NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ ỨNG DỤNG VÀO TRUY XUẤT NGUỒN GỐC SẢN PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH NGUYỄN QUANG KỲ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ ỨNG DỤNG VÀO TRUY XUẤT NGUỒN GỐC SẢN PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Thành Phố Hồ Chí Minh - 2021 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH NGUYỄN QUANG KỲ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ ỨNG DỤNG VÀO TRUY XUẤT NGUỒN GỐC SẢN PHẨM CHUYÊN NGHÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN MÃ SỐ: 8480201 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN KIM QUỐC Thành Phố Hồ Chí Minh - 2021 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn với đề tài “NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ ỨNG DỤNG VÀO TRUY XUẤT NGUỒN GỐC SẢN PHẨM” cơng trình nghiên cứu thân dƣới hƣớng dẫn thầy Tiến sĩ Nguyễn Kim Quốc Các số liệu, hình ảnh, trích dẫn có nguồn gốc rõ ràng tuân thủ nguyên tắc Luận văn chép từ cơng trình, nghiên cứu ngƣời khác mà không ghi rõ tài liệu tham khảo Tôi xin chịu trách nhiệm lời cam đoan TP.HCM, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận văn Nguyễn Quang Kỳ i LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt sâu sắc tới thầy TS Nguyễn Kim Quốc khoa Công nghệ Thông tin, trƣờng Đại học Nguyễn Tất Thành, dành nhiều thời gian quý giá để hƣớng dẫn bảo em tận tình, đồng thời đƣa kinh nghiệm quý báu để em hồn thành đƣợc luận văn Em xin chân thành cảm ơn Thầy cô khoa Công nghệ Thông tin, Trƣờng Đại Học Nguyễn Tất Thành, thầy cô trƣờng Đại học giảng dạy, truyền đạt, hỗ trợ cho em kiến thức trình học tập Xin cám ơn bạn đồng khóa, đồng nghiệp, đặc biệt gia đình ngƣời thân ln ủng hộ, động viên em suốt q trình thực luận văn Mặc dù cố gắng hết sức, nhiên q trình thực em khơng tránh đƣợc thiếu sót, em mong nhận đƣợc thơng cảm đánh giá chân tình bạn bè thầy cô để luận văn em đƣợc hoàn thiện TP.HCM, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận văn Nguyễn Quang Kỳ ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ vi DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN 1.1 Tính khoa học cấp thiết đề tài .2 1.2 Động lƣc nghiên cứu 1.2.1 Vấn đề xuất xứ hàng hóa 1.2.2 In ấn bảo mật tem chống hàng giả 1.2.3 Tại không tận dụng đƣợc mã vạch mà phải dùng QRCode 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Phƣơng pháp, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu .4 1.4.1 Phƣơng Pháp 1.4.2 Đối tƣợng nghiên cứu: 1.4.3 Phạm vi nghiên cứu: 1.5 Bố cục đề tài .5 CHƢƠNG - GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN 2.1 Công nghệ Blockchain .6 2.1.1 Định nghĩa 2.1.2 Đặc trƣng bật Blockchain .8 1.1.3 Cấu trúc liệu công nghệ Blockchain 2.1.4 Phân loại hệ thống Blockchain hệ Blockchain 11 a Phân loại hệ thống Blockchain 11 b Các hệ Blockchain 11 iii 2.2 Công cụ Ethereum 12 2.2.1 Ethereum gì? 12 2.2.2 Kiến trúc Ethereum Blockchain 15 2.2.3 Hợp đồng thông minh (Smart contract) 16 2.2.4 Những lợi ích tảng phân cấp Ethereum .17 2.2.5 Nhƣợc điểm ứng dụng phi tập trung gì? 17 2.2.6 Nền tảng lý thuyết hàm băm đƣợc sử dụng Blockchain 18 a Thuật tốn băm an tồn SHA-1 18 b Thuật tốn băm an tồn SHA-256 .19 2.3 Tiểu kết chƣơng 23 CHƢƠNG ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN TRONG VIỆC TRUY XUẤT NGUỒN GỐC SẢN PHẨM 25 3.1 Giới thiệu Bockchain truy xuất nguồn gốc sản phẩm 25 3.2 Truy xuất nguồn gốc dùng QRcode Blockchain đem lại lợi ích 26 3.3 Ứng dụng Blockchain truy xuất nguồn gốc sản phẩm QRcode 27 3.4 Yêu cầu tốn “Minh bạch hóa truy xuất nguồn gốc QRcode” 28 3.5 Giải tốn minh bạch thơng tin hàng hóa QRcode với Ethereum 31 3.5.1 Tính vƣợt trội Ethereum đem lại so với Database truyền thống 31 3.5.2 Các thành phần mạng Blockchain Ethereum 32 3.5.3 Luồng xử lý giao dịch 33 3.5.4 Xây dựng hệ thống Web & API QRCode .34 CHƢƠNG CÀI ĐẶT & KIỂM THỬ CHƢƠNG TRÌNH 35 4.1 Phân tích thiết kế hệ thống 35 4.1.1 Sơ đồ nghiệp vụ .35 4.2.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống 36 4.2.3 Sơ đồ chi tiết hệ thống .37 4.2 Thiết kế Cơ sở Dữ liệu 38 4.3 Kết cài đặt Blockchain Ethereum chạy ứng dụng .43 4.3.1 Tầng API 43 iv 4.3.2 Biểu đồ Usecase tổng quát .69 4.3.3 Chức đăng nhập 70 4.3.4 Màn hình menu chức 70 4.3.5 Chức quản lý sản phẩm 71 4.3.6 Chức quét mã QRcode 72 43.3.7 Chức quản lý công ty (nhà sản xuất, nhà cung cấp) .72 4.3.8 Chức Quản lý danh mục sản phẩm 73 4.3.9 Chức quán lý ngƣời dùng (nhà quản lý, nhà cung cấp) 74 4.3.10 Chức quản trị admin hệ thống .74 4.4 Kiểm thử phần mềm (testing) 74 4.4.1 Kịch kiểm thử chức nhập liệu sản phẩm 74 4.4.2 Kịch kiểm thử chức quản lý công ty 76 4.4.3 Kiểm thử Quản lý danh mục sản phẩm 77 4.4.4 Kiểm thử Chức quán lý ngƣời dùng (nhà quản lý, nhà cung cấp) 77 4.4.5 Kiểm thử Chức đọc QRcode 78 4.5 Tiểu kết chƣơng 81 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 82 5.1 Kết luận luận văn 82 5.2 Hƣớng phát triển luận văn .83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình mã vạch .3 Hình 1.2 Hình mã QRCode Hình 2.2 Cấu trúc liệu block Blockchain 10 Hình 2.3 Kiến trúc Ethereum Blocchain 16 Hình 2.4 Mơ hình Smart Contract .16 Hình 2.5 Sơ đồ thuật tốn băm SHA-1 19 Hình 2.6 Sơ đồ thuận toán SHA-256 Error! Bookmark not defined Hình 2.7 Hàm nén SHA-256 .23 Hình 2.8 SHA-256 message schedule .23 Hình 3.1 Doanh thu blockchain theo theo ngành, thị trƣờng giới: 2017 – 2025 25 Hình 3.4 Quy trình xử lý thông tin 32 Hình 3.5 Luồng xử lý giao dịch .33 Hình 3.6 Hệ thống QRcode Ethereum BlockChain 34 Hình 4.1 Sơ đồ nghiệp vụ 35 Hình 4.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống 36 Hình 4.3 Sơ đồ chi tiết hệ thống 38 Hình 4.4 Thiết kế Cơ sở Dữ liệu hệ thống 38 Hình 4.5 API create product 43 Hình 4.6 API delete Product 48 Hình 4.7 API get detail product .51 Hình 4.8 API get product 54 Hình 4.9 API update products 57 Hình 4.10 UserCase tổng quát 69 Hình 4.11 Chức đăng nhập .70 Hình 4.12 Màn hình chƣơng trình 70 Hình 4.13 Chức quản lý sản phẩm (liệt kê) 71 Hình 4.14 Chức thêm sản phẩm .72 Hình 4.15 Chức quét QRcode 72 vi Hình 4.16 Chức Quản lý nhà cung cấp .73 Hình 4.17 Chức Quản lý danh mục sản phẩm 73 Hình 4.18 Chức quán lý ngƣời dùng 74 HÌnh 4.19 Chức quản trị admin hệ thống 74 Hình 4.20 Kết kiểm thử chức tạo sản phẩm .75 Hình 4.21 Kiểm thử chức Quản lý công ty .76 Hình 4.22 Kiểm thử chức Danh mục hàng hóa 77 Hình 4.23 Kiểm thử tạo Ngƣời dùng 78 Hình 4.24 Kiểm thử chức đọc QRcode 79 Hình 4.25 Kiểm thử chức đồng Ethereum 80 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1 Các tác nhân tham gia hệ thống 36 Bảng 4.2 Bảng User 39 Bảng 4.3 Bảng Usergroup 39 Bảng 4.4 Bảng Production .40 Bảng 4.5 Bảng Productcategory 40 Bảng 4.6 Bảng Category 40 Bảng 4.7 Bảng Picture .41 Bảng 4.8 Bảng Productpicture 41 Bảng 4.9 Bảng Productpicture 41 Bảng 4.10 Bảng Archive 42 Bảng 4.11 Bảng Hashedproduction 42 viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt AI Nội dung Artificial Intelligence BI Business Intelligence DAH Digital Asset Holding EVM Ethereum Virtual Machine HTML HyperText Markup Language (Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản) IBM International Business Machines ID Identification (Nhận dạng hay nhận biết) IE Internet Explorer (Một trình duyệt web) IoT Internet of Things (Mạng lƣới vạn vật kết nối Internet) M2M Machine to Machine (Máy với máy) MD Message Digest (Tóm lƣợc thơng điệp) P2P Peer to Peer (Ngang hàng) PoS Proof of Stake (Bằng chứng cổ phần) PoW Proof of Work (Bằng chứng công việc) QR Quick Response (Trả lời nhanh) RBFT Redunbant Byzantine Fault Tolerance SCM Supply Chain Management SHA Secure Hash Algorithm (Thuật giải băm an toàn) ix