Ứng dụng công nghệ blockchain trong giao dịch phát thải cacbon tại việt nam

HỌC VIỆN NGÂN HÀNG KHOA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ------ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN TRONG GIAO DỊCH PHÁT THẢI CARBON TẠI VIỆT NAM Sinh viên thực

Tính cấp thiết của đề tài

Đối mặt với cuộc khủng hoảng năng lượng ngày càng nghiêm trọng và các vấn đề về môi trường, ngày càng có nhiều sự chú ý đến nghiên cứu về phát thải carbon Giao dịch phát thải carbon hay gọi tắt là giao dịch carbon nhằm mục đích thiết lập thị trường giao dịch hạn ngạch phát thải carbon để giảm phát thải khí nhà kính Nó hoạt động bằng cách cho phép các công ty giao dịch các khoản tín chỉ đại diện cho quyền thải ra một lượng carbon dioxide nhất định

Là một trong những công nghệ thông tin và truyền thông có ảnh hưởng nhất trong thời gian gần đây, blockchain mang đến một hướng đi mới cho giao dịch khí thải carbon Công nghệ này có thể giúp tăng tính minh bạch và hiệu quả của các hoạt động giao dịch phát thải các-bon

Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu Để giảm lượng khí thải các-bon, Việt Nam đã cam kết đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 Một trong những cách mà Việt Nam có thể đạt được mục tiêu này là thông qua mua bán khí thải các-bon Với việc nước ta đã và đang xây dựng các điều luật, chính sách nhằm hỗ trợ, xây dựng lộ trình thực hiện thị trường phát thải các-bon, hướng tới nền kinh tế “low carbon” trong thời gian tới, khả năng ứng dụng công nghệ chuỗi khối với mục đích tăng hiệu quả cho thị trường này là một khía cạnh nên được xem xét khi Việt Nam vẫn chưa thí điểm và vận hành thị trường khí phát thải Vì vậy, em quyết định chọn đề tài: “Ứng dụng công nghệ Blockchain trong giao dịch phát thải cacbon tại Việt Nam”.

Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu về giao dịch phát thải Cacbon và công nghệ blockchain; Nghiên cứu việc ứng dụng công nghệ blockchain vào giao dịch phát thải các-bon tại Việt nam.; Đề xuất mô hình hệ thống giao dịch khí thải dựa trên nền tảng Hyperledger Fabric dành cho Việt Nam, đồng thời đưa ra những giải pháp phù hợp để xây dựng hệ thống này.

Tổng quan nghiên cứu

Ngày càng có nhiều tài liệu về việc áp dụng chuỗi khối vào giao dịch khí thải carbon Một nghiên cứu gần đây của Ngân hàng Thế giới cho thấy blockchain có thể giúp giảm tới 80% chi phí giao dịch khí thải carbon Nghiên cứu cũng cho thấy rằng blockchain có thể giúp tăng tính minh bạch và hiệu quả của các chương trình giao dịch khí thải carbon Al Kawasmi (2015) đã trình bày mô hình kiến trúc hệ thống của hệ thống dựa trên Bitcoin bằng cách sử dụng Giao dịch mở cho cơ sở hạ tầng giao dịch phát thải carbon phi tập trung (D-CETI) (Al Kawasmi, Arnautovic, & Svetinovic, 2014) Alkawasmi và cộng sự (2012) đã đề xuất một nền tảng giao dịch phát thải carbon phi tập trung (CarboCoin) dựa trên Bitcoin để giảm lượng khí thải carbon (Alkawasmi, về cơ chế thị trường carbon của Thỏa thuận Paris bằng cách áp dụng công nghệ chuỗi khối với hai hệ thống là Ethereum và Hyperledger Fabric (Franke, Schletz, & Salomo,

2020) Những nghiên cứu trên đã chỉ ra tính khả thi và lợi ích khi ứng dụng công nghệ chuỗi khối trong việc xây dựng hệ thống phát thải carbon

Tại Việt Nam, các nghiên cứu trong nước hiện nay về thị trường carbon còn khá hạn chế Hiện tại, mới chỉ có các nghiên cứu về thị trường các-bon như “Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc xây dựng thị trường Các-bon tại Việt Nam” của

Nguyễn Thị Liễu và cộng sự (2021) hay bài báo khoa học “Thị trường trao đổi tín chỉ các–bon: Kinh nghiệm quốc tế và chính sách cho Việt Nam” của Mai Kim Liên cùng cộng sự (2020) trên tạp chí Khí tượng Thủy văn Tuy nhiên, vẫn chưa có nghiên cứu nào về việc ứng dụng công nghệ chuỗi khối trong giao dịch phát thải carbon.

Đối tượng, phạm vi

 Đối tượng nghiên cứu: Ứng dụng của công nghệ chuỗi khối trong việc xây dựng hệ thống giao dịch phát thải cacbon

 Phạm vi nghiên cứu: Tìm hiểu về hệ thống giao dịch phát thải cac-bon và đề xuất mô hình hệ thống giao dịch tín chỉ các-bon dựa trên công nghệ blockchain.

Phương thức nghiên cứu

 Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết

 Phương pháp phân tích, so sánh và mô hình hóa.

Kết cấu nội dung khóa luận

Nội dung của khóa luận được chia thành 3 chương:

 Chương 1: Tổng quan công nghệ blockchain và giao dịch phát thải carbon

 Chương 2: Ứng dụng công nghệ blockchain trong giao dịch phát thải carbon tại

 Chương 3: Ứng dụng Hyperledger Fabric trong giao dịch phát thải carbon.

TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ GIAO DỊCH PHÁT THẢI CARBON

Giao dịch phát thải carbon

Giao dịch carbon hay giao dịch phát thải carbon là việc mua và bán tín chỉ carbon Tín chỉ các-bon là sự chứng nhận hay đại diện cho quyền phát thải ra 1 tấn khí carbon dioxide (CO2) hoặc tương đương (quy đổi từ tấn khí nhà kính khác), có thể được coi là một loại hàng hóa được quản lý, lưu trữ, trao đổi, mua bán tương tự như bất kỳ loại hàng hóa nào khác Các khoản tín dụng carbon được chính phủ cho phép với mục tiêu giảm dần lượng khí thải carbon nói chung và giảm nhẹ tác động của chúng đối với biến đổi khí hậu

Giao dịch phát thải carbon một cơ chế thị trường để giảm phát thải khí nhà kính

Nó liên quan đến việc đặt ra giới hạn về tổng lượng khí thải có thể được phát ra bởi một số ngành hoặc tổ chức nhất định, sau đó cho phép họ mua và bán giấy phép phát thải Ý tưởng là những doanh nghiệp có thể bán giấy phép dư thừa của họ cho những người phải đối mặt với việc phát thải khí nhà kính cao hơn dự kiến, do đó tạo ra động cơ giảm phát thải Giao dịch phát thải carbon cũng có thể tạo ra doanh thu cho chính phủ hoặc tài trợ cho các dự án môi trường, tùy thuộc vào cách phân bổ hoặc đấu giá giấy phép

Vào tháng 12 năm 1997, “Nghị định thư Kyoto” được chính phủ Liên Hợp Quốc tại Kyoto, Nhật Bản thông qua, coi cơ chế thị trường là một cách mới để giải quyết vấn đề giảm phát thải khí nhà kính, nghĩa là khí thải carbon dioxide được coi là hàng hóa, đã hình thành một hệ thống thương mại carbon hay thị trường carbon

1.1.2 Lịch sử giao dịch Carbon

1.1.2.a Đạo luật Không khí Sạch sửa đổi (CAA) Ý tưởng về giao dịch carbon lần đầu tiên xuất hiện với tên gọi “pollution trading” ở Hoa Kỳ vào những năm 1970 khi Hoa Kỳ quyết định giao dịch lưu huỳnh điôxit (SO2) và oxit nitơ để ngăn mưa axit Đạo luật bao gồm một kế hoạch giới hạn và thương mại đầu tiên trên thế giới nhằm cắt giảm đáng kể lượng khí thải lưu huỳnh và đưa ra một thị trường hàng hóa mới The Economist gọi đó là “…câu chuyện xanh thành công vĩ đại nhất trong thập kỷ qua.” (The Economist, 2002)

Tới năm 1997, khi nghị định thư Kyoto được ký kết, hệ thống thị trường carbon quốc tế đầu tiên được thiết lập, đặt mục tiêu giảm tổng lượng phát thải khí nhà kính trung bình từ các nước công nghiệp hóa khác xuống 5,2% (so với mức của năm 1990) từ năm 2008 – 2012 Ngay sau khi Nghị định thư Kyoto có hiệu lực vào năm 2005, hoạt động mua bán tín chỉ các-bon đã phát triển khá mạnh Nghị định thư Kyoto đã đề xuất ba cơ chế linh hoạt, bao gồm 1) Mua bán phát thải (Emissions Trading – ETS), 2) Cơ chế cùng thực hiện (Joint Implementation – JI) và 3) Cơ chế phát triển sạch (CDM) Các nước đang phát triển chỉ cần tham gia CDM

Hình 1.1 Quá trình phát triển thị trường mua bán tín chỉ carbon trong khuôn khổ của Nghị định thư Kyoto (Liễu, 2021)

Nghị định thư Kyoto giai đoạn I đã tạo tiền đề cho việc phát triển thị trường carbon quốc tế Tại Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc lần thứ 18 (COP18), các nước tham gia đã đồng ý rằng giai đoạn thứ hai sẽ bắt đầu từ ngày

1 tháng 1 năm 2013 và kết thúc vào ngày 31 tháng 12 năm 2020 Mục tiêu của giai đoạn này là cắt giảm tổng lượng phát thải khí nhà kính dưới mức năm 1990 ít nhất 18 phần trăm trong khoảng thời gian từ năm 2013 đến năm 2020 Nitơ triflorua (NF3) là một loại khí nhà kính được kiểm soát bắt đầu từ giai đoạn thứ hai của nghị định thư Kyoto

1.1.2.c Hệ thống Thương mại Khí thải Liên minh Châu Âu (EU ETS)

EU ETS là chương trình quốc tế đầu tiên và lớn nhất được thiết kế để cắt giảm lượng khí nhà kính thải ra trong tất cả ngành công nghiệp, ở tất cả các quốc gia EU cộng với Iceland, Liechtenstein và Na Uy (các quốc gia EEA-EFTA) Cho đến nay, đây vẫn là thị trường lớn nhất trên thế giới

1.1.2.d Thị trường carbon khu vực và quốc gia

Không chỉ Liên minh châu Âu, một số quốc gia và khu vực trên thế giới đã triển khai hệ thống giao dịch khí thải của riêng mình Có thể kể đến Kế hoạch giảm thiểu ô nhiễm carbon (CPRS) của Australia thực thi năm 2008; Chương trình Thương mại Phát thải (ETS) tại New Zealand năm 2010; Chương trình Cap-and-Trade của California được thực thi năm 2011; Sáng kiến Khí nhà kính Khu vực (RGGI) ở đông bắc Hoa Kỳ năm 2012, …

1.1.2.e Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu

Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu đã được thông qua tại COP21 ở Paris, Pháp và có hiệu lực từ ngày 4 tháng 11 năm 2016 Thỏa thuận này đã phát triển một khuôn khổ hoàn toàn khác với Nghị định thư Kyoto Thay vì đặt ra giới hạn phát thải, Thỏa thuận Paris yêu cầu các Bên đệ trình Đóng góp do quốc gia tự quyết định (NDC) Hiệp định đã được 193 quốc gia ký kết và 189 Bên phê chuẩn Khoảng 100 quốc gia chiếm 58% lượng phát thải khí nhà kính đang xem xét hoặc lên kế hoạch sử dụng công cụ định giá carbon để đạt được các mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính

Thỏa thuận Paris đã giải quyết cơ bản sự khác biệt về mức độ trách nhiệm giữa các nước phát triển và đang phát triển Nó được xây dựng trên nền tảng cam kết chung của các quốc gia, tái khẳng định mục tiêu kiểm soát mức tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu dưới 2°C và kêu gọi nỗ lực quốc gia nhằm hạn chế mức tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu ở mức 1,5°C

1.1.2.f Giao dịch phát thải lan rộng trên toàn thế giới

Cho đến nay, có 28 ETS được triển khai trên khắp năm châu lục, 11 chính phủ đang xem xét và 9 quốc gia đã lên lịch và đang phát triển ETS, giao dịch phát thải đã nổi lên như một công cụ chính để giảm thiểu cacbon hiệu quả

Hình 1.2 Bản đồ thế giới ICAP ETS (ICAP, 2023)

Giao dịch cacbon được ứng dụng trong nhiều ngành, lĩnh vực của cuộc sống Theo báo cáo tình trạng ICAP 2021, ứng dụng của một số ETS trên thế giới được trình bày như hình dưới đây

Hình 1.3 Ứng dụng ETS trên các ngành nghề tại một số khu vực, quốc gia trên thế giới

Các hệ thống hiện tại ngày càng phát triển và liên kết với nhau, tạo thành thị trường cac-bon toàn cầu Như biểu đồ dưới đây, kích thước của bong bóng cho ước tính sơ bộ về kích thước của hệ thống dựa trên số lượng khí phát thải Bong bóng được tập trung theo tỷ lệ khí thải được quy định

Hình 1.4 Biểu đồ kích thước các hệ thống ETS trên thế giới (ICAP, 2021)

1.1.3 Lợi ích của giao dịch khí thải carbon

Giao dịch phát thải cac-bon mang lại nhiều lợi ích Cụ thể:

 Định giá khí thải: Việc tạo ra thị trường giấy phép phát thải cacbon/khí nhà kính sẽ đặt giá rõ ràng cho carbon, là chi phí xã hội do phát thải khí nhà kính gây ra - chẳng hạn như tác động tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng, thiệt hại liên quan đến các hiện tượng thời tiết cực đoan hoặc tác động của biến đổi khí hậu đối với hệ sinh thái tự nhiên Giá được thể hiện rõ ràng trong các tín chỉ carbon

Công nghệ blockchain

Trong cuốn sách Blockchain for dummies, công nghệ chuỗi khối Blockchain được định nghĩa như sau: “Blockchain là một cơ sở dữ liệu phân tán được chia sẻ, bất biến, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ghi lại các giao dịch và theo dõi tài sản trong một mạng lưới kinh doanh.” (Gupta, 2018) Hay như Don và Alex Tapscott đã đề cập trong cuốn Blockchain Revolution thì: “Blockchain là một sổ cái kỹ thuật số không thể bị phá hỏng của các giao dịch kinh tế, có thể được lập trình để ghi lại không chỉ những giao dịch tài chính mà có thể ghi lại tất cả mọi thứ có giá trị” (Tapscott, 2016) Blockchain là một chuỗi các khối theo trình tự thời gian, trong đó mỗi khối (blocks) có thể được coi là một trang trong sổ cái (ledger) Mỗi khối đều chứa thông tin về thời gian khởi tạo, trỏ đến khối trước đó và bản thân nó cũng lưu trữ dữ liệu giao dịch Chuỗi phát triển liên tục khi các khối mới được thêm vào Blockchain hiện có

Chuỗi khối là một sổ cái phân tán thường được quản lý bởi mạng ngang hàng (Peer to Peer) có giao thức đồng thuận giao tiếp giữa các nút và xác thực các khối mới

Vì vậy, dữ liệu trong các khối sổ cái là bất biến, chống giả mạo, bảo mật, minh bạch và có thể kiểm tra được Công nghệ blockchain sử dụng mật mã khóa bất đối xứng (hay còn được gọi là mật mã khóa công khai) Mật mã khóa bất đối xứng sử dụng một cặp khóa: khóa công khai (public key) và khóa riêng tư (private key) có liên quan đến nhau về mặt toán học

Mật mã khóa bất đối xứng cho phép tạo mối quan hệ tin cậy giữa những người dùng không biết hoặc không tin tưởng lẫn nhau, bằng cách cung cấp một cơ chế để xác minh tính toàn vẹn và tính xác thực của giao dịch đồng thời cho phép các giao dịch được công khai Để làm điều này, các giao dịch được “ký điện tử” Điều này có nghĩa là một khóa riêng được sử dụng để mã hóa một giao dịch sao cho bất kỳ ai có khóa chung đều có thể giải mã được Vì khóa chung được cung cấp miễn phí nên việc mã hóa giao dịch bằng khóa riêng chứng tỏ rằng người ký giao dịch có quyền truy cập vào khóa riêng Ngoài ra, người ta có thể mã hóa dữ liệu bằng khóa chung của người dùng sao cho chỉ những người dùng có quyền truy cập vào khóa riêng mới có thể giải mã dữ liệu đó

Dưới đây là liệt kê các ứng dụng của mật mã khóa công khai trong mạng blockchain:

- Khóa riêng được sử dụng để ký điện tử cho các giao dịch

- Khóa công khai được sử dụng để lấy địa chỉ

- Khóa công khai được sử dụng để xác minh chữ ký được tạo bằng khóa riêng Người dùng phải quản lý và lưu trữ an toàn các khóa riêng tư của họ Thay vì ghi lại thủ công, họ thường sử dụng ví Ví có thể lưu trữ khóa riêng, khóa công khai và địa chỉ được liên kết và một số chức năng khác, chẳng hạn như tính toán tổng số tài sản kỹ thuật số mà người dùng có thể có Nếu người dùng mất khóa riêng tư, thì bất kỳ tài sản kỹ thuật số nào được liên kết với khóa đó sẽ bị mất vì không thể tạo lại cùng một khóa riêng tư về mặt tính toán Nếu khóa riêng tư bị đánh cắp, kẻ tấn công sẽ có toàn quyền truy cập vào tất cả các tài sản kỹ thuật số được kiểm soát bởi khóa riêng tư đó Do đó, lưu trữ khóa riêng tư là một khía cạnh cực kỳ quan trọng của công nghệ chuỗi khối

1.2.2.a Khối và chuỗi các khối

Cấu trúc của một chuỗi khối bao gồm nhiều khối (block) được liên kết với nhau thành một chuỗi (chain) Mỗi khối trong chuỗi mang một danh sách các giao dịch, hàm băm của khối và hàm băm liên kết tới khối trước đó Khối đầu tiên của chuỗi được gọi là khối khởi tạo (genesis block)

Hình 1.5 Cấu trúc chuối khối (Chandel, et al., 2020)

Một khối đóng vai trò là đơn vị cơ bản của blockchain và bao gồm hai phần: tiêu đề khối (header) và nội dung khối (body) Tiêu đề khối bao gồm: Phiên bản khối (block version), giá trị băm trỏ đến khối trước (parent block hash), ngưỡng mục tiêu của hàm băm khối hợp lệ nBits, giá trị của số Nonce (chỉ được sử dụng một lần, kết hợp với dữ liệu để thỏa mãn các thông điệp băm của khối hiện tại bắt đầu bằng một số bit 0), các giao dịch trong khối được ghi lại trong cây băm (Merkle tree root hash) và dấu thời gian (timestamp) khi khối được tạo Nội dung khối bao gồm một bộ đếm giao dịch (transaction counter) và các giao dịch (transactions) (Zheng, Xie, Dai, Chen, & Wang,

Hình 1.6 Cấu trúc của một khối trong chuỗi (Chandel, et al., 2020)

Một quyết định quan trọng mà mọi mạng chuỗi khối phải đưa ra là tìm ra nút nào sẽ nối khối tiếp theo vào chuỗi khối Quyết định này được thực hiện bằng cơ chế đồng thuận Quá trình đồng thuận này có mục tiêu là để mỗi người tham gia mạng đồng ý rằng khối đã được xác minh và thêm vào theo các quy tắc của mạng Đây là một ng quan trọng của blockchain, bởi vì chính sự đồng thuận này sẽ thiết lập một bản ghi duy nhất được cập nhật sau đó sẽ được sao chép giữa tất cả các nút tham gia trong mạng Bởi vì tất cả họ đã đồng ý trước về các quy tắc thiết lập cách quản lý cơ sở dữ liệu và mỗi người có một bản sao giống hệt nhau, mọi nỗ lực thay đổi dữ liệu trong một phiên bản sẽ dễ dàng bị nhận dạng bởi bất kỳ người tham gia mạng nào khác Để đạt được sự đồng thuận, các mạng chuỗi khối sử dụng như “bằng chứng công việc” (proof of work – POW) hay “bằng chứng cổ phần” (proof of stake – POS), …

PoW là cơ chế đồng thuận ban đầu được sử dụng bởi Bitcoin Trong PoW, mỗi nút của mạng tính toán giá trị băm của tiêu đề khối Tiêu đề khối chứa một nonce và những người khai thác sẽ thay đổi nonce để nhận các giá trị băm khác nhau Khi một nút đạt đến giá trị mục tiêu, nó sẽ thông báo tới các nút khác và tất cả các nút khác phải xác nhận lẫn nhau về tính chính xác của giá trị băm Nếu khối được xác thực, những người khai thác khác sẽ nối khối mới này vào chuỗi khối của riêng họ Các nút tính toán giá trị băm được gọi là công cụ khai thác và quy trình PoW được gọi là khai thác trong Bitcoin

PoS là một thuật toán đồng thuận mới hơn được phát triển như một giải pháp thay thế cho PoW, người dùng đặt tiền điện tử của họ làm tài sản thế chấp để tham gia vào quá trình đồng thuận Người dùng càng đặt nhiều tiền điện tử, thì càng có nhiều khả năng họ được chọn để xác thực một khối Nếu người dùng xác thực một khối không chính xác, họ sẽ mất cổ phần

Cả PoW và PoS đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng PoW được biết đến với tính bảo mật và độ tin cậy, nhưng nó cũng được biết đến với mức tiêu thụ năng lượng cao và thời gian xử lý giao dịch chậm Mặt khác, PoS được biết đến với hiệu quả năng lượng và thời gian xử lý giao dịch nhanh hơn, nhưng nó cũng được biết đến là kém an toàn hơn PoW

Bên cạnh thuật toán Proof of Work và Proof of Stake, còn có rất nhiều loại thuật toán đồng khácnhư: Delegated Proof of Stake (DPoS), Proof of Elapsed Time (PoET), Practical Byzantine FaultTolerance (PBFT),

1.2.2.c Cách thức hoạt động của chuỗi khối

Mạng blockchain bao gồm nhiều nút tương đương với một máy tính trong mạng Bắt đầu giao dịch có liên quan tới một hoặc một số nút, cho tới các nút trong mạng có vai trò xác thực giao dịch và tìm ra khối mới để thêm vào chuỗi khối Cụ thể, hoạt động của chuỗi khối bao gồm 5 bước:

Hình 1.7 Cách thức hoạt động của chuỗi khối (Bashir, Blockchain 101, 2023) Để thêm một khối vào blockchain, cần trải qua các bước như sau:

1 Bắt đầu giao dịch: Một người dùng bắt đầu giao dịch bằng cách tạo giao dịch trước và sau đó ký điện tử giao dịch đó bằng khóa riêng của nó Một giao dịch có thể đại diện cho các hành động khác nhau trong một chuỗi khối Thông thường nhất, đây là cấu trúc dữ liệu đại diện cho việc chuyển giao giá trị giữa những người dùng trên mạng chuỗi khối Dữ liệu giao dịch thường bao gồm một số logic chuyển giao giá trị, quy tắc liên quan, địa chỉ nguồn và đích cũng như thông tin xác thực khác Các giao dịch thường là chuyển tiền điện tử (chuyển giá trị) hoặc gọi hợp đồng thông minh có thể thực hiện bất kỳ hoạt động mong muốn nào Một giao dịch xảy ra giữa hai hoặc nhiều bên

2 Giao dịch được xác thực và lan truyền trong mạng: Giao dịch được thông báo truyền đi thường bằng cách sử dụng các giao thức truyền thông cho phép chia sẻ trạng thái của các nút, chẳng hạn như giao thức Gossip, tới toàn bộ các nút trong mạng xác thực giao dịch

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN TRONG GIAO DỊCH PHÁT THẢI CARBON TẠI VIỆT NAM

Bối cảnh triển khai giao dịch phát thải carbon tại Việt Nam

Giao dịch carbon ở Việt Nam là một lĩnh vực trọng tâm mới nổi trong nỗ lực chống biến đổi khí hậu và giảm phát thải khí nhà kính (GHG) của đất nước Mặc dù Việt Nam hiện chưa có cơ chế mua bán phát thải carbon trên toàn quốc, nhưng đã có những nghiên cứu và điều luật cho lĩnh vực này

Vào tháng 11 năm 2021, chính phủ Việt Nam đã ban hành "Luật Bảo vệ Môi trường" sửa đổi Luật giao nhiệm vụ cho Bộ Tài nguyên và Môi trường và Bộ Tài chính thiết kế cơ chế tín dụng quốc gia (NCM) và ETS trong nước Luật khung cũng trao quyền cho Bộ Tài nguyên và Môi trường thiết lập giới hạn ETS và xác định phương pháp phân bổ định mức Nó cho phép đưa các bù trừ trong nước và quốc tế vào ETS

Vào tháng 7 năm 2022, Việt Nam đã ban hành quyết định chính thức phê duyệt

“Chiến lược quốc gia về ứng phó với biến đổi khí hậu đến năm 2050” tại Quyết định 896/QĐ-TTg, trong đó quốc gia cam kết đạt được mức phát thải khí nhà kính bằng không vào năm 2050, với mục tiêu trung hạn là 43,5% dưới mức BAU vào năm 2030 Quyết định này dựa trên Nghị định 06/2022/NĐ-CP, quy định các quy định của Luật Bảo vệ Môi trường và vạch ra lộ trình thực hiện NCM và ETS Nghị định yêu cầu các cơ sở có lượng phát thải khí nhà kính hàng năm trên 3.000 tấn CO2 phải nộp báo cáo kiểm kê hai năm một lần về lượng phát thải của họ từ năm 2025 trở đi Kèm theo đó là Quyết định 01/2022/QĐ-TTg liệt kê các ngành, cơ sở có nghĩa vụ kiểm kê phát thải

Nghị định 06 cũng bao gồm các điều khoản để phát triển ETS quốc gia, ban đầu tập trung vào các ngành thép, xi măng và nhiệt điện, với mức giới hạn giảm dần tương ứng với NDC của Việt Nam Lộ trình cho ETS nêu rõ rằng các quy định và nền tảng giao dịch sẽ được áp dụng vào năm 2025 Một ETS tự nguyện được lên kế hoạch thí điểm năm 2026-2027 ETS bắt buộc sẽ được thực hiện từ năm 2028 trở đi và các điều khoản sẽ cho phép hợp tác quốc tế theo Điều 6 của Thỏa thuận Paris

Việt Nam tham gia hợp tác quốc tế và chia sẻ kiến thức trong lĩnh vực mua bán khí thải các-bon, tham gia vào các diễn đàn và sáng kiến quốc tế liên quan đến thị trường carbon và giảm thiểu biến đổi khí hậu Việt Nam cũng đã nhận được hỗ trợ từ các tổ chức quốc tế, bao gồm Ngân hàng Thế giới và Chương trình Phát triển Liên hợp quốc (UNDP), để xây dựng và thực hiện các cơ chế thị trường carbon, ví dụ như Chương trình quan hệ đối tác xây dựng thị trường các-bon (PMR)

Hình 2.1 Nội dung của Chương trình quan hệ đối tác xây dựng thị trường các-bon (PMR) giữa Việt Nam và Ngân hàng thế giới (The World Bank, 2021)

Thí điểm NCM được dự kiến diễn ra vào năm 2023-2024, tập trung vào lĩnh vực chất thải rắn và giao thông vận tải Từ năm 2026, NCM và cơ chế tín dụng theo Điều 6 của Thỏa thuận Paris sẽ được thực hiện đầy đủ.

Giao dịch phát thải carbon dựa trên công nghệ chuỗi khối tại Việt Nam

Việt Nam là một quốc gia có tiềm năng cao trong việc sử dụng công nghệ chuỗi khối để kinh doanh khí thải carbon Một số lợi thế để nước ta cho ứng dụng công nghệ này, bao gồm:

- Cam kết mạnh mẽ giảm phát thải khí nhà kính: Việt Nam đã cam kết giảm 20% lượng khí thải nhà kính vào năm 2030 và 45% vào năm 2050 Cam kết này tạo động lực mạnh mẽ để phát triển và triển khai các kế hoạch giao dịch phát thải carbon dựa trên chuỗi khối

- Nền kinh tế đang phát triển: Việt Nam là một nền kinh tế đang phát triển nhanh chóng, điều đó có nghĩa là nhu cầu về năng lượng và các nguồn tài nguyên khác ngày càng tăng Nhu cầu này đang gây áp lực tới môi trường và giao dịch phát thải carbon có thể giúp giảm tác động môi trường của tăng trưởng kinh tế Ngoài ra, nền kinh tế đang phát triển cung cấp một lượng lớn người tham gia tiềm năng cho thị trường giao dịch carbon

- Ngành năng lượng tái tạo đang phát triển: Việt Nam là một trong những thị trường tạo ra những cơ hội mới cho giao dịch carbon, vì các công ty đầu tư vào năng lượng tái tạo có thể tạo ra các khoản tín dụng carbon

- Dân số trẻ và am hiểu công nghệ: Việt Nam có dân số trẻ và am hiểu công nghệ, điều này rất phù hợp để áp dụng các công nghệ mới như chuỗi khối Dân số này có nhiều khả năng sẵn sàng sử dụng các chương trình giao dịch phát thải carbon dựa trên chuỗi khối

Những lợi thế này làm cho Việt Nam trở thành một ứng cử viên lý tưởng cho việc phát triển thị trường giao dịch carbon dựa trên chuỗi khối Bằng cách tận dụng những lợi thế này, Việt Nam có thể đóng vai trò đi đầu trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu Tuy nhiên, có một số thách thức mà Việt Nam sẽ cần phải vượt qua để triển khai thành công giao dịch phát thải carbon dựa trên chuỗi khối, bao gồm:

- Thiếu cơ sở hạ tầng: Việt Nam hiện đang thiếu cơ sở hạ tầng cần thiết để hỗ trợ giao dịch khí thải carbon dựa trên chuỗi khối Điều này bao gồm những thứ như truy cập internet đáng tin cậy và lực lượng lao động lành nghề

- Quy định: Môi trường quy định cho công nghệ chuỗi khối ở Việt Nam vẫn đang phát triển Điều này có thể tạo ra sự không chắc chắn cho các doanh nghiệp và cá nhân đang cân nhắc sử dụng giao dịch phát thải carbon dựa trên chuỗi khối

- Chấp nhận: Vẫn còn một số điều không chắc chắn về việc chấp nhận công nghệ blockchain tại Việt Nam Điều này có thể gây khó khăn cho ứng dụng chuỗi khối trong giao dịch phát thải carbon

Nhìn chung, việc sử dụng công nghệ chuỗi khối để giao dịch khí thải carbon ở Việt Nam có khả năng đóng góp đáng kể vào cuộc chiến chống biến đổi khí hậu Bằng cách tăng tính minh bạch và truy xuất nguồn gốc, giảm chi phí và tăng hiệu quả, công nghệ chuỗi khối có thể giúp tạo ra một thị trường carbon bền vững và hiệu quả hơn.

Một số ứng dụng của blockchain trong giao dịch phát thải các-bon trên thế giới

Dưới đây là một số ví dụ cụ thể về cách công nghệ chuỗi khối đang được sử dụng để cải thiện giao dịch khí thải carbon trên thế giới:

 ClimateTrade: ClimateTrade là một nền tảng dựa trên chuỗi khối được sử dụng để giao dịch các khoản tín dụng carbon Nền tảng của ClimateTrade sử dụng công nghệ chuỗi khối để giúp giao dịch tín dụng carbon dễ dàng và hiệu quả hơn, giúp giao dịch khí thải carbon dễ tiếp cận hơn đối với các doanh nghiệp và cá nhân (ClimateTrade Team, 2023)

 WePower: WePower là một nền tảng dựa trên chuỗi khối được sử dụng để tài trợ cho các dự án năng lượng tái tạo Nền tảng của WePower sử dụng công nghệ chuỗi khối để cho phép các cá nhân đầu tư vào các dự án năng lượng tái tạo, giúp giảm phát thải khí nhà kính (WePower Network, 2018)

 Dự án Brooklyn Microgrid ở Hoa Kỳ sử dụng công nghệ chuỗi khối để phát triển nền tảng giao dịch sử dụng công tơ thông minh để nắm bắt sản lượng điện và mức tiêu thụ điện của người dùng, cho phép người dùng giao dịch năng lượng mặt trời với những người dùng khác (Fu, Shu, & Liu, 2018)

 Tại Trung Quốc, có một phòng thí nghiệm chuỗi khối năng lượng sẽ hợp tác với IBM để thiết lập nền tảng quản lý tài sản carbon dựa trên chuỗi khối đầu tiên (Das, 2017) Ngoài ra, công ty thương mại điện tử State Grid của Trung Quốc đã phát hành một nền tảng blockchain và sẽ phát triển ứng dụng của nó để giao dịch khí thải carbon trong tương lai.

Hệ thống giao dịch phát thải carbon dựa trên chuỗi khối

Thị trường phát thải carbon phức tạp, có nhiều bên tham gia, nhiều thành phần

Vì vậy, việc thiết kế và phát triển khung kiến trúc cho thị trường các-bon ở Việt Nam là cần thiết Dựa trên những nghiên cứu về đề tài giao dịch phát thải trên chuỗi khối cũng những giải pháp đã được áp dụng trên thế giới, khóa luận trình bày một mô hình cho hệ thống này

Các bên liên quan hay người tham gia hệ thống giao dịch tín chỉ carbon dựa trên blockchain bao gồm:

- Tổ chức tạo tín chỉ carbon: Đây là những thực thể tạo tín chỉ carbon bằng cách giảm hoặc tránh phát thải khí nhà kính Đó có thể là cá nhân, doanh nghiệp hoặc chính phủ

- Người xác minh: Đây là những thực thể xác minh tính xác thực và chính xác của các khoản tín dụng carbon, có thể là bên thứ ba độc lập hoặc cơ quan chính phủ

- Người phát thải: tổ chức hoặc thực thể tạo ra lượng khí thải carbon

- Nhà phát triển dự án bù đắp carbon: sẽ bán lượng khí thải bù đắp được cho những tổ chức cần mua tín chỉ các-bon

- Chủ sở hữu tín chỉ: Đây là những thực thể sở hữu tín chỉ carbon Họ có thể sử dụng chúng để bù đắp lượng khí phát thải của mình hoặc trao đổi trên thị trường

- Thương nhân: Đây là những thực thể mua và bán tín dụng carbon Họ có thể là cá nhân, doanh nghiệp hoặc tổ chức tài chính

- Cơ quan quản lý: Đây là những thực thể giám sát thị trường giao dịch carbon Họ có thể là chính phủ quốc gia, tổ chức quốc tế hoặc tổ chức tự quản lý

Kiến trúc hệ thống giao dịch phát thải carbon dựa trên chuỗi khối thường bao gồm 3 tầng cùng nhau để tạo thuận lợi cho giao dịch, xác minh và theo dõi các khoản tín dụng phát thải carbon, bao gồm:

 Tầng mạng chuỗi khối: Tầng này bao gồm chính mạng chuỗi khối công khai, chịu trách nhiệm lưu trữ và xác minh dữ liệu phát thải carbon Tầng mạng chịu trách nhiệm lưu trữ và xác minh dữ liệu phát thải carbon

Tầng mạng thường được tạo thành từ một số nút, là các máy tính duy trì sổ cái chuỗi khối Các nút được kết nối với nhau bằng một mạng, cho phép chúng giao tiếp và chia sẻ dữ liệu Khi một giao dịch phát thải carbon mới được gửi tới mạng, nó sẽ được xác minh bởi các nút Các nút sử dụng cơ chế đồng thuận để đồng ý về việc giao dịch có hợp lệ hay không Nếu giao dịch hợp lệ, nó sẽ được thêm vào sổ cái chuỗi khối

Các khoản tín dụng hoặc trợ cấp phát thải carbon được mã hóa trên chuỗi khối, thể hiện một lượng giảm phát thải nhất định Đơn vị mã hóa có thể được tạo, chuyển nhượng dựa trên các quy tắc và quy định được xác định trước Mỗi đơn vị mã hóa đại diện cho một đơn vị giảm phát thải cụ thể và có thể được giao dịch giữa những người tham gia

 Tầng ứng dụng: Tầng này bao gồm các ứng dụng phần mềm cho phép người dùng tham gia vào hệ thống mua bán carbon Các ứng dụng này có thể được sử dụng để theo dõi lượng khí thải, tín dụng thương mại và xác minh các dự án bù đắp Tầng ứng dụng có thể được lưu trữ trên máy chủ đám mây hoặc trên máy tính cục bộ Người dùng có thể truy cập các ứng dụng thông qua trình duyệt web hoặc thông qua ứng dụng dành cho thiết bị di động

Tầng ứng dụng cung cấp cho người dùng giao diện thân thiện với người dùng, cho phép họ quản lý các hoạt động kinh doanh carbon của mình Các ứng dụng có thể được sử dụng để theo dõi lượng khí thải, tín dụng thương mại và xác minh các dự án bù đắp Chẳng hạn, người dùng có thể xem số dư tài khoản, thực hiện giao dịch, theo dõi dữ liệu khí thải và giám sát hoạt động giao dịch của mình thông qua tầng ứng dụng Ngoài ra, cần có chức năng báo cáo tạo ra báo cáo chính xác và đảm bảo tuân thủ các khuôn khổ quy định

 Tầng dữ liệu: Tầng này bao gồm dữ liệu được lưu trữ trên mạng chuỗi khối Dữ liệu này có thể bao gồm dữ liệu phát thải carbon, dữ liệu tín dụng carbon và dữ liệu dự án bù đắp khí thải Tầng dữ liệu được lưu trữ trên cơ sở dữ liệu phân tán, có thể truy cập được đối với tất cả những người tham gia trong mạng chuỗi khối Điều này cho phép người dùng truy cập dữ liệu và xác minh tính chính xác của thông tin Dữ liệu của tầng dữ liệu có thể được cung cấp từ việc tích hợp với các hệ thống bên ngoài, chẳng hạn như thiết bị giám sát khí thải, dữ liệu tiêu thụ năng lượng hoặc các nguồn dữ liệu môi trường liên quan khác

Một ETS dựa trên chuỗi khối sẽ hoạt động như sau:

1 Mỗi thực thể phát thải carbon sẽ được gán một danh tính kỹ thuật số duy nhất trên chuỗi khối

2 Sau đó, thực thể sẽ có thể theo dõi lượng khí thải của họ trong thời gian thực

3 Thực thể có thể bán hoặc trao đổi các khoản tín chỉ phát thải của họ trên mạng chuỗi khối

4 Người mua định mức phát thải sau đó sẽ có thể bù đắp lượng phát thải của chính họ

Do đó, trong hệ thống sẽ bao gồm các quy trình như: Quy trình bán tín dụng, Quy trình mua tín dụng, Quy trình đăng ký tài khoản thành viên, Quy trình xác định và quản lý tín chỉ carbon

Quy trình giao dịch phát thải carbon dựa trên chuỗi khối hoạt động như sau:

1 Một doanh nghiệp/tổ chức muốn giảm lượng khí thải carbon gửi yêu cầu mua tín chỉ carbon từ người bán

2 Người bán tạo một bản ghi kỹ thuật số về tín chỉ carbon trên chuỗi khối

3 Người mua chuyển tiền cho người bán để đổi lấy tín chỉ carbon

4 Tín chỉ carbon sau đó được chuyển đến tài khoản của người mua

5 Sau đó, người mua có thể sử dụng tín chỉ carbon để bù đắp lượng khí đã phát thải.

ỨNG DỤNG HYPERLEDGER FABRIC TRONG GIAO DỊCH PHÁT THẢI CARBON

Giới thiệu nền tảng Hyperledger Fabric

Hyperledger là một dự án mã nguồn mở cung cấp một khuôn khổ để xây dựng và chạy các sổ cái phân tán và các ứng dụng chuỗi khối Hyperledger bắt đầu vào năm

2015 bởi các công ty: IBM, Intel, SAP Ariba, Digital Asset Holdings, Blockstream, Cisco, GoDaddy, R3, v.v Các công ty này đã quyết định hợp tác nhằm mục đích thúc đẩy sự phát triển và áp dụng các nền tảng đa ngành được cung cấp bởi sổ cái phân tán và tạo ra công nghệ chuỗi khối nguồn mở mà bất kỳ ai cũng có thể sử dụng

Hyperledger được quản lý bởi Linux Foundation và đã phát triển nhanh chóng trong vài năm qua Tính đến ngày xuất bản, Hyperledger có hơn 230 tổ chức là thành viên—từ Airbus đến VMware—cũng như 10 dự án với 3,6 triệu dòng code, 10 nhóm làm việc và gần 28.000 người tham gia đã tham gia hơn 110 cuộc gặp gỡ trên khắp thế giới thế giới

Dưới đây là một số dự án thuộc Hyperledger:

- Hyperledger Burrow là một nền tảng chuỗi khối được thiết kế để có thể mở rộng, an toàn và thân thiện với nhà phát triển Nó dựa trên Máy ảo Ethereum, giúp dễ dàng phát triển các ứng dụng dựa trên Ethereum

- Hyperledger Fabric là một khung mô-đun để xây dựng các ứng dụng chuỗi khối, cho phép người dùng kế thừa và phát triển dựa trên nó

- Hyperledger Indy là nền tảng nhận dạng kỹ thuật số cho phép các cá nhân và tổ chức kiểm soát và chia sẻ thông tin cá nhân của họ

- Hyperledger Iroha là một nền tảng chuỗi khối dựa trên thuật toán đồng thuận Byzantine Fault Tolerance

- Hyperledger Sawtooth là một nền tảng chuỗi khối dựa trên thuật toán đồng thuận PoET, được thiết kế để tiết kiệm năng lượng và an toàn, cho phép để xây dựng các ứng dụng phân tán và các dự án liên quan đến IoT

- Hyperledger Caliper: Một công cụ để đo điểm chuẩn các hệ thống blockchain, phục vụ đánh giá hệ thống

- Hyperledger Cello: Một công cụ để quản lý mạng blockchain

- Hyperledger Explorer: là một công cụ dựa trên web giúp người dùng trực quan hóa và khám phá dữ liệu blockchain

- Hyperledger Composer: Công cụ để xây dựng, phát triển và sử dụng hợp đồng thông minh

- Hyperledger QuiLt: Một bộ công cụ và thư viện cung cấp khả năng tương thích giữa các hệ thống sổ cái bằng cách triển khai ILP (Interledger Protocol), một giao thức thanh toán chủ yếu được thiết kế để chuyển giá trị giữa các hệ thống, cả sổ cái phân tán và không phân tán

Hình 3.1 Một số dự án trong Hyperledger (Hyperledger, 2018)

Hyperledger Fabric là một trong những dự án phổ biến nhất trong hệ sinh thái Hyperledger Nó là một khung blockchain mô-đun, được phép, có thể được sử dụng để xây dựng một loạt các ứng dụng, có thể mở rộng, an toàn và linh hoạt Nó hỗ trợ nhiều thuật toán đồng thuận và chính sách chứng thực giao dịch Hyperledger Fabric cũng bao gồm một số tính năng giúp nó rất phù hợp cho các trường hợp sử dụng của doanh nghiệp, chẳng hạn như quản lý danh tính, kiểm soát truy cập và khả năng kiểm toán

Hyperledger Fabric đang được sử dụng bởi nhiều tổ chức trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau Một số người dùng đáng chú ý nhất của Hyperledger Fabric bao gồm IBM, Intel, SAP và J.P Morgan Chase Hyperledger Fabric cũng đang được sử dụng bởi một số công ty khởi nghiệp và doanh nghiệp nhỏ

Hyperledger Fabric là một nền tảng chuỗi khối mạnh mẽ và linh hoạt có thể được sử dụng để xây dựng nhiều ứng dụng Nó rất phù hợp cho các trường hợp sử dụng của doanh nghiệp và đang được ngày càng nhiều tổ chức trên thế giới sử dụng

Một số tính năng chính của Hyperledger Fabric có thể kể đến:

- Kiến trúc mô-đun: Hyperledger Fabric là một nền tảng mô-đun cho phép các nhà phát triển chọn các thành phần đáp ứng tốt nhất nhu cầu của họ

- Chuỗi khối được phép: Hyperledger Fabric là một chuỗi khối được phép, có nghĩa là chỉ những người tham gia được ủy quyền mới có thể tham gia mạng

- Có thể mở rộng: Hyperledger Fabric được thiết kế để có thể mở rộng nhằm đáp

- Bảo mật: Hyperledger Fabric sử dụng nhiều tính năng bảo mật để bảo vệ dữ liệu và giao dịch

- Linh hoạt: Hyperledger Fabric có thể được sử dụng để xây dựng nhiều ứng dụng Hyperledger Fabric có tiềm năng cách mạng hóa giao dịch phát thải carbon Nó có thể làm cho hệ thống trở nên an toàn, minh bạch và hiệu quả hơn, từ đó có thể giúp giảm phát thải khí nhà kính Cụ thể:

- Theo dõi lượng khí thải carbon: Hyperledger Fabric có thể được sử dụng để theo dõi lượng khí thải carbon từ các công ty hoặc tổ chức riêng lẻ Sau đó, dữ liệu này có thể được sử dụng để đặt mục tiêu phát thải và theo dõi tiến độ hướng tới các mục tiêu đó

- Giao dịch tín dụng carbon: Hyperledger Fabric có thể được sử dụng để giao dịch tín dụng carbon Điều này sẽ cho phép các công ty mua và bán tín dụng một cách an toàn và minh bạch

- Xác minh các dự án bù đắp carbon: Hyperledger Fabric có thể được sử dụng để xác minh các dự án bù đắp carbon Điều này sẽ đảm bảo rằng các dự án đang thực sự giảm phát thải chứ không chỉ tạo ra các khoản tín dụng có thể bán được trên thị trường.

Mô hình triển khai nền tảng Hyperledger fabric trên hệ thống giao dịch phát thải

3.2.1 Phát triển hợp đồng thông minh cho giao dịch phát thải carbon

Các hợp đồng thông minh cho hệ thống giao dịch phát thải carbon sẽ cần thực hiện các chức năng sau:

- Tạo các khoản tín dụng carbon

- Thương mại tín dụng carbon

- Theo dõi lượng khí thải carbon

- Xác minh các dự án giảm phát thải carbon

Việc phát triển hợp đồng thông minh của hệ thống giao dịch phát thải carbon bằng Hyperledger Fabric có thể được chia thành các bước sau:

- Thiết kế các hợp đồng thông minh Bước đầu tiên là thiết kế các hợp đồng thông minh sẽ thực hiện các quy tắc của hệ thống giao dịch khí thải carbon Điều này bao gồm việc xác định các loại tín chỉ carbon khác nhau, quy tắc tạo và giao dịch tín dụng carbon cũng như quy tắc theo dõi lượng khí thải carbon

- Thực hiện các hợp đồng thông minh Khi các hợp đồng thông minh đã được thiết kế, chúng cần được triển khai bằng ngôn ngữ được Hyperledger Fabric hỗ trợ, chẳng hạn như Golang hoặc Java

- Triển khai các hợp đồng thông minh vào mạng chuỗi khối Hyperledger Fabric

- Kiểm tra các hợp đồng thông minh đảm bảo rằng chúng đang hoạt động bình thường Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng bộ thử nghiệm hoặc bằng cách thử nghiệm hợp đồng thông minh theo cách thủ công

- Ứng dụng các hợp đồng thông minh Khi các hợp đồng thông minh đã được thử nghiệm và triển khai, người dùng có thể sử dụng chúng để tạo, giao dịch và theo dõi các khoản tín dụng carbon

3.2.2 Quản lý danh tính trong hệ thống

Quản lý danh tính là một thành phần quan trọng của bất kỳ hệ thống dựa trên chuỗi khối nào và Hệ thống giao dịch phát thải carbon (ETS) cũng không ngoại lệ Để đảm bảo tính bảo mật và tính toàn vẹn của hệ thống, điều quan trọng là phải có một hệ thống quản lý danh tính mạnh mẽ Một trong những tính năng chính của Hyperledger Fabric là hỗ trợ kiểm soát truy cập chi tiết Điều này có nghĩa là các tổ chức có thể kiểm soát ai có quyền truy cập vào dữ liệu và giao dịch cụ thể trên chuỗi khối Để triển khai quản lý danh tính trong ETS dựa trên Hyperledger Fabric, điều quan trọng là phải xem xét các yếu tố sau:

 Danh tính của những người tham gia: Bước đầu tiên là xác định những người tham gia trong ETS Điều này bao gồm cả cá nhân và tổ chức

 Vai trò của những người tham gia: Một khi những người tham gia đã được xác định, điều quan trọng là phải xác định vai trò của họ, từ đó xác định dữ liệu và giao dịch nào họ có quyền truy cập

 Mức độ truy cập: cần phải xác định mức độ truy cập của mỗi người tham gia, có thể được thực hiện bằng cách gán quyền cho từng vai trò

 Phương thức xác thực: Bước cuối cùng là chọn một phương thức xác thực Điều này sẽ được sử dụng để xác minh danh tính của người tham gia trước khi họ được cấp quyền truy cập vào hệ thống

Có nhiều phương thức xác thực khác nhau có thể được sử dụng trong ETS dựa trên Hyperledger Fabric Một số phương pháp phổ biến nhất bao gồm:

 Tên người dùng và mật khẩu: Đây là phương thức xác thực cơ bản nhất

 Đăng nhập một lần (SSO): SSO là phương thức xác thực an toàn hơn cho phép người dùng đăng nhập vào nhiều hệ thống bằng một tên người dùng và mật khẩu duy nhất

 Xác thực sinh trắc học: Xác thực sinh trắc học sử dụng các đặc điểm vật lý, chẳng hạn như dấu vân tay hoặc nhận dạng khuôn mặt, để xác định người dùng

Phương thức xác thực tốt nhất cho ETS dựa trên Hyperledger Fabric sẽ phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của hệ thống Tuy nhiên, điều quan trọng là chọn một phương thức xác thực an toàn và điều đó sẽ bảo vệ quyền riêng tư của người tham gia

Bên cạnh đó, để triển khai quản lý danh tính trong hệ thống ETS dựa trên sử dụng nhà cung cấp nhận dạng tập trung (IdP) Đây là bên thứ ba đáng tin cậy chịu trách nhiệm cấp và quản lý danh tính người dùng Khi người dùng muốn tham gia mạng ETS, trước tiên họ cần đăng ký với IdP IdP sau đó sẽ cấp cho người dùng một danh tính kỹ thuật số có thể được sử dụng để truy cập hệ thống Một cách tiếp cận khác để quản lý danh tính trong Hyperledger Fabric là sử dụng giải pháp nhận dạng phi tập trung (DID) DID là danh tính tự chủ do người dùng sở hữu và kiểm soát Điều này có nghĩa là người dùng không cần phải dựa vào bên thứ ba để quản lý danh tính của họ DID có thể được sử dụng để tạo kết nối an toàn và riêng tư giữa các bên khác nhau trên mạng ETS Việc lựa chọn giải pháp quản lý danh tính sẽ phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của hệ thống ETS.

Mô phỏng quá trình thực hiện giao dịch của Hyperledger Fabric

3.3.1 Cài đặt môi trường thiết lập Hyperledger fabric Để tải xuống và thiết lập Hyperledger Fabric để phát triển hợp đồng thông minh Fabric trên nền tảng Linux dựa trên Windows 10, cần cài đặt Ubuntu, Git, cURL, Node.js, npm, Docker và Docker Compose, Go, JQ và tập lệnh cài đặt Fabric

WSL2 được khuyến nghị sử dụng để cung cấp môi trường Linux gốc Đầu tiên, cần kích hoạt Windows SubSystem cho Linux Mở Windows PowerShell dưới quyền Admin và nhập câu lệnh sau: dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows- Subsystem-Linux /all /norestart

Hình 3.2 Kích hoạt Windows SubSystem cho Linux

Sau đó, nhập dòng lệnh sau để kích hoạt tính năng máy ảo: dism.exe /online /enable-feature

Hình 3.3 Kích hoạt tính năng máy ảo

Và đảm bảo rằng WSL-2 là phiên bản mặc định: wsl set-default-version 2

Ubuntu được sử dụng để tương tác với hệ điều hành Linux Ta sẽ cài đặt hệ điều hành Ubuntu 22.04.2 LTS từ Microsoft Store Sau đó, mở Ubuntu vừa tải và thiết lập người dùng UNIX

Hình 3.4 Thiết lập người dùng UNIX

Tải xuống và khởi chạy quá trình cài đặt Docker Desktop từ trang web https://docs.docker.com/desktop/install/windows-install/ Khi Docker được cài đặt, Docker Compose cũng được cài đặt Bạn có thể xác minh phiên bản Docker và Docker Composer, đồng thời gán quyền sử dụng Docker cho user của Linux lần lượt bằng lệnh sau:

Hình 3.5 Kiểm tra việc cài đặt Docker và Docker Composer

Sau đó, khởi chạy Docker và đảm bảo Docker Desktop đã bật tích hợp cho Ubuntu có thể tương tác với các phần tử Docker Để thực hiện việc này, tại Docker Desktop, vào Settings, chọn General và đảm bảo hộp kiểm cho bật tích hợp được chọn

Hình 3.6 Bật tích hợp cho Ubuntu có thể tương tác với các phần tử Docker (1) Đồng thời, tại menu Resources, cho phép tích hợp Docker với Ubuntu:

Hình 3.7 Bật tích hợp cho Ubuntu có thể tương tác với các phần tử Docker (2)

Git được sử dụng để sao chép fabric từ GitHub sang máy cục bộ Tại Ubuntu nhập lệnh sau để cài đặt Git:

$ sudo apt-get install git

Khi đã tải xuống và cài đặt git, có thể xác minh phiên bản Git bằng lệnh sau:

Hình 3.8 Xác minh phiên bản Git sau khi cài đặt

 cURL, Node.js và npm, Go và JQ

Tải và cài đặt cURL, Node.js và npm, Go và JQ bằng câu lệnh sau

$ sudo apt-get install curl nodejs npm golang-go # version 2:1.18~0ubuntu2 jq cURL được dùng để tải xuống các tệp nhị phân Fabric từ web Sau khi được tải xuống và cài đặt, xác minh cài đặt bằng cách thực hiện lệnh: $ curl -V

Hình 3.9 Kiểm tra phiên bản cURL sau khi cài đặt

Fabric sử dụng Node.js và npm để xử lý hợp đồng thông minh Xác minh việc cài đặt Node.js và npm bằng cách thực hiện các lệnh sau:

Hình 3.10 Kiểm tra phiên bản Node.js và npm vừa cài đặt

Tương tự, thực hiện các câu lệnh sau để và kiểm tra việc cài đặt Go, JQ:

Hình 3.11 Xác minh phiên bản Go cài đặt

Hình 3.12 Kiểm tra phiên bản JQ đang được sử dụng

3.3.2 Cài đặt Hyperledger Fabric và tệp mẫu Đầu tiên, tạo một đường dẫn cho thư mục chưa fabric-samples:

$HOME/go/src/github.com/ Sau đó, sử dụng Câu lệnh sau đây dùng để cài đặt Hyperledger Fabric bao gồm Fabric binaries, samples và images

$ curl - sSL https://raw.githubusercontent.com/hyperledger/fabric/main/scri pts/bootstrap.sh| bash -s Điều hướng đến thư mục chứa fabric:

$ cd go/src/github.com/fabric-samples

Chạy lệnh sau để xóa mọi vùng chứa hoặc tạo phẩm hiện có từ lần chạy trước

Chạy theo sau sẽ khởi động mạng fabric test-network

Chạy lệnh sau để liệt kê tất cả các hình ảnh docker đang chạy trong docker

Các docker image đang chạy có thể được xem trong Docker Desktop

3.3.3 Sử dụng mạng thử nghiệm Fabric

 Điều hướng tới mạng thử nghiệm bằng câu lệnh:

$ cd fabric-samples/test-network

 Chạy lệnh sau để xóa bất kỳ container từ các lần chạy nào trước đó và tạo lại một mạng Fabric bao gồm hai nút ngang hàng, một nút đặt hàng

Hình 3.13 Xóa tất cả các container từ các lần sử dụng mạng fabric trước

Hình 3.14 Thiết lập lại kết nối tới mạng

Kênh là một lớp giao tiếp riêng giữa các thành viên mạng cụ thể Các kênh chỉ có thể được sử dụng bởi các tổ chức được mời tham gia kênh và đều vô hình đối với các thành viên khác trong mạng Ví dụ về một câu lệnh tạo kênh:

Hình 3.15 Thông báo tạo kênh thành công

 Bắt đầu một chaincode trên kênh với lệnh:

./network.sh deployCC -ccn basic -ccp /asset-transfer- basic/chaincode-go -ccl go

Hình 3.16 Cài đặt chaincode asset-transfer-basic và triển khai lên các kênh

Lệnh con sẽ cài đặt chaincode chuyển tài sản (cơ bản) và sau đó triển khai Mã chuỗi trên kênh được chỉ định bằng cờ kênh (hoặc nếu không có kênh nào được chỉ định)

 Tương tác với mạng: sử dụng CLI để tương tác với mạng thử nghiệm CLI cho phép gọi các hợp đồng thông minh sẵn có, cập nhật kênh hoặc cài đặt và triển khai các hợp đồng thông minh mới từ CLI Đầu tiên, chúng ta có thể thêm các tập nhị phân Binaries vào đường dẫn CLI và trỏ đến tệp trong Kho lưu trữ:

$ export PATH=${PWD}/ /bin:$PATH

$ export FABRIC_CFG_PATH=$PWD/ /config/

Sau đó, sử dụng các câu lệnh dưới đây để đặt các biến môi trường cho phép vận hành CLI dưới nút Orrg1:

$ export CORE_PEER_TLS_ENABLED=true

$ export CORE_PEER_LOCALMSPID="Org1MSP"

CORE_PEER_TLS_ROOTCERT_FILE=${PWD}/organizations/peerOrganizations /org1.example.com/peers/peer0.org1.example.com/tls/ca.crt

CORE_PEER_MSPCONFIGPATH=${PWD}/organizations/peerOrganizations/org 1.example.com/users/Admin@org1.example.com/msp

$ export CORE_PEER_ADDRESS=localhost:7051

Hình 3.17 Cài đặt biến môi trường

Lệnh sau sẽ để khởi tạo sổ cái với tài sản

$ peer chaincode invoke -o localhost:7050 ordererTLSHostnameOverride orderer.example.com tls cafile

"${PWD}/organizations/ordererOrganizations/example.com/orderers/or derer.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.example.com-cert.pem" -C mychannel -n basic peerAddresses localhost:7051 tlsRootCertFiles

"${PWD}/organizations/peerOrganizations/org1.example.com/peers/pee r0.org1.example.com/tls/ca.crt" peerAddresses localhost:9051 tlsRootCertFiles

"${PWD}/organizations/peerOrganizations/org2.example.com/peers/pee r0.org2.example.com/tls/ca.crt" -c

Hình 3.18 Khởi tạo sổ cái với tài sản

Sau đó, có thể truy vấn tài sản đã được thêm vào kênh

Hình 3.19 Danh sách tài sản đã được thêm vào kênh

Khi một thành viên trong mạng muốn chuyển hoặc thay đổi tài sản trên kênh, ta sử dụng câu lệnh dưới đây (lưu ý rằng chính sách chứng thực cho mã chuỗi chuyển giao tài sản (cơ bản) yêu cầu giao dịch phải được ký bởi Tổ chức 1 và Tổ chức 2 nên trong câu lệnh buộc phải gọi tới Org1 và Org2

$ peer chaincode invoke -o localhost:7050 ordererTLSHostnameOverride orderer.example.com tls cafile

"${PWD}/organizations/ordererOrganizations/example.com/orderers/or derer.example.com/msp/tlscacerts/tlsca.example.com-cert.pem" -C mychannel -n basic peerAddresses localhost:7051 tlsRootCertFiles

"${PWD}/organizations/peerOrganizations/org1.example.com/peers/pee r0.org1.example.com/tls/ca.crt" peerAddresses localhost:9051 tlsRootCertFiles r0.org2.example.com/tls/ca.crt" -c '{"function":"TransferAsset","Args":["asset6","Christopher"]}'

Hình 3.20 Chuyển nhượng tài sản trong kênh

Sau đó, ta có thể truy vấn được thông tin chuyển tài sản trên bất kỳ nút nào ngang hàng với Org1:

$ peer chaincode query -C mychannel -n basic -c '{"Args":["ReadAsset","asset6"]}'

Như vậy, ta thấy, tài sản asset6 thuộc sở hữu của Michel với giá trị là 800 Sau đó tài sản này được chuyển nhượng trong kênh sang cho Christopher

 Kết thúc việc sử dụng mạng

Kết thúc việc sử dụng mạng thử nghiệm với lệnh sau:

Lệnh sẽ dừng và xóa các thùng chứa nút và mã chuỗi, xóa tổ chức tài liệu tiền mã hóa và xóa hình ảnh mã chuỗi khỏi Docker của bạn Registry Lệnh cũng loại bỏ các tạo tác kênh và ổ đĩa docker khỏi chạy trước đó.

Đề xuất các giải pháp cho việc ứng dụng Hyperledger fabric trong giao dịch phát thải cacbon

Dựa trên quá trình sử dụng một mạng thử nghiệm Hyperledger fabric cũng như từ những nghiên cứu ở trên, một số giải pháp để Việt Nam có thể sử dụng nền tảng Hyperledger fabric cho việc triển khai thị trường giao dịch phát thải các-bon gồm:

 Xác định chi tiết các yêu cầu về dữ liệu và quy trình giao dịch tín chỉ, xác minh và tính toán lượng khí phát thải, cũng như phạm vi ứng dụng thực tế Từ đó, có thể nghiên cứu và xây dựng hợp đồng thông minh đáp ứng tốt nhất bối cảnh thị trường và các khung pháp lý tại Việt Nam

 Tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn bằng kiến trúc đa kênh để đảm bảo quyền riêng tư cũng như phân tách dữ liệu Vì dữ liệu tổng hợp được từ nhiều nguồn, với nhiều dạng thức cũng như kiểu dữ liệu khác nhau, khó tránh khỏi việc xây dựng nhiều phương thức thu thập dữ liệu từ các nguồn này Do đó, trên thế giới đã có một số nghiên cứu đưa trực tiếp dữ liệu lên mạng chuỗi khối và sử dụng kiến trúc đa kênh nhằm tạo ra một hướng giải quyết mới cho vấn đề này

 Vấn đề phần thưởng nhận được khi xác minh, xác thực, hoặc kiểm toán lượng khí thải cacbon Bên cạnh các phần thưởng phi tài chính (tăng uy tín, quyền truy cập vào dữ liệu, …) hoặc tín chỉ cacbon, còn có các phần thưởng tài chính, tương đương với tiền tệ Vì vậy, Việt Nam cần có quy định rõ ràng về những đồng tiền được sử dụng trong sàn thương mại phát thải cacbon

 Liên tục thu thập phản hồi từ các dự án thí điểm, tỉnh chỉnh giải pháp hợp đồng thông minh và theo dõi hiệu suất của chúng Ngoài ra cần có sự cập nhật thích ứng với các quy định định hoặc những biến động điều kiện thị trường.