tiểu luận dữ liệu lớn trong kinh tế và kinh doanh đề tài phân tích công nghệ blockchain

Trong đó có một loại công nghệ được đưa vào để kết hợp với dữ liệu lớn để lưu trữ dữ liệu tốt hơn và bảo vệ thông tin của người dùng một cách an toàn nhất.. Công việc đầu tiên của họ liê

Học viện chính sách và phát triển Khoa Kế toán Kiểm toán

Tiểu luận

DỮ LIỆU LỚN TRONG KINH TẾ VÀ KINH DOANH

Đề tài:

PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN

GVHD: Nguyễn Hữu Xuân Trường SVTH: Nguyễn Bá Đức Anh 7133403047

Hà Khánh Huyền 7133403059 Bùi Hồng Nga 7133403070

Hà Nội – 2024

Mục lục

MỞ ĐẦU 1

NỘI DUNG 1.Khái niệm Blockchain 5

2.Cấu trúc và các thành phần chính của Blockchain 5

2.1 Cấu trúc của Blockchain 5

2.2 Các thành phần chính của Blockchain 6

3 Nguyên lý hoạt động của Blockchain 10

4 Các loại và các phiên bản Blockchain 13

4.1 Các loại Blockchain 13

4.2 Các phiên bản Blockchain 13

5 Đặc điểm Blockchain 13

6 Ưu nhược điểm của Blockchain 15

6.1 Ưu điểm của Blockchain 15

6.2 Nhược điểm của Blockchain

17 7 Ứng dụng của Blockchain 17

8 Cơ hội, thách thức của Blockchain ở Việt Nam……… 19

Mở đầu

Trong thời đại 4.0 hiện nay công nghệ được hình thành và phát triển rất mạnh mẽ Nghành công nghệ thông tin và dữ liệu lớn luôn là mục tiêu phát triển hàng đầu của các quốc gia Trong đó có một loại công nghệ được đưa vào để kết hợp với dữ liệu lớn để lưu trữ dữ liệu tốt hơn và bảo vệ thông tin của người dùng một cách an toàn nhất Đó chính là công nghệ Blockchain Công nghệ Blockchain là một trong những đổi mới lớn nhất của thế kỷ 21 do hiệu ứng gợn sóng mà nó đang có trên các lĩnh vực khác nhau, từ tài chính đến sản xuất cũng như giáo dục Lịch sử của Blockchain có từ đầu những năm 1990 Kể từ khi sự phổ biến của nó bắt đầu phát triển một vài năm trở lại đây, một số ứng dụng đã bị cắt xén tất cả nhưng nhấn mạnh loại tác động mà nó dự định sẽ có khi cuộc chạy đua cho các nền kinh tế kỹ thuật số nóng lên Trong bài luận này, chúng ta sẽ tìm hiểu về công nghệ

Blockchain

Lịch sử hình thành

1991-2008: Những năm đầu của công nghệ Blockchain

Stuart Haber và W Scott Stornetta đã hình dung ra thứ mà nhiều người đã biết đến

là blockchain, vào năm 1991 Công việc đầu tiên của họ liên quan đến việc nghiên cứu một blockchain được bảo mật bằng mật mã, theo đó không ai có thể giả mạo dấu thời gian của tài liệu

Vào năm 1992, họ đã nâng cấp hệ thống của mình để kết hợp các cây Merkle nhằmnâng cao hiệu quả do đó cho phép thu thập nhiều tài liệu hơn trên một khối duy nhất Tuy nhiên, đến năm 2008, Lịch sử Blockchain mới bắt đầu trở nên liên quan, nhờ vào công việc của một người hoặc một nhóm có tên Satoshi Nakamoto.Satoshi Nakamoto được công nhận là bộ não đằng sau công nghệ blockchain Rất

ít thông tin về Nakamoto vì mọi người tin rằng ông có thể là một người hoặc một nhóm người làm việc trên Bitcoin, ứng dụng đầu tiên của công nghệ sổ cái kỹ thuậtsố

Nakamoto đã hình thành ý tưởng về blockchain đầu tiên vào năm 2008, từ đó công nghệ này đã phát triển và tìm đường vào nhiều ứng dụng ngoài tiền điện tử Satoshi

Nakamoto đã phát hành whitepaper đầu tiên về công nghệ này vào năm 2009 Trong whitepaper, ông đã cung cấp chi tiết về cách công nghệ được trang bị tốt để nâng cao niềm tin kỹ thuật số dựa trên khía cạnh phân quyền có nghĩa là không ai

có thể kiểm soát bất cứ điều gì

Kể từ khi Satoshi Nakamoto rời khỏi hiện trường và giao việc phát triển Bitcoin cho các nhà phát triển cốt lõi khác, công nghệ sổ cái kỹ thuật số đã phát triển dẫn đến các ứng dụng mới tạo nên lịch sử blockchain Chúng ta thấy có thể nói Blockchain được phát minh vào năm 1991

Nội dung

1 Khái niệm Blockchain

Blockchain là nguồn cơ sở dữ liệu đặc biệt, là nơi chỉ có thể bổ sung dữ liệu vào mà không thể xóa hoặc làm thay đổi dữ liệu ban đầu Đúng như tên gọi tiếng anh của nó, một blockchain (chuỗi khối) được hiểu là một chuỗi gồm nhiều khối ghép lại, những khối này là nơi chứa thông tin được thêm vào cơ

sở dữ liệu Ngoài ra blockchain còn được coi là sổ cái kỹ thuật số Hiểu nôm

na là một cuốn sổ ghi chép lại những thông tin giao dịch, sau đó cuốn sổ đó sẽđược copy cho mỗi người tham gia vào mạng Điều này thấy được rằng trong toàn bộ hệ thống thông tin được tạo thành nhiều phiên bản và được lưu trữ ở nhiều nơi

2 Cấu trúc và các thành phần chính của Blockchain

2.1 Cấu trúc của Blockchain

Dữ liệu: data trong mỗi lưới khối chứa trong Blockchain.

Mã băm: được coi là duy nhất, dùng để nhận diện các dữ liệu và khối lưới

trong đó Có thể hiểu nôm na tương tự như một dấu vân tay Do đó mã băm sẽ thay đổi khi có sự đổi thay trong khối

Mã băm đối chiếu: Đây là loại mã tạo thành chuỗi thống nhất Ví dụ như

khối 1 được coi là khối khởi điểm, từ đây các khối 2,3…đến n sẽ thống

nhất 1 dạng thông tin Khi thay đổi khối khởi điểm, các khối liền kề sau sẽkhông còn phù hợp.

2.2 Các thành phần chính của Blockchain

a Sổ cái phân tán (Distributed Ledger)

Sổ cái điện tử thực chất là một cơ sở dữ liệu chứa toàn bộ thông tin giao dịch được cập nhật liên tục Cấu tạo bởi nhiều khối – block (mỗi khối chứa ít nhất một giao dịch) và các khối này được nối với nhau thành một chuỗi – chain bằng cách sử dụng mật mã học Nói một cách đơn giản, khối sau sẽ chứa các thông tin định danh mật mã học của khối trước Vì vậy, nếu bất kì khối nào trong quá khứ xảy ra vấn đề thì sẽ ảnh hưởng tới tất cả các khối ở phía sau của chuỗi

b Mạng lưới ngang hàng (Peer-to-peer network – P2P)

Mạng ngang hàng (P2P) là mô hình giao tiếp phi tập trung giữa nhiều người tham gia còn được gọi là các nút ngang hàng mà không cần máy chủ trung tâm hay phụ thuộc vào bất cứ nút nào khác Mạng ngang hàng cho phép mỗi bên hoạt động như một máy khách và máy chủ Điều này có nghĩa là sau khi mạng được hình thành, người tham gia đều sở hữu một bản sao của sổ cái Từ

đó có thể sử dụng để chia sẻ và lưu trữ tệp mà không cần sự trợ giúp của người trung gian

Đặc điểm nổi bật

Trên mạng Blockchain, mỗi nút tham gia linh hoạt vai trò như một máy khách và một máy chủ của các nút khác để cùng cung cấp và kiểm soát dữ liệu

Việc phi tập trung hoá cơ sở dữ liệu và các quyền quản trị giúp loại bỏ đơn

vị trung gian trong các mô hình truyền thống, giúp các thành viên có thể trực tiếp trao đổi thông tin với nhau

Bản ghi của dữ liệu được sao chép trên tất cả các nút đảm bảo hệ thống hoạtđộng liên tục hạn chế được sự thất bại đơn điểm và hình thức tấn công từ chối dịch vụ

Nâng cao tính sẵn sàng đối với cả dữ liệu, cách thức xác minh tính hợp lệ sẽgiúp tránh được tình trạng mất thông tin hoặc không có khả năng xác minh của hệ thống

Phân loại

Unstructured P2P Network (Mạng P2P không cấu trúc)

Structured P2P Network (Mạng P2P không cấu trúc)

Hybrid P2P Network (Mạng P2P hỗn hợp)

c Cơ chế đồng thuận (Consensus Mechanism)

Cơ chế đồng thuật quy định các tập luật để các nút tham gia vào mạng ngang hàng có thể hoạt động một cách đồng bộ với nhau và thống nhất về các giao dịch nào là hợp pháp và nên được thêm vào Blockchain thông qua tương tác

với hợp đồng thông minh Cơ chế đồng thuận được dùng để xác định trạng thái thực của Blockchain

Đặc điểm nổi bật

Đảm bảo rằng toàn bộ hệ thống có khả năng chịu lỗi để đạt được thỏa thuận mong muốn về một giá trị dữ liệu hoặc một trạng thái mạng duy nhấtTạo ra cách thức để tất cả người tham gia có thể duy trì tính an toàn, bảo mật của mạng Blockchain

Ngăn chặn vấn đề chi tiêu 2 lần trên Blockchain (double spending) đối với giao dịch tiền điện tử trên Blockchain

Phân loại

Mỗi loại Blockchain sẽ có cơ chế đồng thuận khác nhau Hiện nay, có 2 loại

cơ chế đồng thuận được sử dụng phổ biến nhất

Proof-of-work (Bằng chứng công việc): Thuật toán PoW vận hành bởi các

thợ đào (nút – node) cùng tham gia giải quyết một bài toán mật mã để tạo rakhối tiếp theo Thợ đào đầu tiên tìm ra lời giải sẽ đạt được sự đồng thuận, được phép chọn khối được thêm vào mạng Blockchain và nhận phần thưởngtương ứng Tuy nhiên, các bài toán này thường phức tạp mà cần thiết thợ đào phải sở hữu sức mạnh tính toán cao

Proof-of-stake ( Bằng chứng cổ phẩn): Để đơn giản hóa quá trình đào

thưởng, khái niệm PoS được sử dụng khi cần xác minh nhiều mã thông báo (tokens – tiền điện tử) Nguyên tắc PoS cần thợ đào chứng minh quyền sở hữu % cổ phần của họ để thực hiện % hoạt động đào thưởng tương ứng Điều này giúp tiết kiệm nhiều năng lượng hơn (điện tử) và chi phí vận hành

d Mật mã học (Cryptography)

Thành phần này nhằm để đảm bảo tính bí mật, toàn vẹn và xác thực của thôngtin trong sổ cái điện tử hay các thông tin truyền đi giữa các nút Nhờ xây dựngdựa trên nền tảng toán học (đặc biệt là lý thuyết xác suất) cùng với những kiến thức về lý thuyết trò chơi, mật mã học đã đưa ra được những phương thức mã hóa mà để phá vỡ nó là bất khả thi

Phân loại

Có hai loại phương pháp mã hóa chính:

Mã hóa đối xứng (Symmetric Encryption): Là hình thức mã hóa để bảo mật

dữ liệu, trong đó việc mã hóa và giải mã dữ liệu dùng chung một khóa Do khóa dùng để giải mã dữ liệu nên cần được giữ bí mật, không được công khai Vì vậy, khi sử dụng khóa đối xứng, bên gửi và bên nhận cần có cơ chế

để trao đổi khóa trước khi thực hiện trao đổi dữ liệu

Mã hóa bất đối xứng (Asymmetric Encryption): là hình thức mã hóa để bảo

mật dữ liệu, trong đó việc mã hóa và giải mã dữ liệu dùng hai khóa khác nhau Khóa dùng để mã hóa dữ liệu gọi là khóa công khai (public key), có thể được chia sẻ rộng rãi và xem như định danh của một người (hay còn gọi

là địa chỉ Blockchain – Blockchain Address)

Khóa dùng để giải mã dữ liệu gọi là khóa bí mật (private key) cần thiết bảomật để bảo vệ quyền lợi của người nhận

e Máy ảo (Virtual Machine)

Máy ảo là một chương trình mô phỏng một hệ thống máy tính Nó có một CPU, bộ nhớ và bộ lưu trữ ảo Về cơ bản, máy ảo hoạt động giống như một máy tính vật lý, nó có thể dùng để lưu trữ dữ liệu, chạy các chương trình ứng dụng và tồn tại để cùng vận hành một mạng Blockchain với các máy ảo khác

Máy ảo Ethereum (EVM) được sử dụng để đảm bảo các giao dịch mặc dù được xử lý trên những môi trường, cấu hình máy tính hoàn toàn khác nhau vẫn sẽ luôn cho ra kết quả giống nhau trên nền tảng Ethereum Về cơ bản máy

ảo là một máy xử lý các hợp đồng thông minh chạy trên Ethereum

Các nút tham gia vào hệ thống Ethereum xử lý các giao dịch nhận được thôngquâmys ảo Bất kì giao dịch nào muốn tạo ra sự thay đổi trạng thái của mạng đều phải thông qua quá trình xử lý của máy ảo Máy ảo chỉ là một chiếc máy

ảo nhưng được tạo ra nhiều bản sao Mỗi nút tham gia thực thi các giao dịch giống nhau đều được sở hữu một bản sao của máy ảo để đảm bảo sự nhất quán của quá trình tính toán

3 Nguyên lý hoạt động của Blockchain

Phần lớn Blockchain phần thành 4 cấp hoạt động:

a Nguyên lý mã hóa

Với các vấn đề đã đề cập bên trên và cách thức hoạt động của Blockchain,Blockchain được duy trì dựa trên hệ thống hàng ngang có mối liên kết chặt chẽ với nhau Vì thế nó sẽ tạo ra một điểm khác biệt:

Có thể xem được toàn bộ các giao dịch, trao đổi của người dùng

Giao dịch không cần có sự can thiệp của bên thứ 3 xử lý

Công nghệ lưỡi khối được mã hóa qua các hàm toán học đặc biệt.Ngoài ra để thực hiện giao dịch trên Blockchain cần có sự trao đổi thông qua ví điện tử Tất cả sẽ được bảo mật bằng các phương pháp mã hóa đặc biệt nhờ khóa riêng tư( Private key) và khóa công khai( Public key).Khi mã hóa thông điệp bằng Public key: Chủ sở hữu khóa riêng tư- cặp củakhóa công khai này mới giải mã, đọc được nội dung trong thông điệp.Khi mã hóa bởi Private key: Lúc này bạn đã tạo chữ ký điện tử để máy tínhtrong Blockchain tiến hành kiểm tra chủ thể cũng như tính xác thực giao dịch.Nếu một ký tự đơn ở giao dịch này thay đổi, chữ ký điện tử cũng thay đổitheo Chính vì vậy các Hacker khó lòng sửa được số Bitcoin muốn gửi hay

giao dịch Từ đó các mạng Blockchain mới có thể kiểm soát và tiến hànhkiểm tra chủ thể để xác định giao dịch.

b Quy tắc cuốn sổ cái

Mỗi nút trên hệ thống mạng lưới Blockchain đều lưu trữ một bản sổ cái kếtoán Vì vậy thông qua các nút sẽ nắm được số dư tài khoản của mình là bao nhiêu Tuy nhiên, Blockchain không theo dõi số dư tài khoản, chỉ ghi lịch sử của nhứng giao dịch được yêu cầu

Mỗi một node trong Blockchain đều được lưu giữ bản sao sổ cái kế toán

Bên cạnh đó nếu muốn biết số dư trên ví điện tử của mình, người dùng phải xác nhận và kiểm tra lại các giao dịch xoay quanh ví điện tử dựa trênliên kết giao dịch trước đó Dựa vào đó các nút liên kết sẽ xác minh chi tiết số tiền trong khi giao dịch của mình

Chính vì vậy, cần lưu ý bảo vệ mật khẩu và khóa riêng tư thật sự an toàn Bởi khi đã đánh mất “chìa khóa” sẽ không có một đơn vị nào có thể giúp bạn phục hồi hay lấy lại mật khẩu ví điện tử

c Nguyên lý tạo khối

Sau khi phát sinh giao dịch trên mạng lưới Blockchain, nhờ vào cách thứchoạt động của Blockchain, chúng sẽ được gom vào một nhóm các khối trong cùng 1 block vào 1 thời điểm đồng nhất Mỗi một nút sẽ trở thành

một khối và báo về hệ thống như một hàm ý để tạo các khối liên kết tiếp theo Khi được cập nhật vào Blockchain, mỗi khối sẽ tích hợp lại 1 đoạn mật mã cho một hàm toán phức tạp Để giải được bài toán này, bạn sẽ phảilựa chọn xác suất giữa các con số ngẫu nhiên.

Quy trình trong hệ thống mà 1 chuỗi sẽ được tạo ra trong khoảng thời gian

là 10 phút Nút nào giải được bài toán sẽ gắn tiếp quyền với khối tiếp theovào chuỗi và được gửi đến toàn bộ mạng lưới

Với cách thức hoạt động của Blockchain như thế này sẽ có ít khả năng cáckhối được xây dựng cùng nhau Vì vậy sẽ không thể xuất hiện trường hợp các khối đồng loạt giải quyết 1 lúc và tạo ra các khối nối đuôi khác nhau

Do đó người dùng có thể hoàn toàn yên tâm bởi sự đồng thuận giữa toàn

bộ chuỗi các khối

d Thuật toán bảo mật

Nếu có bất kì sự bất đồng về các khối trong chuỗi cả chuỗi thì hệ thống sẽ

bị vô hiệu hóa Các khối liên kết với nhau dựa trên loại mã riêng, gọi là

mã Hash với mỗi khối mới được tạo ra phải thông qua tất cả các khối cũ

để xác nhận thông tin Vì vậy luôn đảm bảo được tính bảo mật của thông tin

4 Các loại blockchain, các phiên bản Blockchain

4.1 Các loại Blockchain

Hệ thống blockchain có 3 loại chính:

Public: Người dùng có khả năng ghi chép, chỉnh sửa dữ liệu nhập vào khối

thông tin Bất kì ai có tài khoản đều được share quyền lợi này Tuy nhiên, quátrình xác thực giao dịch blockchain sẽ diễn ra rất lâu bởi chúng cần nhiều núttham gia

Private: Ở chế độ riêng tư, người dùng chỉ được phép đọc thông tin Giao

dịch diễn ra nhanh bởi hệ thống chỉ đòi hỏi 1 số ít nút tham gia

Permissioned: Cũng là 1 dạng private nhưng người dùng được cung cấp 1 số

tính năng đặc quyền khác tùy thuộc bên thứ 3 cung cấp

4.2 Các phiên bản Blockchain

Hệ thống blockchain cho ra mắt 3 phiên bản:

Blockchain 1.0: Tiền tệ và thanh toán

Blockchain 2.0: Tài chính và thị trường

Blockchain 3.0: Thiết kế và giám sát hoạt động

5 Các đặc điểm nổi bật của Blockchain

Tăng hiệu suất làm việc của hệ thống.

Đây là tính năng đầu tiên và cốt yếu nhất của phần mềm này Điều tuyệt vờinhất của Blockchain đó chính là nó có thể gia tăng công suất hoạt động củatoàn bộ hệ thống Nhờ vào việc sẽ có nhiều máy tính hoạt động cùng một lúc

trong cùng một mạng lưới, giúp giải quyết công việc hiệu quả hơn – tối ưuhơn so với việc chỉ tập trung quyền kiểm soát vào một máy tính cụ thể

Tính năng bảo mật tốt hơn.

Công nghệ Blockchain sẽ có tính năng bảo mật tốt hơn bởi vì sẽ không có bất

kỳ một khe hở nào có thể được tận dụng để đánh sập hệ thống – thậm chí là đối với các hệ thống tài chính có nguy cơ tiềm ẩn cao nhất Ví dụ như phần mềm Bitcoin chưa từng bị hack một lần nào, bởi vì hệ thống Blockchain của Bitcoin được bảo mật bởi rất nhiều máy tính khác nhau được gọi là các nút mạng (nodes) và chúng sẽ đảm bảo việc xác nhận cho những giao dịch trong

hệ thống

Tính ổn định

Tạo dựng một nền tảng số cái (ledgers) ổn định là mục tiêu cốt lõi của

Blockchain Bất kỳ nền tảng tập trung nào đều cũng có thể dễ dàng bị xâm nhập bởi các hacker và đòi hỏi sự tin tưởng từ bên thứ ba Tuy nhiên, hệ thốngBlockchain như Bitcoin luôn giữ cho dữ liệu sổ cái của mình trong trạng thái luôn được chuyển tiếp ổn định.Chúng ta sẽ luôn cần đạt được sự đồng thuận giữa các miners (người dùng Bitcoin), exchange (giao dịch) và nodes operator(nút toán tử) trong Bitcoin để có thể thay đổi được dữ liệu của Blockchain

Xử lý nhanh hơn

Hệ thống ngân hàng truyền thống sẽ mất rất nhiều ngày để có thể xử lý được các dữ liệu Điều này dẫn đến lý do vì sao các ngân hàng luôn cần phải cập nhật lại hệ thống của mình thường xuyên Tuy nhiên, Blockchain hoàn toàn cóthể xử lý được vấn đề này bởi vì chúng xử lý dữ liệu với một tốc độ rất nhanh

Ưu điểm này đã giúp rất nhiều ngân hàng tiết kiệm được rất nhiều thời gian, tiền bạc và mang lại sự tiện lợi cho các khách hàng của mình

Nền tảng phi tập trung