(TIỂU LUẬN) bài tập lớn kỹ THUẬT hệ THỐNG VIỄN THÔNG đề tài BLOCKCHAIN

Khái niệm và cách thức hoạt động của Blockchain - Blockchainchuỗi khối, tên ban đầu block chain là một cơ sở dữ liệu phân cấp lưu trữ thông tin trong các khối thông tin được liên kết với

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BÀI TẬP LỚN

KỸ THUẬT HỆ THỐNG VIỄN THÔNG

ĐỀ TÀI:

BLOCKCHAIN

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thanh Tuấn

Lớp: L02

Nhóm: 13

Thành viên: Phan Đình Đạt – 1811890

Nguyễn Văn Đạt – 1811886 Trần Quốc Khánh – 1911378 Ngô Trọng Nguyên – 1813274 Nguyễn Quang Anh- 1912595

TPHCM 11/2021

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU

NỘI DUNG

I KHÁI NIỆM

1 Khái niệm và cách thức hoạt động của Blockchain

2 Các phiên bản Blockchain

II ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN

1 Ưu điểm

2 Nhược điểm

III ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN

1 Doanh nghiệp ứng dụng blockchain trong dịch vụ

2 Quá trình chuyển đổi 5G

3 Kết nối Internet vạn vật (IoT)

IV TÀI LIỆU THAM KHẢO

Lời mở đầu

Blockchain là chủ đề đang vô cùng nóng trên toàn cầu hiện nay Nó cùng

với Bitcoinvà tiền kỹ thuật số trở thành đề tài bàn luận trên rất nhiều mặt báo và trong những cuộc trò chuyện của mọi người Tuy nhiên, khi nói về blockchain vẫn còn nhiều tranh cãi Có người lo lắng rằng Bitcoin có thể chỉ là bong bóng, nhiều người cho rằng công nghệ phía sau nó là một sự đột phá, và công nghệ ấy sẽ tiếp tục con đường của mình cho đến khi được chấp nhận và tích hợp với Internet

Thậm chí, Jamie Dimon, CEO của JP Morgan, người đã gay gắt phản đối Bitcoin và gây ra nhiều lo lắng cho cộng đồng tiền kỹ thuật số cũng đã đồng ý rằng, công nghệ DLT (công nghệ sổ cái phân tán - distributed ledger technology) có tiềm năng rất lớn để thay đổi ngành tài chính và các ngành khác

Vậy thì Blockchain thực chất là gì? Nó có thể ứng dụng vào những lĩnh vực nào trong cuộc sống và tại sao nó lại được quan tâm như vậy? Trong khuôn khổ bài tập lớn này, mục đích của nhóm là tìm hiểu về khái niệm cũng, ưu nhược điểm cũng như các ứng dụng của công nghệ Blockchain

I KHÁI NIỆM

1 Khái niệm và cách thức hoạt động của Blockchain

- Blockchain(chuỗi khối), tên ban đầu block chain là một cơ sở dữ liệu phân cấp lưu trữ thông tin trong các khối thông tin được liên kết với nhau bằng mã hóa và mở rộng theo thời gian Mỗi khối thông tin đều chứa thông tin về thời gian khởi tạo và được liên kết tới khối trước đó, kèm một mã thời gian và dữ liệu giao dịch Blockchain được thiết kế để chống lại việc thay đổi của dữ liệu: Một khi dữ liệu đã được mạng lưới chấp nhận thì sẽ

không có cách nào thay đổi được nó.(theo wikipedia định nghĩa)

- Nguồn gốc: Blockchain lần đầu tiên được phát minh và thiết kế bới Satoshi Nakamoto vào năm 2008 và được hiện thực hóa vào năm sau đó như là một phần cốt lõi của Bitcoin, khi công nghệ blockchain đóng vai trò như là một cuốn sổ cái cho tất cả các giao dịch Qua việc sử dụng mạng lưới ngang hàng và một hệ thống dữ liệu phân cấp, Bitcoin blockchain được quản lý tự động Việc phát minh ra blockchain cho Bitcoin đã làm cho

nó trở thành loại tiền tệ kỹ thuật số đầu tiên giải quyết được vấn đề double spending(chi tiêu gian lận khi 1 lượng tiền được dùng 2 lần) Công nghệ này của Bitcoin đã trở thành nguồn cảm hứng cho một loạt các ứng dụng khác

- Cách thức hoạt động: Công nghệ blockchain tương đồng với cơ sở dữ liệu, chỉ khác ở việc tương tác với cơ sở dữ liệu Để hiểu blockchain, cần nắm được năm định nghĩa sau: chuỗi khối(blockchain), cơ chế đồng thuận phân tán đồng đẳng(Distributed), hợp đồng thông minh(smart contracts), và bằng chứng công việc(proof of work) Mô hình tính toán này là nền tảng của việc tạo ra các ứng dụng phân tán:

+ Cơ chế đồng thuận phân tán đồng đẳng: một cơ sở dữ liệu tập trung được dùng để quản lý việc xác thực giao dịch Một sơ đồ phân tán đồng đẳng chuyển giao quyền lực và sự tin tưởng cho một mạng lưới phân tán đồng đẳng và cho phép các nút của mạng lưới đó liên tục lưu trữ các giao dịch trên một khối(block)công cộng, tạo nên một chuỗi(chain)độc nhất, mỗi khối kế tiếp chứa một "hash"(một dấu tay độc nhất) của mã trước đó

+Chuỗi khối(blockchain): Một chuỗi khối giống như một nơi để lưu trữ dữ liệu bán công cộng trong một không gian chứa hẹp(khối) Bất cứ ai cũng có thể xác nhận việc bạn nhập thông tin vào vì khối chứa có chữ ký của bạn, nhưng chỉ có bạn(hoặc một chương

trình)có thể thay đổi được dữ liệu của khối đó vì chỉ có bạn cầm khóa bí mật cho dữ liệu

đó Vì thế chuỗi khối hoạt động gần giống như một cơ sở dữ liệu, ngoại trừ một phần của thông tin được lưu trữ - header của nó là công khai

+Hợp đồng thông minh(smart contracts): Hợp đồng thông minh là các khối để xây dựng nên các ứng dụng phi tập trung Một hợp đồng thông minh tương đương với một chương trình nhỏ mà bạn có thể tin tưởng với một đơn vị giá trị và quản lý giá trị đó Ý tưởng cơ bản đằng sau hợp đồng thông minh là sự quản lý bằng khế ước đối với một giao dịch giữa hai bên liên quan hay nhiều hơn có thể được xác minh theo thứ tự thông qua chuỗi khối, thay vì thông qua một trung gian cụ thể Sao phải dựa vào một cá nhân hay tổ chức cụ thể trong khi hai hay nhiều bên tham gia có thể đồng thuận lẫn nhau, và khi họ có thể đưa ra các điều khoản và thực thi sự đồng thuận bằng chương trình và các điều kiện, tiền sẽ được chuyển tự động khi điều kiện được đáp ứng

+Tính toán tin cậy(trusted computing): Khi bạn kết hợp các nền tảng đằng sau mỗi chuỗi khối, cơ chế đồng thuận phi tập trung và hợp đồng thông minh, bạn sẽ nhận ra rằng chúng

hỗ trợ cho việc truyền bá các nguồn lực và giao dịch trên một mặt phẳng theo một cách ngang hàng, và trong khi làm điều đó, chúng cho phép các máy tính tin tưởng lẫn nhau ở một mức độ sâu

+Bằng chứng công việc(proof of work): Bằng chứng công việc là khối then chốt xây dựng nên blockchain vì nó không thể "sửa lại" và được bảo vệ thông qua sức mạnh của hàm hash mã hóa

2 Các phiên bản Blockchain

a) Blockchain Version 1.0: Cryptocurrency

- Bitcoin được coi là tiên phong trong hệ thống trao đổi tài sản số (tiền số, tiền ảo) qua internet

- Theo thời gian hệ thống mạng lưới bitcoin vẫn làm tốt công việc của mình tuy nhiên cộng đồng cần có thêm điều khác biệt Bitcoin là đại diện cho blockchain thế hệ đầu Bitcoin chỉ là ứng dụng quen thuộc nhất của công nghệ blockchain Công nghệ này có thể được sử dụng trong mọi lĩnh vực, từ y tế, giáo dục, sản xuất, năng lượng đến chuỗi cung ứng, theo báo cáo được Gartner công bố năm 2017 Báo cáo này cũng nhận định “đến năm 2030, giá trị kinh doanh mà công nghệ blockchain mang lại sẽ tăng lên mức 3.100 tỷ USD”

- Là một hệ thống hỗ trợ duy nhất 1 việc: cho phép trao đổi tài sản số qua lại an toàn, bảo mật và ẩn danh

b) Blockchain Version 2.0: Smart Contract

- Với tư tưởng cho phép trao đổi tiền ảo và loại bỏ vai trò của nhân viên thống kê, kế toán

và bảo mật mà bitcoin là đại diện cho blockchain thế hệ thứ nhất ra đời

- Ethereum lại làm được hơn thế đó là cho người dùng tự định nghĩa những hợp đồng thông minh Ethereum gọi đó là Smart-contract và hợp đồng này sẽ được phân sử online

nó giúp cho loại bỏ sự tham dự của bên phân sử/phán xét trong khái niệm của phần mềm được gọi là bên thứ 3 (bên thứ 1 và thứ 2 là người gửi và người nhận).Ethereum ra đời và tạo ra sự khác biệt hơn so với bitcoin đó là vẫn giữ đầy đủ tính chất của hệ thống trao đổi tài sản số nhưng thêm 1 tính năng mới đó là tự phân sử online

c) Blockchain Version 3.0: Dapps

- Như vậy hệ thống mang lưới blockchain thứ 2 mang đến cho cộng đồng ngoài khả năng trao đổi tiền số online thì còn cung cấp nền tảng cho người dùng tự định nghĩa các trường hợp phán sử/phán xét và quyết định khi có các yếu tố sảy ra (Smart-contract)

- Blockchain thế hệ thứ 3 kế thừa khái niệm của 2 thế hệ trước và đưa thêm một khả năng mới đó là ứng dụng phân tán (Dapp viết tắt của decentralized application)

- Chúng ta đã biết Blockchain 2 thế hệ trước phân tán các blockchain trên các máy tính nhằm lưu giữ những giao dịch thì blockchain 3.0 phân tán cả các ứng dụng và các ứng dụng này sẽ được kích hoạt để thực hiện 1 nhiệm vụ cụ thể do chính người dùng định nghĩa ra

d) Blockchain Version 4.0: Blockchain For industry

- Mục tiêu của ver4.0 là giải quyết vấn đề của ver3.0, cụ thể hơn là giải quyết các nhu cầu thương mại Nhiều công ty đang cố gắng đưa 1 version có khả năng cân bằng tốt, tương thích với nhiều môi trường và đặc biệt là hạn chế giá thành sử dụng đối với doanh

nghiệp Các nhà kinh doanh luôn mở rộng vòng tay chào đón công nghệ blockchain, tuy nhiên bản thân công nghệ này cần phải an toàn hơn và mạnh mẽ hơn

II ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN

1 Ưu điểm

Thông tin được phân phối

Dữ liệu blockchain thường được lưu trữ trong hàng nghìn thiết bị trên một mạng lưới phân tán gồm các nút, nên hệ thống và dữ liệu có khả năng chống lại lỗi kỹ thuật và các cuộc tấn công độc hại rất cao Mỗi nút mạng có thể sao chép và lưu trữ một bản sao của cơ sở dữ liệu do đó không có điểm nào bị lỗi

Nhờ tính phân bố và hoạt động độc lập nên nếu có nút nào chuyển sang chế độ

ngoại tuyến thì sẽ không ảnh hưởng đến tính khả dụng hoặc bảo mật của mạng

Đây là ưu điểm của blockchain so với các cơ sở dữ liệu thông thường dựa vào một

hoặc một vài máy chủ và dễ bị lỗi kỹ thuật và tấn công mạng hơn

Ngược lại, đối với hệ thống quản lý thông thường Nếu hacker tấn công vào máy chủ thì toàn bộ hệ thống sẽ ngừng hoạt động, khiến hệ thống dễ bị tấn công Hệ thống một máy chủ đôi khi gặp nhiều trục trặc trong vấn đề kỹ thuật, bảo trì và nâng cấp máy chủ

Tính ổn định, minh bạch và không thể phá vỡ

Các khối trong hệ thống rất khó bị đảo ngược, tức là một khi dữ liệu đã được đang ký vào block chain thì việc xóa hoặc thay đổi nó là cực kì khó khăn Điều này làm cho

blockchain trở thành một công nghệ tuyệt vời để lưu trữ hồ sổ tài chính hoặc bất kỳ dữ liệu nào cần theo dõi kiểm tra vì mọi thay đổi đều được theo dõi và ghi lại vĩnh viễn trên một sổ cái phân tán và công khai

Chưa kể tất cả mọi thông tin được lưu trữ, truyền tải và xử lý trong hệ thống blockchain đều được triển khai minh bạch, rõ ràng nhất Do đó nếu người dùng muốn truy xuất thong tin giao dịch của mình hoặc của người khác thì cũng không lo lắng về tính chính xác của dữ liệu

Hệ thống đáng tin cậy, giảm chi phí và thời gian

Trong hầu hết các hệ thống lưu trữ thong tin cũ, các giao dịch không chỉ phụ thuộc vào hai bên lien quan mà còn phụ thuộc vào một bên trung gian Khi sử dụng công nghệ blockchain, điều này không còn là cần thiết vì mạng lưới phân tán của các nút trong hệ thống blockchain xác minh các giao dịch thông qua một quá trình là khai thác Vì lí do này mà Blockchain được gọi là một hệ thống đáng tin cậy

Ngoài ra cũng chính bởi lí do này mà hệ thống Blockchain loại bỏ rủi ro tin vào một

tổ chức thứ ba duy nhất và cũng giảm chi phí tổng thể và phí giao dịch bằng cách loại

bỏ các bên trung gian và bên thứ ba

Tính bảo mật cao

Hệ thống blockchain có tính bảo mật rất vượt trội so với các hệ thống sử dụng công nghệ truyền thống

Các Block (khối lưu trữ) trong Blockchain tạo ra tính bảo mật cao cho mạng lưới Một tệp dữ liệu sau khi được lưu trữ trên khối khó có thể cập nhật và thay đổi Điều này làm cho Blockchain trở thành một công nghệ tuyệt vời để lưu trữ hồ sơ tài chính – lịch sử hoạt động tài chính và các loại thông tin quan trọng khác (dữ liệu y tế ,…v.v.) vì lịch

sử giao dịch được theo dõi và ghi lại trên sổ cái phân tán, minh bạch và công khai

Quyền riêng tư

Các hệ thống sử dụng công nghệ Blockchain có khả năng ẩn danh Với đặc tính này, người dùng có thể sử dụng hệ thống một cách an toàn, bảo mật mà không phải lo

người khác sẽ biết được danh tính của mình Điều này càng làm tăng thêm niềm tin của người dùng, giúp họ cảm thấy an tâm hơn khi tham gia vào blockchain

Tính Ứng dụng cao

Dù là một công nghệ mới nhưng với tốc độ phát triển vượt bậc, Blockchain đã và đang được triển khai ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau như y tế , tài chính , giáo dục, viễn thông…Đây là một bước phát triển đáng lưu ý và ngày càng cho thấy được hiệu quả tức thời trong đời sống nhanh ngày nay

2 Nhược điểm

Các cuộc tấn công 51%

Khi hệ thống muốn thay đổi hoặc cập nhật các khối, thì cần phải được sự đồng thuận ý kiến

từ các Node trong hệ thống Theo lý thuyết thì một cuộc tấn công 51% sẽ xảy ra nếu có một thực thể nắm quyền quản lý hơn 50% sức mạnh băm của mạng(tức là nắm giữ và

quản lí hơn 50% các node có trong hệ thống) Cuối cùng thực thể đó có thể phá vỡ

hệ thống một cách cố ý bằng cách thay đổi các thông tin trong hệ thống

Trên thực tế chưa có cuộc tấn công 51% nào thực sự xảy ra vì khi hệ thống càng mở rộng thì tính bảo mật càng cao và ít có thực thể nào đủ tiềm lực để có thể nắm giữ 50% các node có trong hệ thống Blockchain

Khó khăn sửa đổi dữ liệu:

Một nhược điểm khác của hệ thống Blockchain là một khi dữ liệu đã được thêm vào Blockchain thì rất khó để sửa đổi nó Mặc dù nó là một ưu điểm nhưng cũng là nhược điểm, không hẳn lúc nào nó cũng tốt Thay đổi dữ liệu hoặc mã Blockchain thường yêu cầu một phần cứng (Hard fork) Khi thay đổi dữ liệu trong khối thì chuỗi cũ sẽ bị

bỏ và một chuỗi mới sẽ được đưa lên

Khóa riêng tư

Blockchain sử dụng mật mã khóa công khai (hoặc bất đối xứng) để cung cấp cho người dùng quyền sở hữu đối với các đơn vị tiền điện tử của họ (hoặc bất kỳ dữ liệu

blockchain nào khác) Mỗi địa chỉ blockchain có một khóa riêng tương ứng Mặc dù địa chỉ có thể được chia sẻ, nhưng khóa cá nhân phải được giữ bí mật Nếu người dùng mất khóa cá nhân của mình thì sẽ mất đi dữ liệu trong Blockchain mà không thể làm gì khác

Chi phí công nghệ

Tuy công nghệ Blockchain giúp giảm phí gaio dịch và trung gian nhưng nó có tính chất lưu trữ thông tin phân tán ở các node mà mỗi node lại đòi hỏi một hệ thống phần cứng riêng Chính vì vậy nên hệ thống Blockchain là sự kết hợp của hàng nghìn đôi khi đến hàng triệu máy tính liên kết với nhau, đòi hỏi mức đầu tư xây dựng hệ thống

Blockchain rất lớn, không những thế hệ thống còn đòi hỏi mức năng lượng khổng lồ để hoạt động Gây phát sinh chi phí năng lượng duy trì hệ thống

Lưu trữ

Blockchain lưu trữ một lượng thông tin rất lớn vì thế hệ thống thông tin trở nên rất đồ

sộ làm cho quá trình lưu trữ thêm thông tin có thể chậm chạp và kém hiểu quả

III ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN

1 Doanh nghiệp ứng dụng blockchain trong dịch vụ

- Google: khám phá việc sử dụng công nghệ blockchain để tăng cường bảo mật dịch vụ

đám mây và bảo vệ dữ liệu.

- Facebook: Khám phá việc sử dụng blockchain để tăng cường bảo mật và quyền riêng tư

của người dùng

- Apple: Nộp bằng sáng chế liên quan đến blockchain trong một hệ thống để tạo ra và xác

nhận thời điểm của các giao dịch trên mạng lưới – còn gọi là timestamp (v.v )

2 Quá trình chuyển đổi 5G

5G có lẽ là làn sóng công nghệ lớn nhất trong nhiều năm 5G là tiêu chuẩn thế hệ thứ năm cho giao tiếp không dây Theo ước tính, tốc độ truyền tải của 5G sẽ nhanh hơn 4G gấp 100 lần

Một nghiên cứu của Qualcomm cho thấy ước tính đến năm 2035 , công nghệ 5G

sẽ mang lại thêm 12,3 nghìn tỷ USD doanh thu GDP cho thế giới

Phần lớn tiếng ồn xung quanh 5G liên quan đến tốc độ Nhưng cũng có những lợi ích khác 5G sẽ có nhiều băng thông hơn , có nghĩa là nó sẽ có thể xử lý nhiều thiết bị được kết nối hơn so với các mạng trước đây Điều này sẽ cho phép bạn kết nối nhiều thiết

bị hơn nữa, chẳng hạn như những thứ (thiết bị) “thông minh” cho ngôi nhà thông minh, ô

tô có điều khiển tự động và nhiều loại cảm biến có thể trao đổi dữ liệu ở chế độ tự động

Với 5G, nó có thể cung cấp dịch vụ cho người dùng di chuyển với tốc độ 500 km/

h, trong khi với 4G tốc độ tối đa chỉ là 120 km / h

5G cũng sẽ giảm đáng kể độ trễ - thời gian cần thiết để điện thoại di động (hoặc các thiết bị được kết nối khác) đưa ra yêu cầu tới máy chủ và nhận phản hồi, một phần do điều khiển hướng chính xác hơn 5G sẽ giúp giao tiếp với các nền tảng đám mây nhanh hơn và dễ dàng hơn