Nghiên cứu ứng dụng công nghệ blockchain trong thanh toán di động

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒN NGỌC SƠN NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ BLOCKCHAIN TRONG THANH TOÁN DI ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ ĐỒN NGỌC SƠN NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN TRONG THANH TỐN DI ĐỘNG Ngành: Cơng nghệ Thơng Tin Chun ngành: Hệ Thống Thông Tin Mã số: 60480104 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Ngọc Hóa Hà Nội - 2017 LỜI CẢM ƠN Lời xin gửi lời cảm ơn lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Ngọc Hóa (bộ mơn Các hệ thống thơng tin – trường Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội), người giúp chọn đề tài, định hình hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn bảo tơi q trình thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Trịnh Nhật Tiến, người tận tình bảo, giúp đỡ tơi q trình học tập giai đoạn đầu trình thực luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn thầy, cô giáo trường Đại học Công nghệ -Đại học Quốc gia Hà Nội Các thầy, cô giáo dạy bảo truyền đạt cho nhiều kiến thức, giúp tơi có tảng kiến thức vững sau năm học tập trường Đại học Công Nghệ Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn khóa K21 ủng hộ khuyến khích tơi suốt q trình học tập trường Cuối cùng, muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình bạn bè, đặc biệt bố, mẹ, vợ em trai – người thân yêu kịp thời động viên giúp đỡ tơi vượt qua khó khăn học tập sống Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Học viên Đoàn Ngọc Sơn ii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thực luận văn thực riêng tơi, hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Ngọc Hóa Mọi tham khảo từ tài liệu, cơng trình nghiên cứu liên quan nước quốc tế trích dẫn rõ ràng luận văn Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế hay gian trá tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm chịu kỷ luật Nhà Trường ĐHQG Hà Nội Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Học viên Đoàn Ngọc Sơn iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU - HÌNH VẼ vii LỜI MỞ ĐẦU Chương GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN 1.1 Giới thiệu 1.2 Nền tảng lý thuyết 1.2.1 Hàm băm 1.2.1.1 Khái niệm hàm băm 1.2.1.2 Đặc tính hàm băm [1] 1.2.1.3 Ứng dụng hàm băm 1.2.2 Chữ ký số 1.2.2.1 Khái niệm chữ ký số 1.2.2.2 Ứng dụng chữ ký số 1.3 Các kỹ thuật 1.3.1 Cấu trúc phi tập chung 1.3.2 Tính tốn tin cậy 1.3.3 Bằng chứng công việc [6] 10 1.3.4 Tính chất Blockchain 10 1.4 Phân loại hệ thống Blockchain 11 1.5 Các ứng dụng điển hình công nghệ Blockchain 11 1.5.1 Ứng dụng Blockchain tiền số 11 1.5.2 Ứng dụng Blockchain hợp đồng thông minh (Smart Contracts) 11 1.5.3 Một số ứng dụng bật khác 12 Kết luận chương 14 Chương THANH TOÁN DI ĐỘNG VÀ TIỀN SỐ 15 2.1 Thanh toán di động 15 iv 2.1.1 Giới thiệu 15 2.1.2 Thanh toán Apple Store 16 2.1.3 Thanh toán Google Play 19 2.2 Tiền số 19 2.2.1 Giới thiệu 19 2.2.2 Mơ hình tiền số Bitcoin 21 2.2.3 Độ an toàn tiền số 29 2.2.4 Tiềm phát triển tiền số 29 Kết luận chương 31 Chương ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ BLOCKCHAIN TRONG THANH TỐN DI ĐỘNG 32 3.1 Đặt vấn đề 32 3.1.1 Bài toán đặt 32 3.1.2 Cách tiếp cận giải pháp 32 3.2 Xây dựng hệ thống tiền số ứng dụng mua bán sách điện tử 35 3.2.1 Kiến trúc hệ thống 35 3.2.2 Đặc tả chức 36 3.2.3 Cài đặt hệ thống tiền số TYM 37 3.2.4 Xây dựng API thao tác với hệ thống tiền số 41 3.3 Thực nghiệm đánh giá 42 3.3.1 Môi trường phát triển công cụ 42 3.3.2 Kết thử nghiệm 42 3.3.3 Đánh giá kết 46 Kết luận chương 47 KẾT LUẬN CHUNG 48 Các kết thu luận văn 48 Định hướng nghiên cứu 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Tên viết tắt API Tên đầy đủ Giải thích Application Programing Giao diện lập trình ứng dụng Interface BTC Bitcoin Một loại tiền số ECDSA Elliptic Curve Digital Signature Algorithm Thuật toán ký số đường cong Elliptic HTTP HyperText Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn JSON JavaScript Noattion MD Message Digest Đại diện thông điệp PoW Proof of Work Bằng chứng công việc UTXO Unspent Transaction Các Output chưa tiêu Output tiền số Object Một kiểu định dạng liệu vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU - HÌNH VẼ Hình 1.1: Mơ hình thực chữ ký số Hình 1.2: Cấu trúc liệu Blockchain[6] Hình 1.3: Cấu trúc block gốc blockchain Hình 2.1: Số lượng ứng dụng kho ứng dụng (tháng 3/2017) 15 Hình 2.2: Luồng toán Apple 16 Hình 2.3: Mơ hình tốn có máy chủ web 18 Hình 2.4: Luồng tốn Google 19 Hình 2.5: Biểu đồ chấp nhận BTC giới 22 Hình 2.6: Thơng tin block mạng bitcoin 24 Hình 2.7: Mơ hình giao dịch Bitcoin 24 Hình 2.8: Dữ liệu Transaction 25 Hình 2.9: Tạo khóa để thực giao dịch bitcoin 26 Hình 2.10: Danh sách giao dịch block [2] 28 Hình 2.11: So sánh tốc độ ký ECDSA RSA 29 Hình 2.12: Giá trị vốn hóa thị trường số đồng tiền điện tử (11/2017) 30 Hình 2.13: Tăng trưởng đồng tiền số Bitcoin (BTC) 30 Hình 2.14: Tăng trưởng đồng tiền số Ethereum (ETH) 31 Hình 3.1: Mơ hình giải pháp ứng dụng tiền số toán di động 33 Hình 3.2: Mơ hình sàn giao dịch mua bán tiền số 34 Hình 3.3: Kiến trúc tổng quan hệ thống 35 Hình 3.4: Biểu đồ luồng hệ thống 37 Hình 3.5: Tạo giao dịch mạng blockchain 38 Hình 3.6: Hàm giải tốn PoW [6] 39 Hình 3.7: Tạo block 39 Hình 3.8: Thêm block vào blockchain 40 Hình 3.9: Xác nhận giao dịch hợp lệ 40 Bảng 3.1: Các API hệ thống tiền số 41 Bảng 3.2: Cấu hình phần cứng 42 Bảng 3.3: Các phần mềm sử dụng tiến hành thực nghiệm 42 Hình 3.10: Danh sách sách bán 43 Hình 3.11: Thơng tin cá nhân người dùng 44 Hình 3.12: Giao diện xác nhận tốn 44 Hình 3.13: Các sách tải 45 Hình 3.14: Số TYM cịn lại sau toán 45 Hình 3.15: Dữ liệu trả hệ thống tiền số giao dịch thành công 46 Hình 3.16: Hình ảnh blockchain sau block thêm vào 46 vii LỜI MỞ ĐẦU Internet xuất không phục vụ cho việc gửi email hay tải phần mềm mà cịn động lực để phát triển kinh tế toàn cầu Trong thực tế, Internet trở thành trình điều khiển kinh tế Sự xuất Internet mạng cục giúp cho việc trao đổi thông tin trở nên nhanh chóng, dễ dàng Email cho phép nhận hay gửi thư máy tính mình, Ebusiness cho phép thực giao dịch, buôn bán mạng… Cũng giống Internet, blockchain xuất phát trào lưu với đồng tiền ảo Bitcoin Sự phát triển Internet đồng hành với tổn thất sau công mạng, gây ảnh hưởng lớn đến kinh tế xã hội Theo khảo sát hãng phân tích Grant Thornton, khoản tiền mà doanh nghiệp vào tay tin tặc Châu Á-Thái Bình Dương lên tới 81,3 tỉ la vịng 12 tháng (tính đến cuối tháng 9/2015) Mức tổn thất từ đợt công mạng châu Á nhiều Bắc Mỹ tới 20 tỉ USD EU với số tương tự, chiếm đến 25% tổng mức tổn thất giới (315 tỉ USD) Tại Việt Nam xảy tình trạng an toàn với tài khoản gửi ngân hàng, điển vụ cơng vào Vietcombank [15] Tháng 2/2016, thông tin việc Ngân hàng Trung ương Bangladesh bị tin tặc đánh cắp 101 triệu USD gây chấn động giới học cho tổ chức Sự cố xảy cho Ngân hàng nước sử dụng định tuyến cũ giá 10 USD mà khơng có hệ thống tường lửa Số tiền tổn thất vụ lên đến tỷ USD tin tặc khơng viết sai lỗi tả [15] Từ rủi ro từ an ninh mạng nên tổ chức tài cần cơng nghệ mới, ví dụ tảng đồng tiền số Bitcoin, Blockchain, kì vọng khơng nhằm cắt giảm chi phí ngân hàng mà cịn đảm bảo tính an tồn xa cách mạng hóa giải pháp bảo mật Với thực trạng đó, luận văn có mục tiêu nghiên cứu, ứng dụng cơng nghệ Blockchain công nghệ tiền số việc hỗ trợ toán thiết bị di động Mục tiêu tiến hanh với nội dung gồm: Tìm hiểu tổng quan cơng nghệ Blockchain, đồng tiền số nói chung đồng tiền Bitcoin nói riêng Một số lý thuyết toán học bản, kỹ thuật liên quan tới cơng nghệ Blockchain tiềm ứng dụng thực tiễn nghiên cứu luận văn ... thuật liên quan tới cơng nghệ Blockchain tiềm ứng dụng thực tiễn nghiên cứu luận văn Đề xuất giải pháp ứng dụng công nghệ Blockchain việc toán ứng dụng điện thoại di động (In-app purchase) Xây... HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒN NGỌC SƠN NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ BLOCKCHAIN TRONG THANH TỐN DI ĐỘNG Ngành: Cơng nghệ Thơng Tin Chuyên ngành: Hệ Thống Thông Tin Mã số: 60480104 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ.. .nghệ Hàm băm chữ ký số, kỹ thuật sử dụng blockchain Tiền số, ứng dụng blockchain Các mơ hình tốn ứng dụng di động thời điểm Mơ hình ứng dụng blockchain toán di động, mua bán nội dung số Thực nghiệm: