Xây dựng ứng dụng di động cung cấp và xác thực thông tin nguồn gốc sản phẩm sạch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG NGUYỄN QUỐC MINH XÂY DỰNG ỨNG DỤNG DI ĐỘNG CUNG CẤP VÀ XÁC THỰC THÔNG TIN NGUỒN GỐC SẢN PHẨM SẠCH LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Đồng Nai, Năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG NGUYỄN QUỐC MINH XÂY DỰNG ỨNG DỤNG DI ĐỘNG CUNG CẤP VÀ XÁC THỰC THÔNG TIN NGUỒN GỐC SẢN PHẨM SẠCH LUẬN VĂN THẠC SĨ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN Chun ngành: Cơng Nghệ Thơng Tin Mã số : 60.48.02.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS ĐẶNG TRẦN KHÁNH Đồng Nai, Năm 2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Đặng Trần Khánh tận tình hướng dẫn tơi thực luận văn Trong thời gian nghiên cứu làm việc với Thầy, thân nhận nhiều ý kiến đóng góp thực tiễn quý giá, giúp học hỏi tiếp thu kiến thức lý luận, phương pháp nghiên cứu thực tiễn để áp dụng vào đề tài luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Khoa Sau Đại Học - Trường Đại Học Lạc Hồng lập chương trình đào tạo Cao Học trường để thân có hội học tập nâng cao trình độ Xin cảm ơn quý Thầy/Cô, Giảng Viên giảng dạy cung cấp giờ, giảng quý báu Trường Đại Học Lạc Hồng, giúp nắm vững học hỏi thêm nhiều kiến thức chuyên ngành, kiến thức liên quan để áp dụng vào thực tiễn sống công việc sau Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo nhà trường, quý Thầy/Cô với bạn học viên, quý phụ huynh ủng hộ, giúp đỡ suốt trình thực đề tài Cảm ơn thành viên gia đình động viên tinh thần, thời gian, vật chất trình học tập Trường Đại Học Lạc Hồng HỌC VIÊN NGUYỄN QUỐC MINH LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất nội dung Luận văn hoàn toàn hình thành, nghiên cứu phát triển từ quan điểm cá nhân tơi hướng dẫn khoa học PGS.TS Đặng Trần Khánh Các số liệu kết có Luận văn Thạc sĩ hồn tồn trung thực Tơi xin chịu trách nhiệm nội dung luận văn HỌC VIÊN NGUYỄN QUỐC MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA SAU ĐẠI HỌC ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ TÓM TẮT LUẬN VĂN (Dùng cho học viên người hướng dẫn) Đề tài: Xây dựng ứng dụng di động cung cấp xác thực thông tin nguồn gốc sản phẩm Ngành: Công nghệ thông tin Mã số: 60.48.02.01 Học viên: Nguyễn Quốc Minh Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Trần Khánh NỘI DUNG TÓM TẮT Nội dung giao kết mong đợi người hướng dẫn Xây dựng ứng dụng di động cung cấp xác thực thông tin nguồn gốc sản phẩm dựa công nghệ mã vạch Cách thức giải vấn đề  Nghiên cứu văn quy phạm pháp luật an toàn thực phẩm  Nghiên cứu nét đặc trưng sản phẩm minh họa (bưởi Tân Triều)  Nghiên cứu cách thức xác thực thông tin cách sử dụng phương pháp mã hóa-giải mã lý thuyết mật mã  Nghiên cứu công nghệ mã vạch ứng dụng công nghệ việc cung cấp thông tin sản phẩm  Nghiên cứu mơ hình client/server lựa chọn cơng nghệ đại hỗ trợ giao tiếp tương tác  Nghiên cứu lập trình ứng dụng di động tảng Android  Tham khảo sử dụng thư viện mã nguồn mở việc xử lý hình ảnh mã vạch  Thiết kế mơ hình liệu phục vụ cho tốn cung cấp thơng tin sản phẩm dựa công nghệ mã vạch  Phát triển ứng dụng demo Đánh giá mặt khoa học kết Chúng đưa giải pháp cung cấp xác thực thông tin nguồn gốc sản phẩm Những vấn đề tồn so với nội dung giao (nếu có)  Giải pháp đề xuất giới hạn mức cung cấp thông tin xác thực thông tin nguồn gốc sản phẩm  Giao diện thiết kế ứng dụng đơn giản NGƯỜI HƯỚNG DẪN Ngày 10 tháng 06 năm 2017 HỌC VIÊN PGS.TS ĐẶNG TRẦN KHÁNH NGUYỄN QUỐC MINH MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cám ơn Lời cam đoan Tóm tắt luận văn Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Nội dung thực 1.4.2 Phương pháp thực 1.5 Ý nghĩa đề tài CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Luật an toàn thực phẩm 2.2 Lý thuyết mật mã 2.2.1 Tổng quan lý thuyết mật mã 2.2.2 Phương pháp mã hóa đối xứng 2.2.3 Phương pháp mã hóa bất đối xứng 2.3 Lý thuyết công nghệ mã vạch 2.3.1 Giới thiệu chung 2.3.2 Cấu trúc mã vạch 2.3.3 Các dạng mã vạch phổ biến 10 2.3.4 Thư viện Zxing 11 2.4 Ứng dụng di động tảng Android 12 2.4.1 Giới thiệu hệ điều hành Android 12 2.4.2 Mơi trường lập trình phát triển ứng dụng Android Studio 13 2.5 Các cơng nghệ đại triển khai mơ hình Client/Server 16 2.5.1 Node.js 16 2.5.2 MongoDB 16 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ ỨNG DỤNG 18 3.1 Phân tích yêu cầu ứng dụng 18 3.2 Thiết kế usecase 19 3.3 Thiết kế giải pháp xác thực nguồn gốc thông tin sản phẩm 23 3.4 Thiết kế lược đồ 26 3.5 Thiết kế ứng dụng 27 3.5.1 Thiết kế sở liệu 27 3.5.2 Thiết kế kiến trúc 32 3.5.3 Thiết kế giao diện 33 CHƯƠNG 4: 4.1 PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG 37 Phát triển hệ thống Client/Server 37 4.1.1 Các phương thức chức phía server 38 4.1.2 Các thư viện phía server 39 4.1.3 Các phương thức chức phía client 39 4.1.4 Các thư viện phía client 41 4.2 Cấu hình hệ thống 44 4.2.1 Cấu hình server 44 4.2.2 Cấu hình ứng dụng 44 4.3 Phiên thử nghiệm 45 CHƯƠNG 5: TỔNG KẾT 51 5.1 Kết luận 51 5.2 Những thiếu sót luận văn 52 5.3 Hướng phát triển 52 Danh mục tài liệu tham khảo DANH MỤC BẢNG Bảng 2-1: Bảng mô tả ý nghĩa ký số mã vạch UPC Bảng 2-2: Các phiên hệ điều hành Android 12 Bảng 3-1: Mô tả usecase “Xem thông tin” 20 Bảng 3-2: Mô tả usecase “Quét mã vạch” 20 Bảng 3-3: Mô tả usecase “Kích hoạt camera” 21 Bảng 3-4: Mô tả usecase “Xác thực mã vạch” 22 Bảng 3-5: Mô tả usecase “Hiển thị thông tin” 22 Bảng 3-6: Thiết kế trường liệu 29 Bảng 4-1: Mơ tả phương thức chức phía server 38 Bảng 4-2: Mô tả thư viện phía server 39 Bảng 4-3: Mô tả phương thức chức phía client 39 Bảng 4-4: Mô tả thư viện hệ điều hành Android phía client 41 Bảng 4-5: Mô tả thư viện hỗ trợ Java phía client 43 Bảng 4-6: Mơ tả thư viện liên kết ngồi phía client 43 39 4.1.2 Các thư viện phía server Các thư viện yếu phía server mơ tả bảng 4-2 Bảng 4-2: Mô tả thư viện phía server STT Tên Thư Viện Mơ Tả express Framework hỗ trợ phát triển ứng dụng web mongoose Mơ hình đối tượng MongoDB body-parser Hỗ trợ phân giải đối tượng kiểu JSON crypto Cung cấp chức mã hóa giải mã 4.1.3 Các phương thức chức phía client Các chức yếu phía client mơ tả bảng Bảng 4-13 Bảng 4-3: Mô tả phương thức chức phía client STT Tên Lớp Tên Phương Mô Tả Thức Thông số đầu Thông vào số trả Khởi tạo Bundle onCreate ứng dụng bắt savedInstance đầu chạy MainActivity Không State Đọc nội dung int requestCode, Không onActivityResult mã vạch int resultCode, Intent data Giai đoạn tiền Không onPreExecute Không xử lý giao tiếp với server Kết nối lấy String params GetDataTask doInBackground liệu server từ String 40 STT Tên Lớp Tên Phương Mô Tả Thức Thông số đầu Thông vào số trả Xử lý liệu String result GetDataTask onPostExecute Không từ server trả Product GetMSP GetTSP GetMT 10 GetHA 11 Product GetVideo Hàm tạo cho JSONObject obj Không lớp product Lấy thông tin Không mã sản phẩm Lấy thông tin Không GetTLTB String tên sản phẩm Lấy thông tin Không String mô tả Lấy thông tin Không String hình ảnh Lấy thơng tin Khơng String Khơng String Khơng String Không String Không String Không String video Lấy thông tin 12 String trọng lượng trung bình 13 GetCC 14 GetDK 15 GetSTTD Lấy thông tin chiều cao Lấy thông tin đường kính Lấy thơng tin số túi tinh dầu Lấy thông tin 16 GetDDTTD đặc điểm túi tinh dầu 41 Tên Lớp STT 17 Tên Phương Mô Tả Thức GetDDV Lấy thông tin GetHLN Thông vào số trả Không String Không String Không String Không String Không String độ dày vỏ Lấy thông tin 18 Thông số đầu hàm lượng nước Lấy thông tin Product 19 GetSHTB số hạt trung bình Lấy thơng tin 20 GetDTK đặc trưng khác Lấy thông tin 21 GetErrorMessage thông điệp thông báo lỗi 4.1.4 Các thư viện phía client Các thư viện yếu hệ điều hành Android phía client mô tả Bảng 4-4 Bảng 4-4: Mô tả thư viện hệ điều hành Android phía client STT Tên Thư Chỉ thị liên kết Viện Android Mô Tả Import android.support.v7.app Lớp sở cho hoạt động AppCompatActivity; ứng dụng Android import Lớp quản lý tiến trình, hiển android.app.ProgressDialog; thị chờ tải liệu 42 STT Tên Thư Chỉ thị liên kết Viện import android.content.Intent; Mô Tả Lớp quản lý đối tượng thông điệp yêu cầu hành động từ thành phần ứng dụng khác import android.os.AsyncTask; Thực tác vụ bất đồng import android.os.Bundle; Lớp quản lý liệu giao tiếp qua lại hoạt động ứng dụng import android.net.Uri; Lớp liên kết mạng với URI import android.view.View; Lớp biểu diễn khối cho thành phần giao Android diện người dùng 10 11 12 13 14 import android.widget.Button; Lớp biểu diễn đối tượng nút nhấn ứng dụng import Lớp hiển thị đối tượng hình android.widget.ImageView; ảnh ứng dụng import android.widget.TextView; Lớp hiển thị đối tượng văn ứng dụng import android.widget.Toast; Lớp hiển thị thông điệp nhanh ứng dụng import Lớp hiển thị đối tượng video android.widget.VideoView; ứng dụng import Lớp quản lý điều khiển android.widget.MediaController; media ứng dụng import Lớp quản lý trượt android.widget.ScrollView; ứng dụng 43 Các thư viện hỗ trợ Java phía client mơ tả Bảng 4-5 Bảng 4-5: Mô tả thư viện hỗ trợ Java phía client STT Tên Thư Chỉ thị liên kết Viện Lớp quản lý đệm liệu import Mô Tả java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; Lớp quản lý ngoại lệ I/O import java.io.InputStream; Lớp quản lý dòng liệu import Lớp quản lý tác vụ đọc từ dòng java.io.InputStreamReader; liệu import Lớp quản lý kết nối Http từ java.net.HttpURLConnection; URL import java.net.URL; Lớp quản lý liên kết mạng URL Java Các thư viện yếu liên kết ngồi phía client mô tả Bảng 4-6 Bảng 4-6: Mô tả thư viện liên kết ngồi phía client STT Tên Thư Json Picasso Chỉ thị liên kết Viện Zxing import org.json.*; Mô Tả Thư viện hỗ trợ phân tích cú pháp liệu định dạng JSON import Thư viện hỗ trợ hiển thị hình com.squareup.picasso.Picasso; ảnh thiết bị di động import Thư viện hỗ trợ quét đọc mã com.google.zxing.integration vạch .android.IntentIntegrator; import com.google.zxing.integration android.IntentResult; 44 4.2 Cấu hình hệ thống 4.2.1 Cấu hình server Cấu hình bên server thực thơng qua hai thơng số cấu hình sau:  Cấu hình port server: tùy theo môi trường port server dùng port 5000;  Cấu hình kết nối sở liệu MongoDB: cung cấp chuỗi kết nối đến server chứa sở liệu; 4.2.2 Cấu hình ứng dụng Để ứng dụng chạy chức năng, cần cấu hình ứng dụng thơng tin sau:  Cho phép truy cập camera  Cho phép truy cập trạng thái mạng lưới thiết bị di động  Cho phép truy cập Internet thiết bị di động  Cho phép truy cập Wifi thiết bị di động Hình 4-1: Cấu hình ứng dụng 45 Hình 4-2: Yêu cầu người dùng cho phép truy cập tài nguyên Ngoại trừ cho phép truy cập camera, cấu hình cịn lại phải định nghĩa tường minh ứng dụng Hình 4-1 Khi cài đặt ứng dụng, người dùng yêu cầu cho phép ứng dụng truy cập tài nguyên mạng lưới camera mơ tả Hình 4-2 4.3 Phiên thử nghiệm Phiên thử nghiệm triển khai thiết bị di động thật với tảng Android Ứng dụng có hình mơ tả sau:  Màn hình khởi động ứng dụng minh họa Hình 4-3  Màn hình quét mã vạch minh họa Hình 4-4  Màn hình chờ tải liệu minh họa Hình 4-5 46  Màn hình xem thơng tin sản phẩm Bưởi đường cam Tân Triều minh họa Hình 4-6  Màn hình xem thơng tin đặc trưng sản phẩm Bưởi đường cam Tân Triều minh họa Hình 4-7  Màn hình xem thơng tin sản phẩm Bưởi ổi Tân Triều minh họa Hình 4-8  Màn hình xem thơng tin đặc trưng sản phẩm Bưởi ổi Tân Triều minh họa Hình 4-9  Màn hình cảnh báo minh họa Hình 4-10 Hình 4-3: Màn hình khởi động ứng dụng 47 Hình 4-4: Màn hình quét mã vạch Hình 4-5: Màn hình chờ tải liệu 48 Hình 4-6: Màn hình thông tin sản phẩm bưởi đường cam Tân Triều Hình 4-7: Màn hình thơng tin đặc trưng sản phẩm bưởi đường cam Tân Triều 49 Hình 4-8: Màn hình thơng tin sản phẩm bưởi ổi Tân Triều Hình 4-9: Màn hình thơng tin đặc trưng sản phẩm bưởi ổi Tân Triều 50 Hình 4-10: Màn hình cảnh báo 51 CHƯƠNG 5: TỔNG KẾT 5.1 Kết luận Trong luận văn, phát triển ứng dụng di động cung cấp thông tin nguồn gốc sản phẩm dựa công nghệ mã vạch với tảng Android Song song đó, chúng tơi tìm hiểu nghiên cứu nội dung sau:  Tìm hiểu luật an tồn thực phẩm  Tìm hiểu thơng tin đặc trưng nhận dạng sản phẩm bưởi Tân Triều  Tìm hiểu lý thuyết mật mã vận dụng mơ hình khóa riêng tư-cơng khai  Tìm hiểu lý thuyết cơng nghệ mã vạch vận dụng mã vạch QR  Tìm hiểu lập trình ứng dụng di động tảng Android  Thiết kế xây dựng sở liệu với MongoDB  Đề xuất phương pháp xác thực thông tin nguồn gốc sản phẩm bưởi Tân Triều Ngồi ra, chúng tơi phát triển ứng dụng di động với cơng nghệ tiên tiến theo mơ hình Client/Server Mặt khác, ứng dụng minh họa hai sản phẩm bưởi Tân Triều, hệ thống thiết kế có khả mở rộng với n sản phẩm khác Việc xác thực sản phẩm đòi hỏi nhiều tiêu chí liên quan Trong phạm vi luận văn, học viên xác thực nguồn gốc sản phẩm có nhà sản xuất (chủ sở hữu gốc) khơng Ngồi quy trình hỗ trợ người tiêu dùng việc lựa chọn sản phẩm dựa thông tin nguồn gốc đặc trưng sản phẩm xác thực để người dùng đối chiếu Nếu trình xác thực đúng, chứng tỏ sản phẩm có nguồn gốc rõ ràng “sạch” theo tin tưởng nhà sản xuất Hiện tại, học viên chưa đưa giải pháp xác thực thông tin sản phẩm so với tiêu chuẩn an toàn thực phẩm VietGap để xác thực sản phẩm “sạch” nghĩa Giải pháp xác thực thông tin nguồn gốc sản phẩm giải pháp Các ứng dụng truy xuất thông tin nguồn gốc có TE-FOOD, TraceVerified chưa có chưa cơng bố hỗ trợ tính Như vậy, so với ứng dụng khác TE-FOOD16 TraceVerified17 kết đề tài đạt được: 16 17 http://te-food.com/ (truy cập 02/04/2017) http://traceverified.com/Dich-vu/Truy-xuat-nguon-goc-TraceVerified.aspx (truy cập 02/04/2017) 52  Hỗ trợ tính xác thực nguồn gốc thơng tin sản phẩm ứng dụng di động  Đề xuất giải pháp xác thực thông tin nguồn gốc sản phẩm mô tả mục 3.3 Trong phạm vi luận văn, mã QR Code nhà sản xuất sản phẩm làm dán lên sản phẩm Bởi nhà sản xuất nhúng thông tin phân biệt vào sản phẩm để hỗ trợ xác thực thông tin nguồn gốc sản phẩm Hạn chế luận văn chưa phát sản phẩm giả Trong trường hợp mã QR Code dán vào mặt hàng khác, thông tin xác thực trả theo nội dung QR Code Tuy nhiên, QR Code dán vào mặt hàng khác, thông tin đặc trưng mặt hàng theo QR Code trả không khớp, lúc ứng dụng di động hỗ trợ người dùng đối chiếu thông tin mặt hàng 5.2 Những thiếu sót luận văn Luận văn cịn điểm hạn chế sau:  Giao diện thiết kế ứng dụng đơn giản  Giải pháp đề xuất giới hạn mức cung cấp thông tin xác thực thông tin nguồn gốc sản phẩm  Giải pháp xác thực chưa giải triệt để tốn sản phẩm giả thơng tin liên quan đến sản phẩm theo tiêu chí an toàn thực phẩm VietGap  Giải pháp sử dụng mã hóa cơng khai chưa có cách thức quản lý hiệu cặp khóa riêng tư-cơng khai Hiện tại, khóa riêng tư nhà sản xuất nắm giữ khóa cơng khai truy cập thành phần liên quan hệ thống thông qua nơi lưu trữ chung  Thông tin đặc trưng sản phẩm cung cấp cho người dùng đối chiếu hạn chế  Giao diện thiết kế ứng dụng đơn giản 5.3 Hướng phát triển Trong tương lai, hướng phát triển luận văn đề nghị sau:  Thiết kế giao diện ứng dụng cho thẩm mĩ  Nghiên cứu bổ sung hoàn thiện thêm chức truy xuất thông tin nguồn gốc sản phẩm  Nghiên cứu thêm giải pháp đảm bảo nguồn gốc sản phẩm mức cao DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO  Wenbo Mao (2003) Modern Cryptography Theory And Practice, a book published by Prentice Hall Professional Technical Reference, ISBN: 0130669431  Borko Furht (2011) Handbook of Augmented Reality Springer trang 341  Edgar R Weippl (2005) Security in e-learning In Advances in Information Security, Vol 16, Springer  Luật an toàn thực phẩm (2010), ban hành Quốc hội nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam, Số 55/2010/QH12, tham khảo đường dẫn http://www.moj.gov.vn/vbpq/lists/vn%20bn%20php%20lut/view_detail.aspx?itemid=2 5606  Cẩm nang an toàn thực phẩm kinh doanh (2014), Vụ Thị trường nước - Bộ Công Thương, nhà xuất Hồng Đức, Hà Nội, 2014, tham khảo đường dẫn http://mutrap.org.vn/index.php/vi/explore/an-pham-mutrap/finish/57/785  Tình hình kinh tế - xã hội năm 2015 (2015), Tổng cục thống kê Việt Nam, tham khảo đường dẫn https://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=621&ItemID=15507  Phát triển ứng dụng di động Android, tham khảo đường dẫn https://developer.android.com/index.html  Mã vạch gì? Marketingbox, tham khảo đường dẫn http://marketingbox.vn/Ma-vach-la-gi.html  Lập trình di động với Android, o7planning, tham khảo đường dẫn http://o7planning.org/vi/10415/huong-dan-lap-trinh-android-cho-nguoi-moi-bat-dauhello-android  Thư viện mã nguồn mở Zxing, tham khảo đường dẫn https://github.com/zxing/zxing  Bảo hộ dẫn địa lý Tân Triều (2012), tham khảo đường dẫn http://baohothuonghieu.com/banquyen/tin-chi-tiet/bao-ho-chi-dan-dia-ly-tan-trieu-chosan-pham-buoi/1063.html ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG NGUYỄN QUỐC MINH XÂY DỰNG ỨNG DỤNG DI ĐỘNG CUNG CẤP VÀ XÁC THỰC THÔNG TIN NGUỒN GỐC SẢN PHẨM SẠCH LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Chuyên ngành:... giải pháp cung cấp xác thực thông tin nguồn gốc sản phẩm Những vấn đề tồn so với nội dung giao (nếu có)  Giải pháp đề xuất giới hạn mức cung cấp thông tin xác thực thông tin nguồn gốc sản phẩm ... thực tiễn ứng dụng di động cung cấp thông tin nguồn gốc sản phẩm dựa công nghệ mã vạch với tảng Android Ngoài ra, đề tài cịn thể cách thức xác thực thơng tin nguồn gốc thực phẩm trước thông tin