ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 2 ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ XÂY DỰNG HỢP ĐỒNG THÔNG MINH TRÊN MOBILE. ThS. Nguyễn Văn Bình

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VIỆT – HÀN KHOA KHOA HỌC MÁY TÍNH ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ XÂY DỰNG HỢP ĐỒNG THÔNG MINH TRÊN MOBILE Sinh viên thực : Võ Đăng Lâm Lê Phước Phúc Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Bình Lớp : 17IT2 Đà Nẵng, tháng năm 2021 MỞ ĐẦU Sự xuất hệ thống web dùng Internet thực hóa việc trao đổi thơng tin tồn giới Trong đó, hệ thống blockchain lại giúp thực giao dịch trao đổi giá trị toàn cầu Internet Bởi vậy, hai hệ thống song song tồn lại khác chất Sau Satoshi Nakamoto công bố luận văn đồng tiền ảo bitcoin vào năm 2009, tảng công nghệ bitcoin – blockchain – trở thành tâm điểm ý Với khởi đầu nên hiển nhiên giá trị tiền tệ blockchain, tức chức trao đổi tích lũy giá trị, ý nhiều Nhưng từ khoảng năm 2012-2013, không tiền kỹ thuật số, công nghệ blockchain bắt đầu kỳ vọng mạng lại thay đổi lớn cách vận hành kinh doanh (không ngành tài chính) ứng dụng lĩnh vực hành cơng Trong xu đó, ứng dụng sử dụng công nghệ blockchain phát triển ngày nhiều Các ứng dụng không sử dụng hệ thống blockchain mà cịn có khả tích hợp vào ứng dụng có web Điều có nghĩa blockchain khơng đơn cơng nghệ mà cịn bổ trợ thay cơng nghệ hữu Trong đó, hợp đồng thông minh blockchain công nghệ ứng dụng nhiều vào sống hàng ngày, lĩnh vực khác y tế, bầu cử, quản lý doanh nghiệp Vì em muốn tìm hiểu ứng dụng vào việc xây dựng ứng dụng mobile LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS Nguyễn Văn Bình, người tận tình hướng dẫn, trực tiếp bảo tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy cô trường đại học Công Nghệ Thông Tin Và Truyền Thông Việt Hàn, người dạy dỗ trang bị cho em kiến thức để hoàn thành đề tài đồ án Mặc dù trình nghiên cứu đề tài, thân em có cố gắng định song trình độ thời gian có hạn nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Vậy kính mong thầy bạn đóng góp ý kiến để em hoàn thiện NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… MỤC LỤC Chương Giới thiệu .1 1.1 Tổng quan 1.2 Khảo sát ứng dụng tương tự 1.2.1 Tiền điện tử Bitcoin .1 1.2.2 Ứng dụng Medicalcahin .2 1.2.3 Kết luận 1.3 Phương pháp, kết 1.4 Cấu trúc đồ án .4 Chương 2.1 Các công nghệ hỗ trợ cho phát triển hệ thống .5 2.1.1 2.2 Nghiên cứu tổng quan Công nghệ blockchain Hợp đồng thông minh (Smart Contracts) 10 2.2.1 Hợp đồng thơng minh 10 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 11 2.2.3 Ứng dụng hợp đồng thông minh 12 2.2.4 Các lợi ích hợp đồng thông minh 13 2.2.5 Ưu nhược điểm hợp đồng thông minh 14 2.3 Ganache Etherum gì? 14 Chương 3.1 Triển khai xây dựng hệ thống .16 Mô tả hệ thống 16 3.1.1 Bài toán ứng dụng Todo 16 3.1.2 Nguyên lý hoạt động 16 3.2 Xây dựng hợp đồng thông minh kết nối vào mobile 16 3.3 Xây dựng hoạt động mobile .18 3.4 Kết .21 Chương Kết luận hướng phát triển 25 4.1 Kết luận 25 4.2 Hướng phát triển .25 DANH MỤC HÌNH Hình 1-1: Tiền điện tử Bitcoin Hình 1-2: Ứng dụng Medicalchain lĩnh vực y tế .2 Hình 2-1: Cơng nghệ blockchain Hình 2-2: Cách hoạt động chữ ký số Hình 2-3: Cấu trúc block blockchain Hình 2-4: Hợp đồng thơng minh 10 Hình 2-5: Ví dụ mua bán xe hợp đồng thơng minh 11 Hình 2-6: Lợi ích hợp đồng thơng minh 13 Hình 2-7: Một mạng lưới blockchain cá nhân Ganache 15 Hình 3-1: Hợp đồng thơng minh viết Solidity .17 Hình 3-2: Cấu hình kết nối mobile flutter 18 Hình 3-3: Lây liệu kết nối, liệu hợp đồng chạy hợp đồng .19 Hình 3-4: Khởi tạo chạy hợp đồng 19 Hình 3-5: kết ứng dụng 20 Hình 3-6: Các block ứng dụng 21 Hình 3-7: Các hợp đồng thực .21 Hình 3-8: Thông tin liệu hợp đồng block 22 Hình 3-9: Thơng tin hợp đồng 22 Hình 3-10: Các giao dịch hợp đồng 22 Hình 3-11: Các kiện có hợp đồng 23 DANH MỤC CỤM TỪ VIẾT TẮT STT Cụm từ Viết tắt Bitcoin BTC Chương Giới thiệu 1.1 Tổng quan 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 thơng 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 Nhưng sau đó, đưa vào rộng rãi ứng dụng thực thông qua công nghệ hợp đồng thơng minh, thuật tốn Các ứng dụng hợp đồng thông minh sử dụng cách rộng rãi lĩnh vực bầu cử, y tế hay quản lý doanh nghiệp Vì em muốn tìm hiểu cơng nghệ để nâng cao khả để biết thêm kiến thức Vì em chọn đề tài tìm hiểu cơng nghệ blockchain ứng dụng hợp đồng thông minh ứng dụng mobile 1.2 Khảo sát ứng dụng tương tự 1.2.1 Tiền điện tử Bitcoin Bitcoin phát hành năm 2009 nhân vật bí ẩn có biệt danh Satoshi Nakamoto Đồng tiền ảo trao đổi trực tiếp thiết bị kết nối Internet mà không cần thông qua tổ chức tài trung gian Với đặc tính quan trọng ẩn danh, giao dịch khơng cần lệ phí, ngày, nhiều người tin tưởng chấp nhận Hình Giới thiệu-1: Tiền điện tử Bitcoin Bitcoin có độ bảo mật cao, xuất phân chia hoàn toàn tự động dựa thuật tốn sở hữu thơng qua việc giải mã phương trình tốn học đưa đáp án, hay gọi "đào" Khác với đồng coin lại, bitcoin bị giới hạn số lượng khai thác Dù muốn hay không, người ta tổng cộng đào 21 triệu bitcoin Càng sau, mức độ khai thác bitcoin khó Theo tính tốn, Bitcoin cịn đủ để đào đến năm 2040 Sau thời điểm đó, tiếp tục tạo theo hình thức dạng phiên Giá trị tiền ảo Bitcoin dựa tin tưởng người vào làm cơng cụ tốn Khi có nhiều người chấp nhận, giá trị Bitcoin tăng lên 1.2.2 Ứng dụng Medicalcahin Medicalchain cơng ty có trụ sở Ln Đơn tạo tảng blockchain phi tập trung cho phép lưu trữ an toàn chia sẻ hồ sơ sức khỏe với thực thể khác từ lĩnh vực y tế, chẳng hạn bác sĩ, bệnh viện dược sĩ Hình Giới thiệu-2: Ứng dụng Medicalchain lĩnh vực y tế Ngoài ra, tảng cho phép bệnh nhân giao tiếp thông qua phiên video trực tuyến với bác sĩ họ thảo luận vấn đề sức khỏe Medicalchain cho phép nhà phát triển bên thứ ba phát triển ứng dụng cách sử dụng hệ thống họ, điều dẫn đến giải pháp quản lý thuốc ứng dụng cho thiết bị đeo tay tư vấn từ xa, theo dõi sức khỏe ICO dự án huy động số tiền 24 triệu đô la cách bán token MTN cho người đóng góp Medicalchain sử dụng sở hạ tầng blockchain kép sử dụng Hyperledger Fabric token dựa ERC-20 xây dựng blockchain Ethereum Tất hồ sơ sức khỏe có mã hóa mật mã khóa đối xứng, đảm bảo tính bảo mật chúng Ngồi tảng cho phép giao tiếp bác sĩ bệnh nhân, công ty phát hành ứng dụng cho mục đích Kết nối thành lập với bệnh viện châu Âu, nhà nghiên cứu tổ chức bảo hiểm mà họ đưa hợp đồng thơng minh Nền tảng có kế hoạch chuyển sang hiệu thuốc thực hành bác sĩ Nhóm nghiên cứu lưu dự án có trình độ cao, đại diện CEO có kinh nghiệm tuyệt vời ngành y tế Nhóm phát triển kinh doanh góp phần vào nhiều dự án thành công khác khứ Cơng ty có gần 80 bác sĩ từ 40 sở y tế hệ sinh thái Hiện nay, tảng sử dụng 250 bệnh nhân Công ty hợp tác với Tập đoàn y tế Groves, với 30.000 bệnh nhân đăng ký trình bày dự án với Tổ chức Y tế Thế giới 1.2.3 Kết luận Qua hai ứng dụng trên, ta thấy công nghệ blockchain ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh từ Từ giáo dục, y tế nông nghiệp, thương mại hay dự án phủ Vì vậy, để xây dựng ứng dúng mobile sử dụng cơng nghệ blockchain phải tìm hiểu kỹ định hướng cho ứng dụng 1.3 Phương pháp, kết Phương pháp xây dựng ứng dụng bao gồm bước sau: 2.2.2 Nguyên lý hoạt động Smart contract đem so sánh với máy bán hàng tự động hóa Nó tự động thực lệnh mà lập trình sẵn từ trước Đầu tiên, tài sản điều khoản hợp đồng mã hóa chuyển vào block thuộc Blockchain Smart contract tiếp phân phối copy lại node làm việc tảng Sau có nhận lệnh triển khai hợp đồng triển khai theo điều khoản định sẵn Đồng thời, smart contract tự động kiểm tra trình thực thi cam kết nêu hợp đồng Hình Nghiên cứu tổng quan-7: Ví dụ mua bán xe hợp đồng thông minh 2.2.3 Ứng dụng hợp đồng thông minh  Bầu cử: Kết bỏ phiếu chuyển vào Blockchain phân phối node mạng lưới Toàn liệu mã hóa hồn tồn ẩn danh Phương pháp loại bỏ âm mưu thao túng bầu cử  Logistics: Như biết, chuỗi cung ứng mà hệ thống kéo dài gồm nhiều liên kết khác Mỗi liên kết cần phải nhận xác nhận trước để đủ điều kiện thực phần việc theo hợp đồng Đây 11 trình dài suất, với smart contract phận tham gia theo dõi tiến trình cơng việc để từ hồn thành nhiệm vụ hạn Smart contract bảo đảm tính minh bạch điều khoản hợp đồng, chống gian lận Nó cịn cung cấp cho ta khả giám sát trình cung ứng tích hợp chung với Mạng lưới vạn vật kết nối Internet (Internet of Things)  Ứng dụng hệ thống y tế: Hệ thống y tế sử dụng hợp đồng thông minh để ghi chuyển liệu cách an tồn Chúng ta thấy ví dụ hợp đồng thơng minh sử dụng ngành y tế Encrypgen Đây ứng dụng sử dụng hợp đồng thông minh để chuyển liệu bệnh nhân cách an tồn, khơng cho phép quyền truy cập từ bên thứ ba Bằng cách này, bệnh nhân kiểm soát liệu họ Nếu nhà nghiên cứu muốn sử dụng liệu bệnh nhân, họ phải trả tiền cho Khơng vậy, mà bệnh nhân phải chọn xem họ có muốn bán cho nhà nghiên cứu hay không  Ứng dụng quản lý doanh nghiệp: Các doanh nghiệp hưởng lợi từ hợp đồng thơng minh Thay trả lương cho nhân viên để kiểm sốt bảng lương, họ sử dụng hợp đồng thông minh Các doanh nghiệp cần cài đặt hợp đồng thơng minh, sau tự trả lương cho nhân viên hạn số tiền Ví dụ Smart contract tạo lập: “ngày 11/11/.2020, doanh nghiệp gửi ông Nguyễn Văn A số tiền ETH” Điều có nghĩa ơng Nguyễn Văn A nhận tiền hạn, nhân viên không bị trả lương thiếu Lợi ích kinh doanh đến từ việc tất tự động, tiết kiệm nhiều thời gian tiền bạc  Bên cạnh hợp đồng thơng minh cịn có vơ vàn ứng dụng khác, ví dụ quản lý, dịch vụ ngân hàng, bảo hiểm, bất động sản, 2.2.4 Các lợi ích hợp đồng thơng minh - Tự động hóa: Hoạt động chương trình tự thực loại tác vụ - Tự động hóa: Hoạt động chương trình tự thực loại tác vụ Nếu khơng kích hoạt, hợp đồng thông minh trạng thái “Không hoạt động” không thực hành động - Phân tán: Hợp đồng thông minh chép phân phối tất nút mạng Ethereum thay máy chủ tập trung 12 Hình Nghiên cứu tổng quan-8: Lợi ích hợp đồng thơng minh - Không thể sửa đổi: Sau triển khai, hợp đồng khơng thể sửa đổi Có thể xóa hợp đồng chức thêm từ trước triển khai Bên cạnh đó, hợp đồng thực điều khoản nêu hợp đồng Điều giúp ngăn chặn việc làm giả mạo hợp đồng - Có thể tùy chỉnh: Trước triển khai, việc lựa chọn hình thức mã hóa giúp hợp đồng tạo nhiều loại ứng dụng phi tập trung - Không cần dựa tin tưởng: Hợp đồng thơng minh hồn tồn thực hai người xa lạ không cần gặp mặt trực tiếp Cơng nghệ Blockchain đảm bảo an tồn xác liệu hợp đồng - Minh bạch khơng bị thất lạc: Dù xem tải thay đổi mã nguồn Smart Contract dựa Blockchain cơng khai - Chính xác: Hạn chế lỗi thường gặp soạn thảo giấy tờ - Tiết kiệm: Vì sử dụng ngơn ngữ lập trình máy tính nên tiết kiệm thời gian Ngồi cịn tiết kiệm chi phí vào khâu trung gian khác 2.2.5 Ưu nhược điểm hợp đồng thông minh  Điểm mạnh: 13 Tiết kiệm chi phí: Chỉ cần trả khoản phí nhỏ cho mạng lưới blockchain, tiết kiệm khoản phí Tính linh hoạt: Các quy định hợp đồng xử lý linh hoạt hiệu cho người tận dụng Tính minh bạch, rõ ràng: truy dấu nguồn gốc tốn giao dịch, đầy đủ khơng đảo nghịch giao dịch toán giao dịch ghi nhận blockchain rõ ràng Độ tin cậy cao: Sau hợp đồng hoàn tất, khơng một bên can thiệp vào trình thực thi tựa thương lượng hợp đồng Nhanh gọn tiện lợi: thiết lập thực thi hợp đồng vài giây, cài đặt cho nhiều người lúc dùng tận dụng lại nhiều lần  Điểm yếu: Tính pháp lý: Smart Contract chưa Pháp luật công nhận để quản lý nên xảy lỗi phát sinh, không bảo vệ quyền lợi Hiểm họa từ internet: Nếu bạn để lộ số thơng tin “bí mật” bị hacker để ý hồn tồn gặp trường hợp rắc rối Nhân tố người: Mã nhà lập trình soạn thảo nên mắc lỗi, tải lên Blockchain khơng thay đổi Chi phí: Do cơng nghệ mới, địi hỏi đội ngũ sáng chi phí vận tạo lập hành cao 2.3 Ganache Etherum gì? Ganache blockchain cá nhân để phát triển ứng dụng phân tán Ethereum Corda nhanh chóng Bạn sử dụng Ganache toàn chu kỳ phát triển; cho phép bạn phát triển, triển khai thử nghiệm dApp mơi trường an tồn xác định Ganache có hai phiên bản: UI CLI Ganache UI ứng dụng dành cho máy tính để bàn hỗ trợ cơng nghệ Ethereum Corda Cơng cụ dịng lệnh, ganachecli (trước gọi TestRPC), có sẵn để phát triển Ethereum 14 Hình Nghiên cứu tổng quan-9: Một mạng lưới blockchain cá nhân Ganache 15 Chương Triển khai xây dựng hệ thống 3.1 Mơ tả hệ thống 3.1.1 Bài tốn ứng dụng Todo Ứng dụng Todo hệ thống lưu trữ thông tin danh sách công việc phải hồn thành Nếu ứng dụng thơng thường tất liệu danh sách việc cần làm lưu trữ máy chủ Còn ứng dụng kết nối tới máy chủ để lấy danh sách việc cần làm thơng qua Internet Vì cần cơng để có quyền truy cập vào máy chủ người lấy chỉnh sữa liệu máy chủ Nhưng ứng dụng blockchain hoạt động đặt biệt, tất mã liệu danh sách việc cần làm không nằm máy chủ tập trung Thay vào đó, phân phối blockchain Tất mã chia thay đổi blockchain 3.1.2 Nguyên lý hoạt động Ứng dụng hoạt động dựa khóa cơng khai hợp đồng triển khai mạng blockchain Khi ta vào ứng dụng nhấn tạo task (việc cần làm), ứng dụng kích hoạt kiện createTask viết hợp đồng Khi kiện kích hoạt lấy thơng tin task mà ta đưa vào để tạo nên cấu trúc liệu mặt định trạng thái chưa hoàn thành Cấu trúc liệu ánh xạ lưu trữ lên khối mạng blockchain dựa theo hợp động thơng minh có sẵn khóa cơng khai ban đầu Tiếp theo ta cần đọc liệu từ mạng blockchain hiển thị lên ứng dụng, liệu sửa đổi Sau hồn thành cơng việc cần làm, ta cần nhấp chọn hồn thành cơng việc ứng dụng tự động kích hoạt kiện taskCompleted nằm hợp đồng thông minh Sự kiện tự động ánh xạ task mà chọn đến hợp đồng thông minh chứa task blockchain thay đổi trạng thái task thành hoàn thành 3.2 Xây dựng hợp đồng thơng minh kết nối vào mobile Nhìn vào hình 3.1, thấy hợp đồng viết ngơn ngữ lập trình (Solidity) Đây hợp đồng TodoList 16 Hình Triển khai xây dựng hệ thống-10: Hợp đồng thông minh viết Solidity Ở hợp đồng thơng minh trên, ta thấy hợp đồng thông minh cần có số thứ Đầu tiên số thuộc tính hợp đồng taskCount, taskName, isCompleted Trong hợp đồng cịn có số kiện hay chức hợp đồng thực hợp đồng sử dụng Phần hình bên bắt đầu triển khai hợp đồng lên mạng blockchain cá nhân Phần yêu cầu số thông số địa thông tin để kết nối đến mạng blockchain số thông tin 17 Hình Triển khai xây dựng hệ thống-11: Cấu hình kết nối mobile flutter 3.3 Xây dựng hoạt động mobile Tiếp theo ta thực chạy hợp đồng ứng dụng Đầu tiên ta thực hàm getAbi() để lấy địa thông tin kết nối hợp đồng Cịn hàm getCredentials() dùng để lấy thơng tin người sử dụng hợp đồng tạo chữ ký điện tử Còn hàm getDeployedConstract() hàm sử dụng để lấy hết thông tin hợp đồng thuộc tính, kiện, chức hợp đồng 18 Hình Triển khai xây dựng hệ thống-12: Lây liệu kết nối, liệu hợp đồng chạy hợp đồng Hình Triển khai xây dựng hệ thống-13: Khởi tạo chạy hợp đồng 19 3.4 Kết Hình Triển khai xây dựng hệ thống-14: kết ứng dụng Phần kết chạy ứng dung Khi ta nhập thông tin vào textfield nhấn button ADD hợp đồng thực ứng dụng Nó thực hàm hình ảnh 3.4, sau hợp đồng thực tạo block ảnh 3.6 Các block kết nối với mà khơng thể xóa Mỗi hợp đồng 20 chứa block Mỗi block có thơng tin mặt định số thứ tự block, thời gian block thực giá trị Gas để block chấp nhận Cuối thông tin số giao dịch block Hình Triển khai xây dựng hệ thống-15: Các block ứng dụng Tiếp theo danh sách hợp đồng thực ứng dụng (hình 3.7) Mỗi hợp đồng chứa thông tin đặc trưng Đầu tiên địa mã hóa hợp đồng Khóa cơng khai chủ thể hợp đồng giá trị Gas hợp đồng Hình Triển khai xây dựng hệ thống-16: Các hợp đồng thực Hình 3.8, 3.9, 3.10 3.11 chứa đầy đủ chi tiết hợp đồng thực Đầu tiên phần thông tin hợp đồng bao gồm khóa cơng khai chủ thể hợp đồng, địa mã hóa hợp động số lượng Gas hợp đồng thông tin thêm vào hợp đồng mã hóa dạng mã băm Phần hiển thị thông tin hợp 21 đồng thuộc tính, liệu, kiện … Cuối giao dịch thực hợp đồng Hình Triển khai xây dựng hệ thống-17: Thông tin liệu hợp đồng block Hình Triển khai xây dựng hệ thống-18: Thơng tin hợp đồng Hình Triển khai xây dựng hệ thống-19: Các giao dịch hợp đồng 22 Hình Triển khai xây dựng hệ thống-20: Các kiện có hợp đồng 23 Chương Kết luận hướng phát triển 4.1 Kết luận Nhìn chung, sau kết thúc đề tài chúng em đạt điều sau đây: - Kết nối mạng blockchain cá nhân - Xây dựng hợp đồng riêng - Ứng dụng hoạt đơng cách bình thường Bên cạnh đó, cịn số hạn chế sau: - Giao diện app chưa đẹp - Mới chạy mạng nội - Chức cịn 4.2 Hướng phát triển Các hướng phát triển mà em hướng đến là: - Tạo thêm hợp đồng khác - Tích hợp thêm tính để nâng cao trải nghiệm người dùng - Phát triển thêm nhiều tính bổ ích cho người dùng - Kết nối với mạng lưới blockchain lớn Nhiệm vụ thực thành viên: 24  Võ Đăng Lâm - Nghiên cứu tìm hiểu cơng nghệ blockchain smart contract - Tiến hành kết nối viết hợp đồng thông minh - Triển khai ứng dụng di dộng  Lê Phước Phúc: Nghiên cứu tìm hiểu công nghệ blockchain smart contract 25