Blockchain được quản lý bởi những người tham gia hệ thống thay vì với sự giám sát của bên thứ ba như các công nghệ kĩ thuật khác, điều này khiến cho việc quản lý dữ liệu của người tham g
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT KẾ - ĐẠI HỌC UEH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN KINH DOANH
BÀI TIỂU LUẬN MÔN HỌC: CƠ SỞ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
ĐỀ TÀI: VẤN ĐỀ MỚI VỀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐƯỢC
QUAN TÂM HIỆN NAY - BLOCKCHAIN
Mã lớp học phần: 21C1INF50900305 Giảng viên: Trương Việt Phương Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Hoài Tâm
MSSV: 31201023991
Trang 2MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN 1
1.1 Bối cảnh của đề tài nghiên cứu 1
1.2 Khái niệm về công nghệ Blockchain 1
1.3 Lịch sử ra đời của công nghệ Blockchain 2
1.3.1 Nguồn gốc của Blockchain 2
1.3.2 Công nghệ Blockchain đầu tiên xuất hiện 2
1.4 Đặc điểm của công nghệ Blockchain 3
1.5 Các loại Blockchain 4
1.5.1 Public Blockchain 4
1.5.2 Private Blockchain 4
1.5.3 Consortium Blockchain 4
CHƯƠNG 2: THÀNH PHẦN CỦA CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN 5
2.1 Cấu trúc của một khối 5
2.2 Thuật toán đồng thuận 5
2.2.1 Thuật toán bằng chứng công việc 5
2.2.2 Thuật toán bằng chứng cổ phần 6
2.3 Mạng phân tán 6
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA BLOCKCHAIN 6
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN – BITCOIN 7
4.1 Một số ví dụ 7
4.2 Ứng dụng Bitcoin 8
4.2.1 Khái niệm về Bitcoin 8
Trang 34.2.2 Phương thức hoạt động của Bitcoin 8
4.2.3 Đặc điểm khiến Bitcoin trở nên nổi tiếng 8
CHƯƠNG 5: TƯƠNG LAI CỦA BLOCKCHAIN 9
TÀI LIỆU THAM KHẢO 11
Trang 5CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN 1.1 Bối cảnh của đề tài nghiên cứu
Con người của thế kỉ hiện đại, cùng với cuộc sống năng động và hiệu quả làm việc cao Theo dòng phát triển đó, các doanh nghiệp ngày càng lớn mạnh cùng với nguồn tài liệu ngày một nhiều, do đó việc quản lý tài liệu trên một thiết bị chính hay còn được gọi là máy chủ trở nên bất tiện hơn, mang lại không ít khó khăn trong việc bảo mật cũng như đảm bảo được sự an toàn trước các gián điệp thương mại của các doanh nghiệp cạnh tranh
Với một tình huống cụ thể, khi gửi tiết kiệm trong các ngân hàng, các dữ liệu về khách hàng, về các giao dịch cũng như mức lợi nhuận đều được lưu trữ trên máy chủ của ngân hàng Nếu một ngày hệ thống máy chủ của ngân hàng bị đánh sập, thì mọi thông tin đều
bị mất sạch Đây có lẽ là nổi khiếp sợ không những của các ngân hàng mà cả các khách hàng lớn nhỏ khác
Đến đây, có lẽ giải pháp duy nhất có thể nghĩ tới là lưu các thông tin thành nhiều bản, lưu trữ ở nhiều nơi khác nhau hay tạo thêm nhiều máy chủ để phục vụ cho việc lưu trữ Thoạt nhìn có vẻ đơn giản nhưng muốn thực hiện được thì phải tốn rất nhiều chi phí mà còn chứa đựng nhiều rủi ro tiềm tàng khác, đặc biệt là vấn đề về sự tin tưởng giữa người với người Khi bạn càng ít tin tưởng thì mọi thứ càng trở nên khó khăn Vì vậy, việc này có vẻ không khả thi cho đến khi công nghệ Blockchain xuất hiện và được sử dụng rộng rải
1.2 Khái niệm về công nghệ Blockchain
Ngay từ cái tên đã khái quát được tất cả về công nghệ này, block là khối và chain là chuỗi Hiểu đơn giản thì blockchain là một chuỗi các khối có chứa các thông tin được liên kết với nhau và mở rộng theo thời gian Cụ thể hơn, khi nhắc đến blockchain ta sẽ hình dung đến một mạng lưới các máy tính cùng sử dụng chung một phần mềm để sắp xếp các dữ liệu theo một trình tự mà vẫn đảm bảo rằng nó không bị điều chỉnh hoặc giả mạo bởi bất kì người dùng nào khác ngoài tổ chức Từng khối sẽ chứa đựng các thông tin và thời gian khởi tạo của chúng, sau đó sẽ được liên kết với khối trước đó Có thể nói blockchain tạo ra một bản ghi đáng tin cậy thông qua việc sử dụng các mật mã Mark Siegel – một nhà đầu
tư tại Menlo Ventures đã nêu ra quan điểm về Blockchain: “Đó là một cuộc cách mạng”
Blockchain được quản lý bởi những người tham gia hệ thống thay vì với sự giám sát của bên thứ ba như các công nghệ kĩ thuật khác, điều này khiến cho việc quản lý dữ liệu của người tham gia trở nên độc lập hơn bao giờ hết Blockchain được thiết kế với mục tiêu
Trang 6chính là chống lại sự thay đổi về dữ liệu Dữ liệu đã được ghi vào thì không thể thay đổi nếu không thực hiện thay đổi đối với các khối liền kề Nói cách khác, muốn thay đổi dữ liệu của một khối, thì các khối còn lại cũng phải được thay đổi theo một trình tự cho trước
và việc này phải được thực hiện trong một khoảng thời gian cho phép Do đó, việc thay đổi dữ liệu của Blockchain là một việc bất khả thi Đây cũng là yếu tố chính để Blockchain trở thành nền tảng công nghệ minh bạch, bảo mật và an toàn nhất
1.3 Lịch sử ra đời của công nghệ Blockchain
1.3.1 Nguồn gốc của Blockchain
Có lẽ nhiều người cho rằng, Blockchain được bắt đầu lên ý tưởng từ những năm 2000 Nhưng sự thật là, từ những năm 1982, một nhà khoa học máy tính và mật mã học người
Mỹ - David Chaum đã đưa ra ý tưởng về một giao thức giống như Blockchain hiện nay
Đề xuất này được ông đề cập trong luận văn của mình: “Hệ thống máy tính được thiết lập, duy trì và tín nhiệm bởi những nhóm không tin tưởng nhau” Tuy nhiên, phải đến năm
1991, Blockchain mới chính thức xuất hiện với nền tảng đầu tiên Ý tưởng lúc bấy giờ được nghiên cứu sâu hơn bởi Stuart và W.Scott Stornetta, cả hai đều là những người nghiên cứu trong lĩnh vực mật mã học Blockchain lúc ấy được giới thiệu đến mọi người là một nền tảng, giải pháp được bảo mật bằng mật mã Cụ thể, các tài liệu được lưu trữ sẽ được đánh dấu thời gian riêng biệt và hơn thế nữa, thông tin dữ liệu sẽ không thể thay đổi hoặc can thiệp bởi bất kì ai Một năm sau đó, tức năm 1992, ngoài Stuart Haber và W.Scott Stornetta, cuộc nghiên cứu đã có thêm sự tham gia của Dave Bayer – một nhà toán học người Mỹ Cả ba đã lên ý tưởng kết hợp cây Merkle vào trong thiết kế, điều này khiến cho nghiên cứu bước thêm một bước tiến mới Cây Merkle là một cây cấu trúc dữ liệu, nối các đoạn thông tin có độ lớn bất kỳ vào một chuỗi số có độ dài cố định thường được sử dụng trong các ứng dụng khoa học máy tính, đây là nhân tố đã cải thiện hiệu quả hơn trong việc thu thập dữ liệu Tuy nhiên, từ khoảng thời gian đó đến năm 2008, nghiên cứu đã không có thêm điểm sáng nào nổi bật
1.3.2 Công nghệ Blockchain đầu tiên xuất hiện
Sau khoảng thời gian đóng băng trong nghiên cứu, đến năm 2008, Blockchain lại được lên ý tưởng và cứu sống trở lại bởi một nhóm người gọi là Satoshi Nakamoto Lúc này, Nakamoto đã cải tiến trong thiết kế một cách độc đáo bằng cách sử dụng mô hình
Hashcash Hashcash hiểu đơn giản là một dạng tem điện tử, cho phép đánh dấu thời gian các khối mà không yêu cầu việc xác thực từ một bên đáng tin cậy khác Khoảng một năm sau, thiết kế dần được ra mắt và trở thành thành phần cốt lỗi của Bitcoin thời nay Tuy nhiên, trong khoảng thời gian đó thì công nghệ này vẫn chưa hoàn thiện rõ rệt và còn rất nhiều nhược điểm
Trang 7Đến năm 2014, Vitalik Buterin – một nhà lập trình đã chỉ ra rằng Bitcoin lúc bấy giờ cần một mật mã để xây dựng các ứng dụng phi tập trung Ý tưởng này không được ủng hộ trong thời gian đó, vì vậy Vitalik đã bắt đầu phát triển một nền tảng phân tán dựa trên Blockchain mới Vào năm 2015, Ethereum Blockchain được ra mới cùng với chức năng mật mã, hay còn gọi là một hợp đồng thông minh Đây là chức năng chính được chú ý trong lần ra mới đó, chức năng này đã hỗ trợ để cho phép triển khai các chức năng khác Hợp đồng thông minh thực chất là chương trình hoặc tệp các lệnh được phát triển để thực hiện một giao dịch nào đó khi các điều kiện đã được thỏa mãn Sự ra đời này là một bước
đi mới, mở ra một chân trời mới cho công nghệ Blockchain Tới thời điểm hiện tại,
Blockchain không chỉ là ứng dụng tiền điện tử mà còn là một ứng dụng tài chính để xử lý các loại tài sản có trong thỏa thuận hay hợp đồng Việc xử lý bằng Blockchain luôn đảm bảo tính minh bạch và rõ ràng
Sau đó, công nghệ Blockchain không ngừng phát triển, nó chỉ không dừng lại ở Ethereum
và Bitcoin Đã có vô số dự án được phát triển dựa trên nền tảng công nghệ Blockchain hiện có lúc bấy giờ Đặc biệt, ứng dụng phi tập trung được coi là điểm sáng tiếp theo trong lịch sử phát triển công nghệ Blockchain Các ứng dụng phi tập trung hay còn gọi là Dapps (Decentralized Applications) được sử dụng và lưu trữ phi tập trung, một cách công khai – đây là hình thức lưu trữ không thông qua ngân hàng trung ương hay bất kì bên quản lý thứ
ba nào Các dự án công nghệ mới này giải quyết được các khuyết điểm của Bitcoin và Ethereum gặp phải Mã của Dapps được chạy trên một mạng ngang hàng Peer-to-Peer, viết tắt là P2P
1.4 Đặc điểm của công nghệ Blockchain
Trước khi tìm hiểu sâu về công nghệ Blockchain, điều quan trọng là cần phải hiểu được các đặc điểm của công nghệ này, các đặc điểm khiến cho công nghệ này trở nên nổi bật Công nghệ Blockchain thường được ví như một cuốn sổ cái ghi lại tất cả các giao dịch xảy
ra bên trong hệ thống Công nghệ Blockchain được biết đến với nhiều đặc điểm đảm bảo
sự an toàn cho mạng lưới Đặc điểm nổi bật thứ nhất phải nói đến là sự minh bạch trong mạng lưới Blockchain đảm bảo sự minh bạch trong việc giao dịch thông qua các chuỗi mật mã thay vì thông qua bên thứ ba Brian Behlendorf, một giám đốc điều hành cho dự án Hyperledger của Quỹ Linux cho phần mềm blockchain đã từng nói về sự minh bạch khi sử dụng mạng lưới: “Bạn có thể nắm bắt một mạng lưới các đối tác chưa từng có kinh nghiệm làm việc với nhau – dẫn đến không có lý do để tin tưởng – và vẫn tìm ra cách để xây dựng
hồ sơ giao dịch” Đây có lẽ là lần đầu tiên trong lịch sử tồn tại một nền tảng đảm bảo uy tín trong giao thương Bên cạnh sự minh bạch còn có tính bảo mật mà mạng lưới mang lại Các thông tin, dữ liệu trong các chuỗi blockchain được phân tán và an toàn một cách tuyệt đối Đặc điểm thứ hai là bất biến Mọi dữ liệu trong blockchain gần như không thể sửa đổi được Đặc điểm thứ ba cũng là đặc điểm đầu tiên được các nhà
Trang 8nghiên cứu chú trọng trong việc phát triển Blockchain là hợp đồng thông minh Mọi quá trình hoạt động của hợp đồng thông minh đều được thực thi một cách tự động và không
có bất kỳ sự can thiệp nào từ bên ngoài Như đã nói phía trên, hợp đồng thông minh là sự tiến hóa kì diệu của blockchain Ngoài các đặc điểm trên, có thể nói Blockchain còn rất nhiều đặc điểm khác khiến người dùng ấn tượng, nhưng tất cả đều hướng đến việc biến Blockchain thành một nền tảng minh bạch, bảo mật và an toàn
1.5 Các loại Blockchain
1.5.1 Public Blockchain
Public Blockchain là hệ thống blockchain công khai, hệ thống mà bất kỳ ai, bất kỳ người nào cũng có quyền đọc và ghi dữ liệu trên hệ thống Tất cả mọi người có thể tham gia vào
hệ thống với tư cách là người dùng, nhà phát triển hay đơn giản chỉ là thành viên ủng hộ Public Blockchain diễn ra mà không có sự kiểm soát của một bên thứ ba nào nhưng vẫn đảm bảo tính minh bạch trong giao dịch Phần lớn các sổ cái phân tán ngày nay thuộc loại Public Blockchain Vì bất kỳ ai cũng có thể tham gia vào mạng lưới nên giao thức cần được kết hợp với các cơ chế nhất định với mục đích ngăn chặn các tác nhận độc hại tấn công ẩn nhân Đó là nguyên nhân dẫn đến quá trình xác thực giao dịch trên Blockchain ẩn chứa nhiều phức tạp Vì vậy một cá nhân hay tổ chức nào muốn tấn công vào hệ thống Blockchain là điều bất khả thi
1.5.2 Private Blockchain
Private Blockchain hay còn gọi là Permissioned Blockchain, là một hệ thống có tính chất trái ngược hoàn toàn so với Public Blockchain Private Blockchain có những quy tắc riêng biệt, cho phép người dùng chỉ có quyền đọc dữ liệu chứ không có quyền ghi về một bên thứ ba tuyệt đối tin cậy Đây không phải là một hệ thống phi tập trung, nó cho phép có sự can thiệp của bên thứ ba vào trong mạng lưới Bên thứ ba này có toàn quyền quyết định cho mọi thay đổi trên hệ thống Blockchain Cũng vì lý do đó mà thời gian xác nhận giao dịch của Private Blockchain diễn ra khá nhanh
1.5.3 Consortium Blockchain
Consortium Blockchain là một hệ thống Blockchain đặc biệt, nó có cho mình thêm một số tính năng nhất định Hệ thống này là sự kết hợp giữa “niềm tin” khi tham gia vào hệ thống Public Blockchain và “niềm tin tuyệt đối” khi tham gia vào Private Blockchain Thay vì lựa chọn hình thức mở, cho phép bất kì ai cũng có thể truy cập vào mạng lưới như Public Blockchain hay lựa chọn hình thức đóng, chỉ có một tổ chức duy nhất chỉ định, xác nhận cho mọi người tham gia vào mạng lưới như Private Blockchain, hệ thống Consortium Blockchain cho phép một số các bên có quyền lực ngang nhau hoạt động, xác nhận.Điều
đó cũng dẫn đến các quy tắc riêng biệt của hệ thống này, mang đến sự linh hoạt cho người
Trang 9sử dụng hệ thống Consortium Blockchain Một hình thức áp dụng phổ biến của hệ thống Blockchain này là các ngân hàng hay tổ chức tài chính liên doanh sẽ thực hiện, sử dụng một hệ thống Blockchain cho riêng mình
CHƯƠNG 2 THÀNH PHẦN CỦA CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN
2.1 Cấu trúc của một khối
Như đã biết, Blockchain là một cơ sở dữ liệu được tổ chức dưới hình thức liên kết dạng chuỗi của các khối thông tin, cho phép người dùng thêm dữ liệu mới vào trong chuỗi bằng cách thêm vào một khối mới Về cơ bản, mỗi khối sẽ gồm 3 phần lưu trữ là dữ liệu, hash của khối hiện tại và hash của khối trước đó
Không có bất kì quy tắc nào cho dữ liệu của một khối, nó phụ thuộc vào loại blockchain đang được sử dụng Với blockchain của bitcoin thì dữ liệu của khối sẽ chứa các thông tin như số bitcoin giao dịch, thông tin người gửi, thông tin người nhận, Với blockchain của bảo hiểm y tế thì sẽ lưu trữ các thông tin như người hưởng bảo hiểm, tình trạng sức khỏe của người hưởng,
Mỗi khối sẽ chứa một mã hash riêng biệt để nhận diện khối đó với các khối còn lại Mã hash này được hình thành dựa trên các thông tin, dữ liệu có trong khối kết hợp với mã hash của khối trước theo một quy luật nhất định Nếu thông tin trong một khối bị thay đổi thì mã hash của khối đó sẽ thay đổi, từ đó mã hash của tất cả các khối sẽ bị lỗi, vì lúc này không còn sự tương thích trong mã hash giữa các khối Vì vậy, nếu muốn thay đổi dữ liệu của một khối thì phải làm cho tất cả các khối phía sau trở nên hợp lệ so với mã hash mới
2.2 Thuật toán đồng thuận
Những mã hash có sự liên kết này nhìn có vẻ an toàn, nhưng vẫn chưa đủ để ngăn chặn trước những sự đột nhập thiện ý hay cố ý Vì vậy, công nghệ Blockchain được trang bị thêm một thuật toán đồng thuận để tăng sự bảo mật, an toàn Hiện có hai loại thuật toán đồng thuận được sử dụng phổ biến là thuật toán bằng chứng công việc và thuật toán bằng chứng cổ phần Với thiết kế độc đáo này, Blockchain được xem là phát minh vĩ đại thay đổi nhân loại vì đây là công nghệ chống lại sự thay đổi về dữ liệu
2.2.1 Thuật toán bằng chứng công việc
Thuật toán bằng chứng công việc hay được biết đến là PoW, là chữ viết tắt của Proof of Work Đây là cơ chế đồng thuận phổ biến nhất trong Bitcoin, Ethereum, Litecoin,
Trang 10Degecoin và hầu hết các loại tiền mã hóa hiện tại PoW hoạt động với mục đích làm chậm lại quá trình hình thành những khối mới Nói dễ hiểu thì, khi một người can thiệp vào dữ liệu của một khối, khối đó sẽ phải cập nhật lại mã hash Nếu người truy cập không muốn
bị phát hiện là đã thay đổi dữ liệu của khối, người đó phải thực hiện thay đổi mã hash của tất cả các khối trong một khoảng thời gian nhất định, mà việc thay đổi này lại khó mà thực hiện được khi trung bình việc thay đổi mã hash một khối mất ít nhất là 10 phút Vì vậy, việc thay đổi dữ liệu trong Blockchain là không khả thi
2.2.2 Thuật toán bằng chứng cổ phần
Thuật toán bằng chứng cổ phần hay được biết đến là PoS, là chữ viết tắt của Proof of Stake Khác với PoW tập trung vào mã hash của khối, PoS tập trung các giao dịch Hình thức này giống như việc ta đặt cọc một số tiền để có thể thực hiện các giao dịch trên Blockchain PoS là cơ chế đồng thuận phổ biến được sử dụng trong Decred, Peercoin và nhiều loại tiền mã hóa khác hiện tại Sau khi thực hiện các giao dịch, người giao dịch cần xác nhận tính hợp lệ của khối mới vừa được tạo ra Nếu thực hiện xác nhận một giao dịch gian lận thì khoản tiền cọc này sẽ mất Nếu phải so sánh thì cơ chế đồng thuận này phân cấp hơn, tiêu hao ít năng lượng và không dễ gì bị đe dọa, xâm nhập bởi một cá nhân hay
tổ chức nào khác
2.3 Mạng phân tán
Bên cạnh việc đảm bảo bằng mã hash và các thuật toán thì Blockchain sử dụng kết hợp thêm với mạng phân tán hay còn gọi là mạng ngang hàng, viết tắt là P2P Yếu tố này thể hiện sự bình đẳng, quyền lực như nhau của những người tham gia mạng lưới Những người tham gia đều nhận được một bản sao đầy đủ của Blockchain, nói dễ hiểu thì khi có một khối dữ liệu mới được thiết lập thì tất cả mọi người trong mạng lưới đều sẽ nhận được dữ liệu của khối này Toàn bộ người tham gia phải có trách nhiệm xác nhận về sự thay đổi này, cơ chế này hạn chế hoàn toàn việc tham gia ác ý vào mạng lưới Nhưng cũng vì mạng lưới này mà việc xử lý thông tin trên Blockchain diễn ra khá chậm
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA BLOCKCHAIN
Để đảm bảo được sự minh bạch và bảo mật trong thông tin của Blockchain Khi thực hiện một giao dịch và thông tin, dữ liệu sẽ chuẩn bị được ghi nhận vào một khối mới, người thực hiện giao dịch phải xác minh tính chính xác và độ tin cậy của giao dịch Thông tin lưu trữ liên quan đến nhiều vấn đề như tên giao dịch, thời gian, địa điểm, số tiền giao dịch, , tất cả đều phải được ghi lại Sau đó, thông tin này cần được xác nhận bởi tất cả