được gắn thêm một “nhãn” thời gian: Sau một thờigian nhất định quy định bởi nhãn đó, chữ ký gốc sẽ không còn hiệu lực, đồng thờinhãn thời gian cũng là công cụ để xác định thời điểm ký [2],[10].

Hình 2.2: Quy trình ký số và xác thực chữ ký số

Ứng dụng của chữ ký số

Chữ ký số có ý nghĩa to lớn và trở thành một phần không thể thiếu đối vớingành mật mã học Ứng dụng của chữ ký số đã được triển khai trên nhiều quốc giatrên thế giới, trong đó có Việt Nam So với chữ ký tay, chữ ký số giúp các cá nhân,doanh nghiệp thực hiện việc ký các tài liệu được nhanh chóng, hiệu quả hơn Một sốứng dụng cụ thể của chữ ký số trong thực tế có thể kể đến như sau: [2],[10]

Ứng dụng trong chính quyền điện tử: Các cá nhân và doanh nghiệp sẽ khôngcần đến các cơ quan nhà nước để xuất trình giấy tờ cũng như ký kết các giấy tờ.Thay vào đó, việc ký và gửi các tài liệu hoàn toàn thông qua hệ thống máy tính

Ứng dụng trong ký kết hợp đồng: Việc ký kết các hợp đồng thường đượcthực hiện với sự có mặt của tất cả các bên liên quan và cần người chứng kiến, điềunày gây tốn thời gian đặc biệt là khi các bên ở xa nhau về khoảng cách địa lý Chữ

ký số có thể cải thiện được việc này, các bên có thể xác thực được chữ ký của cácbên liên quan khác thông qua các thuật toán kiểm tra chữ ký

Tại Việt Nam hiện nay, chữ ký số có thể sử dụng cho các giao dịch như muahàng trực tuyến, chuyển tiền ngân hàng, thanh toán trực tuyến Hơn nữa Bộ TàiChính cũng đã áp dụng ứng dụng chữ ký số vào kê khai thuế, nộp thuế trực tiếp quamạng Internet.

Với việc sắp tới, Chính phủ sẽ làm việc với người dân hoàn toàn toàn trựctuyến, nên có thể trong tương lai chữ ký số sẽ có thể sử dụng với các ứng dụng củaChính phủ khi làm thủ tục hành chính hay một sự xác nhận với cơ quan nhà nước.Trong tương lai, tiềm năng của chữ ký số chắc chắn sẽ còn tiến xa hơn nữa và

có thể được ứng dụng trong nhiều ứng dụng cụ thể khác như bỏ phiếu điện tử, y tếđiện tử,…

2.2 ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA BLOCKCHAIN

Công nghệ Blockchain tương đồng với cơ sở dữ liệu, chỉ khác ở việc tương tácvới cơ sở dữ liệu Để hiểu Blockchain, cần nắm được 5 định nghĩa sau: Chuỗi khối(block chain), cơ chế đồng thuận phi tập trung (decentralized consensus), tính toántin cậy (trusted computing), hợp đồng thông minh (smart contracts) và bằng chứngcông việc (PoW) Mô hình tính toán này là nền tảng của việc tạo ra các ứng dụngphân tán [4],[5],[6]

2.2.1 Cấu trúc phi tập trung

Cơ chế này ngược lại với mô hình truyền thống – cơ sở dữ liệu được tập trung

và được dùng để quản lý và xác thực giao dịch Công nghệ Blockchain không dựavào các tổ chức thứ ba để quản lý và xác thực, không có kiểm soát trung tâm, tất cảcác nút nhận được thông tin tự kiểm tra, truyền tải, và quản lý, đặt sự tin tưởng vàocác nút, cho phép các nút lưu trữ các giao dịch trong một block Các block đượcghép nối với nhau tạo nên một chuỗi khối (Blockchain) Cấu trúc của một chuỗikhối được mô tả như Hình 2.3 Cấu trúc phi tập trung này là đặc điểm nổi bật vàquan trọng nhất của Blockchain

Hình 2.3: Cấu trúc dữ liệu của Blockchain

Hình 2.4: Cấu trúc của block gốc trong Blockchain

Mỗi block trong Blockchain bao gồm các thành phần sau:

Index (Block #): Thứ tự của block (block gốc có thứ tự 0)

Hash: Giá trị băm của block

Previous Hash: Giá trị băm của block trước

Timestamp: Thời gian tạo của block

Data: Thông tin lưu trữ trong block

Nonce: Giá trị biến thiên để tìm ra giá trị băm thỏa mãn yêu cầu

của mỗi Blockchain

Giá trị băm (hash) sẽ băm toàn bộ các thông tin cần thiết như: timestamp,previous hash, index, data, nonce

Khi có một block mới được thêm vào, block mới sẽ có giá trị “previous hash”

là giá trị băm của block được thêm trước nó Blockchain tìm kiếm block được thêm

vào gần nhất để lấy giá trị index và previous hash Block tiếp theo của Hình 1.6 sẽđược tính như sau:

Index: 0 + 1 = 1

Previous Hash: 0000018035a828da0…

Timestamp: thời gian block được tạo ra

Data: dữ liệu lưu trữ trong block

Function isValidHashDifficulty(hash, difficulty) {

For (var i = 0, b = hash.length; i < b; i++) {

Công việc trên cũng được gọi là bằng chứng công việc (PoW)

Quá trình tìm kiếm giá trị nonce được thực hiện bằng mã giả sau:

Let nonce = 0; Let hash; Let input;

While (!isValidHashDifficulty(hash)) {

Nonce = nonce + 1;

Input = index + previousHash + timestamp + data + nonce;

Hash = CryptoJS.SHA256(input) }

Bằng cách lưu trữ dữ liệu trên tất cả các nút của mình, mạng Blockchain loại

bỏ các rủi ro đi kèm với dữ liệu được tổ chức lưu trữ tập trung Trong mạng không

có các điểm tập trung dễ bị tổn thương cho hệ thống, không có các điểm trung tâmlàm cho hệ thống dừng hoạt động (central point of failure) Bất kỳ nút nào trongmạng khi dừng hoạt động sẽ không ảnh hưởng đến sự vận hành của hệ thống

2.2.2 Một cơ sở dữ liệu phân tán

Với một bảng tính được nhân đôi hàng ngàn lần thông qua mạng lưới máytính, mạng lưới này được thiết kế để cập nhật thường xuyên bảng tính đó, đây có thểđược được xem là một cơ sở dữ liệu Blockchain cơ bản Thông tin được tổ chứctrên một Blockchain tồn tại dưới dạng cơ sở dữ liệu được chia sẻ và hòa hợp liêntục Đây là cách để sử dụng mạng với những lợi ích rõ ràng Cơ sở dữ liệuBlockchain không được lưu trữ ở duy nhất một vị trí nào, nghĩa là các bản ghi đượclưu trữ một cách công khai, dễ kiểm chứng Không có một phiên bản tập trung nàocủa 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 truycập bởi bất cứ ai trên Internet [4],[10]

Hình 2.5: Mô hình cơ bản của cơ sở dữ liệu phân tán

2.2.3 Tính bền vững của Blockchain

Công nghệ Blockchain giống như Internet vì nó có một sức mạnh được tíchhợp sẵn Bằng cách lưu trữ những khối thông tin giống nhau trên mạng lưới củamình, Blockchain không thể: [6],[10]

 Bị kiểm soát bởi bất kỳ một thực thể nào;

 Không có điểm thiếu sót, lỗi duy nhất nào

Bitcoin được phát hành vào năm 2008, kể từ đó, Blockchain Bitcoin được vậnhành, hoạt động mà không có sự gián đoạn đáng kể nào Đến nay, bất kỳ vấn đề nàoliên quan đến Bitcoin là do hack hoặc quản lý kém Nói cách khác, những vấn đềnày đến từ ý định xấu và lỗi của con người, không phải là những sai sót của Bitcoin.Internet đã chứng minh được độ bền trong gần 30 năm Đây là bản ghi theodõi tốt cho công nghệ Blockchain khi nó tiếp tục được phát triển

 Minh bạch: Dữ liệu được nhúng trong mạng như một khối, công khai;

 Không thể bị hỏng: Khi thay đổi bất kỳ đơn vị thông tin nào trênBlockchain có nghĩa là phải sử dụng một số lượng lớn máy tính để ghi đèthông tin lên toàn bộ mạng

Về lý thuyết, điều này có thể xảy ra Trong thực tế, không xảy ra