Nghiên cứu xây dựng hệ thống lưu trữ và truy xuất thông tin bất động sản dựa vào công nghệ blockchain và smart contract

BÙI THANH BÁ VƯƠNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯU TRỮ VÀ TRUY XUẤT THÔNG TIN BẤT ĐỘNG SẢN DỰA VÀO CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ SMART CONTRACT LUẬN VĂN THẠC SĨ KINH TẾ TP... BÙI THANH BÁ V

BÙI THANH BÁ VƯƠNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯU TRỮ VÀ TRUY XUẤT THÔNG TIN BẤT ĐỘNG SẢN DỰA VÀO CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ SMART CONTRACT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KINH TẾ

TP Hồ Chí Minh – Năm 2020

BÙI THANH BÁ VƯƠNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯU TRỮ VÀ TRUY XUẤT THÔNG TIN BẤT ĐỘNG SẢN DỰA VÀO CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ SMART CONTRACT

Chuyên ngành: Hệ thống thông tin quản lý (Công nghệ thiết kế thông tin và truyền thông)

Hướng đào tạo: Ứng dụng

Mã số: 8340405

LUẬN VĂN THẠC SĨ KINH TẾ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS HỒ TRUNG THÀNH

TP Hồ Chí Minh – Năm 2020

cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS Hồ Trung Thành

Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong khóa luận đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Chữ ký

Bùi Thanh Bá Vương

TRANG PHỤ BÌA

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

TÓM TẮT

ABSTRACT

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1

1.1 Cơ sở hình thành đề tài 1

1.1.1 Bối cảnh thực tiễn về tình hình bất động sản tại Việt Nam 1

1.1.2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu 2

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 7

1.3 Câu hỏi nghiên cứu 7

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 8

1.5 Phương pháp nghiên cứu 8

1.6 Ý nghĩa của nghiên cứu 9

1.7 Sơ đồ quy trình nghiên cứu 9

1.8 Kết cấu của bài nghiên cứu 10

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12

2.1 Cơ sở lý thuyết 12

2.1.1 Hợp đồng 12

2.1.2 Mạng ngang hàng (P2P) 13

2.1.3 Mã hoá dữ liệu (Data Encrypt) 15

2.1.4 Blockchain 20

2.1.5 Các phương pháp đồng thuận phổ biến trong Blockchain 22

2.1.6 Phân loại các hệ thống Blockchain 25

2.1.7 Ethereum 29

2.2 Các ứng dụng liên quan đến Blockchain 37

3.3 Thiết kế hệ thống và các thực thể tham gia trong hệ thống 44

Tính chất của các thực thể tham gia trong hệ thống 45

3.3.1 Các chức năng trong hệ thống 45

3.3.2 Các hoạt động trong Ethereum 45

3.3.3 Các nhóm thực thể và vai trò 45

3.3.4 Các loại giao dịch 46

3.3.5 Đồng thuận trong từng loại giao dịch 47

3.3.6 Cơ sở dữ liệu 50

3.3.7 Smart Contract 54

CHƯƠNG 4 : THỰC NGHIỆM HỆ THỐNG VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ 61 4.1 Thực nghiệm 61

4.1.1 Kịch bản người dùng thường xem thông tin bất động sản đã được đăng ký 61 4.1.2 Kịch bản giao dịch đăng ký quyền sở hữu bất động sản 63

4.1.3 Kịch bản xác nhận viên xác nhận yêu cầu đăng ký quyền sở hữu bất động sản 66 4.1.4 Kịch bản chuyển thông tin quyền sở hữu bất động sản 69

4.2 Thảo luận kết quả thực nghiệm 71

CHƯƠNG 5 : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1

BĐS: Bất động sản

BOS: Hệ thống chuỗi khối theo hướng phát triển phần mềm CA: Tài khoản trên chuỗi khối hợp đồng thông minh

EOA: Tài khoản trên chỗi khối của người dùng

NFT: Token mã hoá trên chuỗi khối đại diện cho một tài sản

duy nhất

SHA256: Giải thuật băm 256bit

TTBĐS: Thị trường bất động sản

Blockchain: Chuỗi khối

Collection: Đơn vị lưu trữ trong hệ cơ sở dữ liệu không có quan hệ Consensus: Đồng thuận

Genesis: Khởi nguyên

Message Block: Khối tin nhắn

Private Blockchain: Hệ chuỗi khối riêng tư

Public Blockchain: Hệ chuỗi khối công khai

Smart Contract: Hợp đồng thông minh

Transaction: Giao dịch trong mạng chuỗi khối

Bảng 3.1 Các thành phần trong Contract DetailedERC721

Bảng 3.2 Các thành phần trong Contract AccessControl

Bảng 3.3 Các thành phần trong Contract MyREToken

Hình 2.1 So sánh mạng mạng ngang hàng và mạng trung tâm (wowza, 2020) Hình 2.2 Phân phối Blockchain trên mạng ngang hàng (Notaris, 2017)

Hình 2.3 Ví dụ về quá trình hash dữ liệu (Roccia, 2019)

Hình 2.4 Quy trình hash dữ liệu (steemit, 2018)

Hình 2.9 Cơ chế đồng thuận PoS (Rosic, 2017)

Hình 2.10 Mô hình Public Blockchain (cloudtp.com, 2020)

Hình 2.11 Mô hình Private Blockchain (Ganapathi, 2020)

Hình 2.12 Mô hình Consortium Blockchain (Elisa, 2019)

Hình 2.13 Biểu tượng chính thức của Ethereum (ethereum, 2020)

Hình 2.14 Các thành phần của Ethereum network (bitxmennews.com, 2018) Hình 2.15 Quy trình nhận thưởng từ việc mining Blockchain (Buterin, 2014) Hình 2.16 Các thành phần trong một EOA (Buterin, 2014)

Hình 2.17 Cách thành phần trong một Contract Account (Buterin, 2014)

Hình 2.18 Các thành phần trong một Transaction (Buterin, 2014)

Hình 2.19 Các thành phần trong một Message (Buterin, 2014)

Hình 2.20 Tính giá gas trong Ethereum (Buterin, 2014)

Hình 2.21 Quá trình Smart contract tạo ra một block trong Blockchain (Schüpfer, 2017)

Hình 3.1 Ví dụ các loại token trong Blockchain (Finzer, 2020)

Hình 3.2 Quy trình đăng ký quyền sở hữu một bất động sản

Hình 3.3 Quy trình đăng ký thông tin chuyển quyền sở hữu bất động sản

Hình 3.6 Các trạng thái xác nhận giao dịch trong Smart Contract

Hình 3.7 Quy trình đồng thuận xác nhận quyền đăng ký sở hữu bất động sản

Hình 3.8 Quy trình đồng thuận xác nhận chuyển quyền sở hữu bất động sản

Hình 3.9 Thiết kế cơ sở dữ liệu off-chain

Hình 3.10 Thiết kế cấu trúc Smart Contract

Hình 4.1 Kịch bản người dùng thường xem thông tin bất động sản đã được đăng ký Hình 4.2 Trang danh sách bất động sản đã được đăng ký

Hình 4.3 Kịch bản giao dịch đăng ký quyền sở hữu bất động sản

Hình 4.4 Trang danh sách bất động sản đã được đăng ký

Hình 4.5 Trang yêu cầu đăng ký thông tin quyền sở hữu bất động sản

Hình 4.6 Kịch bản xác nhận yêu cầu đăng ký quyền sở hữu BĐS

Hình 4.7 Trang danh sách yêu cầu đăng ký quyền sở hữu bất động sản

Hình 4.8 Trang chi tiết về bất động sản

Hình 4.9 Kich bản chuyển thông tin quyền sở hữu bất động sản

Hình 4.10 Trang tạo yêu cầu chuyển thông tin quyền sở hữu bất động sản

Hình 4.11 Trang danh sách yêu cầu chuyển thông tin quyền sở hữu bất động sản

thông tin và là một công nghệ mang tính chất đột phá và càng ngày nhanh chóng trở thành một trong những công nghệ quan trọng đóng góp vào nền kinh tế chia sẻ Trong những năm qua Blockchain đã và vẫn đang nhận được nhiều sự quan tâm đang kể từ những nhà nghiên cứu và các tổ chức chính phủ

Từ mục tiêu nghiên cứu, ta tiếp tục ứng dụng Blockchain và Smart Contract để tiến hành thiết kế luồng dữ liệu, cấu trúc và xây dựng hệ thống lưu trữ và truy xuất thông tin bất động sản Hệ thống được đề xuất được đảm bảo đúng các đặc trưng của công nghệ Blockchain, Smart Contract, các thông tin được lưu trữ và truy xuất sẽ phù hợp với các thông tin có thể thu thập được từ các bất động sản tại Việt Nam và người

sử dụng có thể dễ dàng lưu trữ và truy xuất thông tin từ hệ thống

Thử nghiệm kết quả nghiên cứu trên tập dữ liệu bất động sản được thu thập từ trang batdongsan.com tại Việt Nam, kết quả nghiên cứu đã đạt được mục tiêu đặt ra ban đầu và với hy vọng được đóng góp những nội dung khoa học và thực tiễn cho lĩnh vực nghiên cứu mới này tại Việt Nam

Từ Khoá: Blockchain, Smart Contract, bất động sản, hệ thống lưu trữ và truy xuất

thông tin

information and is a disruptive technology that is rapidly becoming one of the most important technologies that contribute to the shared economy Over the the years, Blockchain has been receiving a lot of attention from researchers and government organizations

From the research objectives, we continue to apply Blockchain technology and Smart Contract to design data flow, structure and building system for storing and querying real estate information The proposed system ensures the correct characteristics of Blockchain, Smart Contract technology, the information stored and retrieved will match the information that can be obtained from real estate in Vietnam and users can easily store and retrieve information from that system

Experimental research results on real estate data sets collected from batdongsan.com in Vietnam, the research results have achieved the initial set goals and with the hope of contributing scientific content and practicality for this new research area in Vietnam

Keywords: Blockchain, Smart Contract, real estate, storing and querying system

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 Cơ sở hình thành đề tài

1.1.1 Bối cảnh thực tiễn về tình hình bất động sản tại Việt Nam

Trên toàn cầu, bất động sản đang trải qua một sự phát triển và chuyển đổi lớn đối với các thành phố thông minh Các thành phố thông minh đang được phát triển

và rất nhiều mạng lưới, dịch vụ và giao dịch được tích hợp vào quy hoạch thành phố ban đầu và sử dụng hàng ngày Người ta dự đoán rằng sự phát triển của công nghệ, không chỉ cải thiện cuộc sống, ví dụ cho người thuê nhà hoặc nhân viên văn phòng,

mà còn tăng cường hiệu suất xây dựng và năng lượng bền vững

Tại Việt Nam thị trường bất động sản (TTBĐS) là một bộ phận quan trọng của nền kinh tế quốc dân TTBĐS bao gồm đất đai, nhà ở và các công trình kiến trúc trên đất đai là một bộ phận thiết yếu không thể thiếu trong đời sống con người, hơn nữa đất đai lại là loại tài nguyên quý giá và không thể thay thế được Vì vậy, cần phải sử dụng hiệu quả và phát triển hợp lý các bất động sản (BĐS), đáp ứng nhu cầu đời sống của người dân BĐS là đất đai, các công trình nhà cửa, kiến trúc và tài sản trên đất đai… Tất cả những BĐS này đều có thể tham gia thị trường BĐS, có thể mua bán như hàng hóa (Anon., 2006) Bên cạnh những hiệu quả đạt được trong quá trình quản

lý bất động sản của nhà nước, nhiều yếu kiếm dần lộ rõ như:

- Hệ thống pháp luật điều chỉnh thị trường bất động sản, từ công tác đầu tư xây dựng, giao dịch bất động sản đến quản lý sử dụng bất động sản chậm được hoàn thiện, còn chồng chéo Nhiều vấn đề phát sinh từ thực tiễn, bất cập của

cơ chế chính sách nhưng chưa được bổ sung, sửa đổi kịp thời dẫn đến thị trường bất động sản chưa được quản lý và kiểm soát một cách hiệu quả

- Chính sách thuế, phí liên quan đến bất động sản chưa thực sự là công cụ góp phần công khai, minh bạch và điều tiết thị trường, hạn chế đầu cơ; phương

pháp tính thuế và thủ tục nộp thuế có điểm còn chưa thực sự tạo thuận lợi cho người dân và doanh nghiệp, dễ thất thu thuế

- Hệ thống thông tin, dự báo về thị trường bất động sản không thống nhất, thiếu tin cậy gây khó khăn cho công tác quản lý nhà nước, cũng như bảo đảm tính công khai, minh bạch của thị trường bất động sản Chưa có hệ thống theo dõi thống kê tình hình thị trường bất động sản, hệ thống quản lý và thống kê dữ liệu về sở hữu bất động sản, giao dịch bất động sản đồng bộ từ Trung ương đến địa phương, gây khó khăn cho công tác chỉ đạo, điều hành, đề xuất giải pháp để điều chỉnh cũng như định hướng thị trường bất động sản

- Công tác quản lý nhà nước đối với thị trường bất động sản còn nhiều bất cập, chưa phát huy được vai trò của nhà nước trong việc định hướng, điều tiết vĩ

mô và kiểm soát hoạt động của thị trường bảo đảm thị trường bất động sản hoạt động một cách ổn định, lành mạnh Công tác thanh tra, kiểm tra xử lý vi phạm trong lĩnh vực đầu tư kinh doanh bất động sản, quản lý sử dụng đất đai, giao dịch bất động sản chưa được thường xuyên, liên tục Thủ tục hành chính liên quan đến thị trường bất động sản như thủ tục đầu tư, giao đất, hoạt động xây dựng, cấp giấy chứng nhận quyền sởhữu nhà và quyền sử dụng đất… còn phức tạp, kéo dài làm ảnh hưởng chung đến thị trường bất động sản

1.1.2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu

Trong những năm gần đây, sự quan tâm đối với công nghệ Blockchain ngày càng tăng đối Blockchain là một công nghệ đột phá mới dựa trên mật mã Thông qua công trình nghiên cứu của Nakamoto vào năm 2008, nhận thấy công nghệ này có thể trở thành thành phần cốt lõi để hỗ trợ các giao dịch của loại tiền kỹ thuật số (bitcoin) Với sự ra đời của Blockchain, nhiều lĩnh vực như tài chính, kế toán và bất động sản nhận được tác động tích cực khi sử dụng lợi ích của công nghệ này, công nghệ Blockchain có thể đóng một vai trò rất quan trọng trong tổ chức và quản lý bất động sản tại Việt Nam

Blockchain được biết đến là sổ cái công khai phân tán cho tất cả các giao dịch, loại bỏ nhu cầu tin tưởng giữa người dùng và quản trị viên trung tâm và quyền kiểm soát được phân phối giữa các máy tính / nút khác nhau trong mạng ngang hàng (P2P) Hơn nữa, Blockchain đã giải quyết vấn đề bảo mật bằng cách sử dụng công nghệ P2P kết hợp với mật mã khóa công khai / riêng tư

Dưới đây là một số nghiên cứu có liên quan đến nội dung của luận văn:

- Thiết kế và xây dựng ứng dụng Smart Contract (Schüpfer, 2017) luận văn này nói về việc thiết kế và triển khai một ứng dụng Android có sử dụng Ethereum Smart Contract để ký kết hợp đồng điện tử mua và thuê trực tiếp giữa hai bên

mà không dựa vào một bên thứ ba bất kì đáng tin cậy làm trung gian bảo lãnh thoả thuận thanh toán

- Tương lai của hợp đồng trong nên kinh tế số: “Tác động của Smart Contract lên chi phí giao dịch trong thi trường tài chính” (Harder, 2017) luận văn này nghiên cứu về công Blockchain sau đó đánh giá khả năng làm giảm chi phí giao dịch trong thị trường tài chính Kết quả sau nghiên cứu cho thấy Smart Contract làm giảm các rủi ro về gian lận, và giảm tải nhiều công đoạn nhờ vào việc tự động hoá các quy trình giao dịch và tăng tính minh bạch của thị trường Việc ứng dụng thành công Blockchain vào lĩnh vực tài chính còn có khả năng thách thức và đe doạ các dịch vụ trung gian tài chính truyền thống Cuối cùng luận văn còn đưa ra một số khuyến nghị thiết thực cho các tổ chức tài chính trong thời kì mà ảnh hưởng Blochain ngày một lớn mạnh

- Blockchain giao thoa với CSDL: Thiết kế và xây dựng hệ thống CSDL Blockchain có quan hệ (Senthil Nathan, 2019) Trong bài báo này các tác giả thiết kế và triển khai hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ đầu tiên có tính chất phi tập trung và với thuộc tính giống với Blockchain, do đó các tác giả gọi là nó

cơ sở dữ liệu quan hệ Blockchain Các tác giả nêu bật một số điểm tương đồng giữa các tính năng được cung cấp bởi Blockchain và cơ sở dữ liệu quan hệ

Blockchain, mặc dù chúng khác nhau về mặt khái niệm, chủ yếu ở mô hình tin cậy của chúng Mô hình trên được triển khai sử dụng PostgreSQL, sau đó họ

sẽ trình bày các thử nghiệm hiệu suất chi tiết và các phân tích của cả hai cách tiếp cận

- Thiết kế hệ thống quản lý dữ liệu lớn dựa trên nền tảng Blockchain (Song, 2019) Với sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin, các doanh nghiệp, trường đại học và chính phủ không ngừng đẩy mạnh xây dựng hệ thống quản lý thông tin nhân sự điện tử, thông tin của hàng trăm nghìn hoặc thậm chí hàng triệu thông tin của mọi người là đều được được thu thập và lưu trữ vào hệ thống Rất nhiều thông tin cung cấp nền tảng cho sự phát triển dữ liệu lớn, nếu dữ liệu đó bị giả mạo hoặc bị rò rỉ, nó sẽ gây ra thiệt hại nghiêm trọng không thể khắc phục được Tuy nhiên, trong những năm gần đây, tài liệu lưu trữ điện tử đã bộc lộ hàng loạt vấn đề như thông tin rò rỉ, giả mạo thông tin và thất thoát thông tin, điều này đã khiến cho việc cải cách nhân sự, quản lý thông tin ngày càng cấp thiết hơn Các đặc điểm độc đáo của Blockchain, chẳng hạn như tính năng khó giả mạo và khả năng truy xuất nguồn gốc khiến nó có tiềm năng ứng dụng lớn trong thông tin nhân sự, quản lý, và có thể giải quyết hiệu quả nhiều vấn đề của quản lý tệp truyền thống Tuy nhiên, Blockchain bị hạn chế bởi những thiếu sót của chính nó như không gian lưu trữ nhỏ và đồng bộ hóa chậm và không thể áp dụng trực tiếp cho các loại dữ liệu lớn Bài báo này

đề xuất một quản lý nhân sự hệ thống dựa trên Blockchain, các tác giả đã phân tích các khiếm khuyết của Blockchain và đề xuất cải tiến phương pháp, xây dựng một mô hình lưu trữ dữ liệu mới trong chuỗi và ngoài chuỗi có thể giải quyết hiệu quả vấn đề dư thừa dữ liệu và không đủ dung lượng lưu trữ Dựa trên điều này, họ đã phát triển nguyên mẫu một hệ thống với khả năng truy vấn, thêm, sửa đổi và theo dõi thông tin nhân sự, xác minh tính khả thi của việc áp dụng blockchain vào quản lý thông tin nhân sự, khám phá khả năng kết hợp Blockchain với dữ liệu lớn

- Sử dụng Ethereum để lưu trữ và truy xuất thông tin phản ứng thuốc trong ngành y thông qua Smart Contract (Gamze Gürsoy, 2020) bài báo nói về phương pháp thiết kế cụ thể một Smart Contract để lưu trữ và truy vấn các tương tác gen-thuốc trong Ethereum Smart Contract lưu trữ từng quan sát dược lý học, một bộ ba gen-biến thể-thuốc với kết quả, trong một ánh xạ có thể tìm kiếm được bằng một số nhận dạng duy nhất, cho phép lưu trữ và truy vấn hiệu quả về thời gian và không gian Giải pháp này được xếp hạng trong

ba giải pháp hàng đầu tại cuộc thi IDASH 2019 Họ cải thiện giải pháp được đưa ra bởi họ và phát triển Smart Contract "fastQuery"; Smart Contract này kết hợp các tổ hợp gen-biến thể-thuốc giống hệt nhau vào một mục nhập lưu trữ duy nhất, dẫn đến khả năng mở rộng và hiệu quả truy vấn tốt hơn đáng kể Qua nghiên cứu họ thấy được rằng dữ liệu dược lý học có thể được lưu trữ và truy vấn một cách hiệu quả bằng cách sử dụng Ethereum Các giải pháp của

họ có thể được sử dụng để lưu trữ nhiều loại dữ liệu lâm sàng và mở rộng sang các lĩnh vực khác yêu cầu lưu trữ dữ liệu toàn vẹn cao và truy cập hiệu quả

- Các bước thực hiện mô hình hoá ứng dụng chạy trên nền Blockchain (Henrique Rocha, 2018) Mặc dù Blockchain chủ yếu phổ biến là một loại tài sản có tính thanh khoản, Smart Contract đã trở thành một ứng dụng Blockchain rất nổi bật Trong công nghệ phần mềm, Smart Contract có thể đuợc phát triển và dùng để xử lý các yêu cầu kinh doanh Hiện tại, không có tiêu chuẩn thiết kế

để lập mô hình BOS Vì mô hình là một phần quan trọng của việc thiết kế phần mềm, các nhà phát triển có thể gặp khó khăn để lập kế hoạch BOS của họ Trong bài báo này, các tác giả chỉ ra ba phương pháp tiếp cận mô hình hóa dựa trên kỹ thuật phần mềm nổi tiếng và áp dụng chúng vào ví dụ BOS

- Hệ thống quản lý BĐS chạy trên nền Ethereum có khả năng lưu trữ dữ liệu chống chịu sự phá hoại (Kopylash, 2018) Trong luận văn này, các tác giả trình bày nghiên cứu điển hình của công ty bất động sản ở Singapore đã tích hợp một phần Blockchain vào một vài quy trình và có mong muốn chuyển toàn bộ

quy trình sang Smart Contract Sau khi mô hình hóa và phân tích các quy trình kinh doanh của họ, tác giả tạo Ethereum Smart Contract và viết thêm ứng dụng web truyền thống để tương tác với Smart Contract trên Ngoài ra, tác giả giới thiệu khái niệm lưu trữ tài liệu có khả năng chống giả mạo và mở rộng giải pháp cơ sở để thêm hỗ trợ cho việc lưu trữ dựa trên IPFS Cuối cùng, tác giả tóm tắt và thảo luận về các vấn đề tiềm ẩn có thể gặp trong quá trình phát triển ứng dụng dựa trên Blockchain

- Thiết kế Smart Contract chạy trên nền Blockchain và ứng dụng trong lĩnh vực BĐS (Kibet, 2019) Nghiên cứu gần đây chứng minh rằng ngày nay, nhiều người sống ở thành phố hơn ở nông thôn và đô thị hóa tiếp tục phát triển vòng quanh thế giới Điều này làm tăng quy mô tài chính giao dịch và thách thức về tính minh bạch Do đó, cần một công nghệ để quản lý các hồ sơ giao dịch như vậy là cần thiết Blockchain là một công nghệ mới và đang nổi lên với tiềm năng triển khai trong các ngành khác nhau Trước giờ nhiều nghiên cứu về công nghệ Blockchain chỉ tập trung vào ứng dụng tiềm năng trong tiền kỹ thuật

số, do vậy trong bài báo này, nhà nghiên cứu đã cố gắng thiết kế một hệ thống Smart Contract trên nền tảng Blockchain để quản lý tài sản bất động sản qua

đó sẽ giải quyết những điểm yếu của mô hình quản lý hiện tại và có khả năng giảm chi phí nhà ở bằng cách loại bỏ người trung gian trong quá trình quản lý

- Thiết kế Smart Contract chạy trên nền Blockchain trong lĩnh vực BĐS (Ioannis Karamitsos, 2018) Bài báo này nhằm mục đích trình bày Blockchain và Smart Contract cho một lĩnh vực cụ thể là BĐS Thiết kế chi tiết của Smart Contract

sẽ được trình bày và sau đó là ứng dụng làm công cụ quản lý cho thuê các tòa nhà dân cư và kinh doanh

- Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Blockchain xây dựng hệ sinh thái nông nghiệp (Sơn, 2019) Luận văn nghiên cứu các đặc trưng chính của công nghệ Blockchain và tìm hiểu cơ chế đồng thuận của các hệ thống sử dụng công nghệ

Blockchain hiện nay Đồng thời luận văn còn tìm hiểu hành lang pháp lý trong nông nghiệp ở Việt Nam, cụ thể là chuỗi cung ứng gà

Trên thế giới đã có khá nhiều nghiên cứu về công nghệ Blockchain, ứng dụng dụng của Blockchain là Smart Contract, và Smart Contract trong lĩnh vực quản

lý và cho thuê BĐS, tại Việt Nam cũng dần có nhiều nghiên cứu hơn về bất động sản cho các lĩnh vực sản xuất cũng như chuỗi cung, nhưng lại chưa có nhiều nghiên cứu về Blockchain trong lĩnh vực BĐS Đây cũng chính là động lực thôi thúc dẫn đến việc nghiên cứu đề tài xây dựng hệ thống lưu trữ và truy xuất thông tin BĐS

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu và đề xuất xây dựng hệ thống quản lý thông tin bất động sản với khả năng lưu trữ, quản lý, kiểm tra thông tin BĐS, xác nhận thông tin về quyền sở hữu BĐS, cũng như truy xuất lịch sử giao dịch đối với một BĐS

Với những yêu cầu trên ta cần giải quyết những mục tiêu cụ thể như sau:

- Xác định được khái niệm, vai trò và sự cần thiết phải có một hệ thống quản

lý thông tin chung đối với BĐS tại Việt Nam

- Đề xuất cấu trúc dữ liệu, cấu trúc lưu trữ thông tin, truy xuất dữ liệu BĐS thông qua Blockchain và Smart Contract

- Thực nghiệm xây dựng hệ thống hỗ trợ người dùng nhập thông tin lưu trữ và truy vấn thông tin BĐS Hệ thống được đề xuất xây dựng chỉ quan tâm đến phần lưu trữ và truy vấn thông tin BĐS sau khi đã được thừa nhận bởi hệ thống pháp luật của Việt Nam

1.3 Câu hỏi nghiên cứu

Luận văn nghiên cứu đề xuất giải pháp và xây dựng hệ thống lưu trữ và truy xuất thông tin BĐS tại Việt Nam thông qua công nghệ Blockchain và Smart Contract với những câu hỏi nghiên cứu được đặt ra:

- Hệ thống BĐS hiện tại có những bất cập gì trong quản lý và truy xuất thông tin? Tại sao phải cần xây dựng giải pháp mới để lưu trữ và truy xuất thông tin BĐS?

- Xu thế lưu trữ và quản lý hệ thống thông tin hiện nay là gì? Vì sao lựa chọn nền tảng Blockchain và Smart Contract để xây dựng giải pháp và hệ thống quản lý BĐS? Tính khả thi của giải pháp?

- Tính khả thi của hệ thống quản lý BĐS dựa trên nền tảng Blockchain và Smart Contract?

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là:

- Dữ liệu và thông tin về BĐS

- Cấu trúc, cách thức hoạt động của các hệ thống Blockchain, quá trình thực hiện và xác nhận một giao dịch trên hệ thống

- Cơ chế đồng thuận, mã hoá dữ liệu trên Blockchain, tiêu biểu là Ethereum

- Smart Contract và cơ chế hoạt động trên nền Blockchain

- Hệ thống lưu trữ và quản lý thông tin BĐS tại Việt Nam

Phạm vi nghiên cứu của luận văn giới hạn tập trung vào khai thác thông tin về

bất động sản trên website batdongsan.com

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu định tính: nghiên cứu về các đặc trưng của mạng P2P, mã hoá, chuỗi khối, các nguyên tắc phi tập trung và đồng thuận không tín nhiệm (không cần xác thực của bên thứ 3, giao dịch, xác nhận, nguyên tắc lưu trữ thông tin dữ liệu của hệ thống Blockchain, phương pháp truy vấn thông tin đã được lưu từ hệ thống Blockchain, tìm ra những điểm nổi bật của hệ thống Blockchain và khắc phục những mặt hạn chế của hệ thống thông thường, định nghĩa về hợp đồng và hợp đồng số,

phương thức viết Smart Contract Tất cả những kiến thức đều được tổng hợp thông qua khảo sát và nghiên cứu dữ liệu thứ cấp từ các nghiên cứu liên quan đến Blockchain và Smart Contract từ đó xây dựng phương pháp phù hợp với đề tài nghiên cứu

Nghiên cứu thực nghiệm: thu thập dữ liệu sơ cấp từ website batdongsan.com,

tổ chức, tính toán và lưu trữ dữ liệu và từ đó ứng dụng hệ thống dữ liệu vào khai thác dựa trên việc xây dựng hệ thống website thực nghiệm bằng ngôn ngữ nodejs, javascript, API trên nền tảng Blockchain và Smart Contract

1.6 Ý nghĩa của nghiên cứu

Đề xuất một phương pháp thiết kế Smart Contract cho phép phát triển hệ thống lưu trữ và truy xuất thông tin của bất động sản thông qua công nghệ Blockchain Bằng việc sử dụng hệ thống Blockchain hệ thống được đề xuất xây dựng còn trở thành công

cụ hỗ trợ cho việc phát triển hệ thống giao dịch bất động sản không cần giấy tờ, an toàn và tối ưu

1.7 Sơ đồ quy trình nghiên cứu

Quy trình nghiên cứu xuất phát từ vấn đề nghiên cứu, từ vấn đề đó ta xác định mục tiêu đối tượng và phạm vi nghiên cứu sau đó ta thực hiện theo tiến trình sau: tìm hiểu Blockchain, Smart Contract và các cơ sở lý thuyết, tìm hiểu các công trình nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước, sau đó tiến hành thiết kế cấu trúc dữ liệu

và các thành phần trong hệ thống, cuối cùng xây dựng hệ thống nguyên mẫu, đánh giá lại độ hiệu quả của hệ thống và đưa ra đánh giá và đề xuất

Hình 1.1 Sơ đồ quy trình nghiên cứu

(Nguồn: Tác giả)

1.8 Kết cấu của bài nghiên cứu

Cấu trúc của luận văn bao gồm 5 chương:

Chương 1: Tổng quan đề tài Chương này trình bày về cơ sở hình thành đề tài, mục tiêu nghiên cứu, câu hỏi nghiên cứu, đối tượng, phạm vi nghiên, phương pháp nghiên cứu, ý nghĩa của nghiên cứu và sơ đồ quy trình nghiên cứu

Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương này trình bày về các cơ sở lý thuyết có liên quan đến nghiên cứu và các ứng dụng liên quan

Chương 3: Đề xuất và thiết kế hệ thống Chương này nêu lên hiện trạng của vấn đề

từ đó đề xuất ra giải pháp, tiếp theo là phân tích và đề ra chi tiết các thành phần của giải pháp

Chương 4: Thực nghiệm hệ thống và thảo luận kết quả Chương này trinh bày kết quả thực nghiệm của hệ thống và thảo luận kết quả

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển Chương cuối cùng đánh giá những vấn đề

đã được giải quyết, những khó khăn còn tồn động và hướng phát triển luận án trong tương lai

CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 2 tập trung giới thiệu các khái niệm liên quan đến công nghệ Blockchain, phân loại các hệ thống Blockchain, một số ứng dụng của công nghệ Blockchain, tìm hiểu sâu hơn về Ethereum, cách vận hành và hoạt động của Smart Contract

Hợp đồng Ricardian (Grigg, 2006) là một định dạng tài liệu cho các hợp đồng

có thể đọc được bởi con người và máy tính, hợp đồng của Ricardian còn là một chuẩn thiết kế phần mềm và được ứng dụng vào các công cụ tài chính trên nền tảng Internet.Hợp đồng Ricardian có thể được định nghĩa là một tài liệu duy nhất:

- Hợp đồng được cung cấp bởi một tổ chức phát hành cho các bên nắm giữ

- Có một giá trị nào đó đối với bên nắm giữ và được quản lý bởi tổ chức phát hành

- Dễ dàng đọc hiểu (như hợp đồng trên giấy)

- Có thể đọc được bằng các phần mềm (hoạt động như một loại cơ sở dữ liệu)

- Được ký điện tử

- Chứa các khóa và thông tin máy chủ

- Tồn tại một định danh duy nhất và an toàn

2.1.1.2 Smart Contract

Hợp đồng thông minh là một giao thức thiết lập, xác minh hoặc thực thi đàm phán hợp đồng Thuật ngữ và ứng dụng của Smart Contract được mô tả bởi Nick Szabo vào năm 1994 - 1997 như sau:hợp đồng thông minh là một giao thức giao dịch

trên máy vi tính thực hiện các điều khoản của hợp đồng Mục tiêu chung của việc thiết kế Smart Contract là để thoả mãn những điều khoản chung của một hợp đồng (như điều khoản thanh toán, thế chấp, bảo mật, và thậm chí là các yêu cầu), giảm thiểu các trường hợp ngoại lệ cố ý và cả vô tình, và giảm thiểu nhu cầu cần một bên trung gian đáng tin cậy để giám sát quá trình thực hiện hợp đồng Mục tiêu về mặt kinh tế mà ta có thể đạt được bao gồm giảm gian lận, giảm chi phí giám sát và thực thi và một số chi phí giao dịch khác (Szabo, 1996).

2.1.2 Mạng ngang hàng (P2P)

Mạng ngang hàng hay Peer to Peer (P2P) là một hệ thống máy tính kết nối với nhau thông qua Internet, và chia sẻ dữ liệu mà không cần máy chủ trung tâm Các mạng máy tính ngang hàng sử dụng cấu trúc phân tán (phi tập trung) (Schollmeier, 2002) Nói theo cách khác, mạng P2P không có phân biệt máy chủ (server) và máy khách (client)

Vì mỗi nút đều có chức năng lưu trữ, truyền và nhận tệp, mạng ngang hàng có

xu hướng hoạt động nhanh và hiệu quả hơn khi cộng đồng người dùng của họ phát triển lớn hơn Ngoài ra, kiến trúc phân tán của họ làm cho các hệ thống P2P có khả năng chống lại các cuộc tấn công mạng rất cao Không giống như các mô hình truyền thống, mạng P2P không có sự hư hỏng tại một điểm

Hình 2.1 So sánh mạng mạng ngang hàng và mạng trung tâm (wowza,

2020; steemit, 2018)

Cơ sở dữ liệu phân tán là cơ sở dữ liệu trong đó dữ liệu có thể được lưu trữ trên nhiều máy chủ Các máy chủ này có thể được đặt ở cùng một vị trí thực tế hoặc có thể được phân tán trên một mạng các máy chủ được kết nối với nhau Cơ sở dữ liệu phân tán chứa tất cả các bản phi giao dịch và được chia sẻ giữa những người tham gia trong các mạng ngang hàng một cách an toàn và tuyệt đối Trong ngành tiền điện

tử, thuật ngữ P2P thường dùng để chỉ việc giao dịch tiền điện tử hoặc tài sản kỹ thuật

số thông qua mạng phi tập trung

Như đã nói ở phần trên, mạng ngang hàng không có máy chủ (server) và máy khách (client) Thay vào đó mỗi nút giữ một bản sao của các tệp, đóng vai trò là máy khách và máy chủ cho các nút khác Vậy về bản chất, mạng ngang hàng được duy trì bởi một mạng lưới người dùng phân tán

Trên mạng P2P, các thiết bị sử dụng các ứng dụng phần mềm được thiết kế để làm trung gian cho việc chia sẻ dữ liệu Khi muốn tìm và tải các tệp, người dùng có thể gửi yêu cầu tìm kiếm đến các thiết bị khác trên mạng Và khi đã tải xuống một tệp, họ có thể đóng vai trò là nguồn của tệp đó Nói theo một cách khác, thì khi tải xuống một tệp từ nút A, thì nút B sẽ đóng vai trò như máy khách Còn khi nút A tải xuống một tệp từ nút B thì nút B sẽ đóng vai trò là máy chủ

Các đặc điểm của mạng ngang hàng trong Blockchain (Nakamoto, không ngày tháng):

- Các node trong network liên kết trực tiếp với nhau trực tiếp trong môi trường Internet

- Không có ngân hàng nào hoặc máy chủ trung tâm nào có thể kiểm soát các giao dịch, các node trong network đều bình đẳng với nhau Thay vào đó là sử dụng một sổ cái gọi là Blockchain để ghi lại công khai tất cả các giao dịch

- Tính bảo mật cao, network gần như là không thể bị một cá nhân kiểm soát bởi nhờ sự kiểm soát, xác minh các giao dịch theo các quy tắc đồng thuận

- Tính trung thực rất cao do mọi giao dịch đều lưu dấu

Bởi vậy cấu trúc mạng ngang hàng trong Blockchain là yếu tố giúp cho việc giao dịch các loại tiền điện tử, các tài sản ảo hoặc các tài sản được xác minh thông qua hệ thống Blockchain không cần phải thông qua bên trung gian

Hình 2.2 Phân phối Blockchain trên mạng ngang hàng (Notaris, 2017)

2.1.3 Mã hoá dữ liệu (Data Encrypt)

Trong thế giới điện toán, mã hóa là việc chuyển đổi dữ liệu từ định dạng có thể đọc thành định dạng được mã hóa chỉ có thể được đọc hoặc xử lý sau khi được giải

mã Mã hóa là khối xây dựng cơ bản của bảo mật dữ liệu và là cách đơn giản và quan trọng nhất để đảm bảo thông tin của hệ thống máy tính không thể bị đánh cắp và đọc bởi những người muốn sử dụng nó cho các phương tiện bất chính Mã hoá được sử dụng bởi cả người dùng cá nhân và các tập đoàn lớn và được sử dụng rộng rãi trên internet để đảm bảo sự thông tin của người dùng được gửi giữa trình duyệt và máy chủ (Dmitry Khovratovich, 2011)

Thông tin đó có thể bao gồm mọi thứ từ dữ liệu thanh toán đến thông tin cá nhân Các công ty thuộc mọi quy mô thường sử dụng mã hóa để bảo vệ dữ liệu nhạy cảm trên máy chủ và cơ sở dữ liệu của họ Mã hoá được phát triển dựa trên hai nền

tảng kỹ thuật chính là hàm băm và chữ ký số để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu trên

toàn bộ hệ thống (Dmitry Khovratovich, 2011)

2.1.3.1 Hàm băm (hash function)

Hàm băm là một giải thuật được sử dụng để ánh xạ dữ liệu có kích thước tùy ý sang dữ liệu có kích thước cố định (Knuth, 1973) Các thuật toán băm đã trở nên quan trọng trong các lĩnh vực như mã hóa, đồ họa, liên lạc thông tin và sinh học

Cụ thể, hàm băm lấy bất kỳ độ dài thông tin nào và tạo ra một chuỗi các chữ cái

và số luôn có cùng độ dài bất kể kích thước của đầu vào Đầu ra này là một hàm băm Đây là một hàm một chiều vì nếu chỉ biết hàm băm, sẽ không thể tìm ra thông tin gốc (Knuth, 1973)

Thông tin gốc (Độ dài bất kỳ) => Hàm băm => Hash (Độ dài cố định)

Hash => Hàm Hash => Thông tin gốc

Nếu nhập thông tin chính xác nhiều lần, nó sẽ tạo ra hàm băm chính xác Vì vậy, nếu đặt một từ thông qua hàm băm, nó sẽ luôn xuất hiện cùng một chuỗi số và chữ cái, nhưng chỉ thay đổi một chữ cái trong từ sẽ tạo ra một bộ số và chữ cái hoàn toàn khác nhau Về cơ bản, cách duy nhất để tìm ra một hàm băm cụ thể là đưa ra các câu trả lời có thể nhanh nhất và thường xuyên nhất có thể thông qua thuật toán với hy vọng cuối cùng tìm ra đầu ra hoặc hàm băm chính xác

Hình 2.3 Ví dụ về quá trình hash dữ liệu (Roccia, 2019)

Đặc điểm của hash function trong hệ thống Blockchain:

- Hệ thống Blockchain thường sử dụng SHA256

- SHA 256 tạo ra mã băm có độ dài 256 bit

- Khi dữ liệu đã được hash, bất kỳ thông tin dữ liệu bị sửa đổi sẽ dễ dàng phát hiện ra

2.1.3.2 SHA256

Trong thuật toán SHA, người ta xác định giá trị băm ban đầu, thông tin có thể

sử dụng để biến đổi giá trị ban đầu này là dữ liệu đầu vào Trong trường hợp

SHA-256, dữ liệu đầu vào được chia ra thành nhiều phần, mỗi phần có độ dài 64 byte (Dmitry Khovratovich, 2011)

Dữ liệu được chia ra được gọi là “message block” (khối thông báo, thông tin) Khi dữ liệu đầu vào vượt quá 64 byte, nhiều message block sẽ được tạo thành Tiếp theo, message block đầu tiên được sử dụng làm thay đổi giá trị băm ban đầu để tính

ra giá trị băm mới Sau đó, nó được xử lý theo phương thức giá trị băm tạo thành sẽ được biến đổi bằng message block tiếp theo để cho ra giá trị mới, và tiếp tục lặp lại với lần lượt các message block Và giá trị băm được đưa ra bởi message block cuối

là kết quả cuối cùng Cứ như vậy, bằng cách sử dụng dữ liệu đầu vào được chia ra

thành những phần 64 bytes và biến đổi giá trị băm, chúng ta có thể thu được những giá trị có cùng độ dài bit bất kể độ dài dữ liệu đầu vào (Dmitry Khovratovich, 2011)

Hình 2.4 Quy trình hash dữ liệu (steemit, 2018)

2.1.3.3 Chữ ký số

Chữ ký số là một dạng chữ ký điện tử được tạo ra bằng sự biến đổi một thông điệp dữ liệu sử dụng hệ thống mật mã không đối xứng, theo đó, người có được thông điệp dữ liệu ban đầu và khóa công khai của người ký có thể xác định được chính xác khác với chữ ký viết tay, Chữ ký số không đòi hỏi dạng giấy mực Nó đóng vai trò như chữ ký đối với các nhân hay con dấu đối với doanh nghiệp Chữ ký điện tử được

sử dụng trong Blockchain và được gọi là public key cryptography hay mật mã khóa công khai… (Paul, 2007) Chữ ký số thường được sử dụng để đạt được tính toàn vẹn

dữ liệu, xác thực và chống thoái thác

2.1.3.4 Quá trình ký và xác nhận chữ ký số

Bước đầu tiên là băm thông điệp hoặc dữ liệu kỹ thuật số Điều này được thực hiện bằng cách gửi dữ liệu qua một thuật toán băm để tạo ra giá trị băm (nghĩa là thông điệp được mã hóa) Như đã đề cập, các thông điệp có thể có các kích thước khác nhau, nhưng khi chúng được băm, tất cả các giá trị băm của chúng có cùng độ dài Đây là thuộc tính cơ bản nhất của hàm băm (Chuen, 2015)

Tuy nhiên, không bắt buộc phải băm dữ liệu để tạo chữ ký số vì người ta có thể

sử dụng khóa riêng để ký một thông điệp không bị băm Nhưng đối với tiền điện tử,

dữ liệu luôn được băm vì việc xử lý các mã băm có độ dài cố định là yếu tố tạo điều kiện thuận lợi cho toàn bộ quá trình

Sau khi thông điệp được băm, người gửi thông điệp cần ký tên vào đó Đây là thời điểm mà mật mã khóa công khai phát huy tác dụng Có một số loại thuật toán chữ ký số, mỗi loại có cơ chế riêng Nhưng về cơ bản, thông điệp được băm sẽ được

ký bằng một khóa riêng và người nhận thông điệp sau đó có thể kiểm tra tính hợp lệ của nó bằng cách sử dụng khóa công khai tương ứng (do người ký cung cấp)

Hình 2.5 Quy trình ký và xác nhận chữ ký số (SharmaK-D, 2019)

Nói cách khác, nếu khóa riêng không được bao gồm khi chữ ký được tạo, người nhận tin nhắn sẽ không thể sử dụng khóa công khai tương ứng để xác minh tính hợp lệ của nó Cả khóa công khai và khóa riêng đều do người gửi thông điệp tạo

ra, nhưng chỉ có khóa công khai được chia sẻ với người nhận Điều đáng chú ý là chữ

ký điện tử có liên quan trực tiếp đến nội dung của mỗi thông điệp Vì vậy, nếu chữ

ký viết tay giữ nguyên bất kể nội dung thông điệp tin nhắn là gì, mỗi tin nhắn được

ký bằng phương pháp kỹ thuật số sẽ có một chữ ký số khác nhau

2.1.4 Blockchain

Theo Satoshi Nakamoto (Nakamoto, n.d.), Blockchain là một cơ sở dữ liệu phân tán duy trì một danh sách các bản ghi (còn được gọi là các block) liên kết với nhau Blockchain lần đầu tiên được sử dụng để hỗ trợ đồng tiền kỹ thuật số Bitcoin, sau đó nhiều đồng tiền kỹ thuật số khác tiếp tục ứng dụng và Blockchain theo hướng phù hợp với nhu cầu của họ mà nổi tiếng chỉ đứng sau Bitcoin chính là Ethereum Cốt lõi của công nghệ Blockchain là một sổ cái phân tán với hai loại giao dịch: một giao dịch genesis (block đầu tiên) duy nhất tạo ra giá trị và giao dịch chuyển giao chuyển giá trị từ bên này sang bên khác Mỗi giao dịch được ký điện tử bởi nhà phát hành và đăng lên sổ cái toàn cầu Một nhóm các giao dịch sau đó được thu thập thành một block và block đó được xác nhận bởi bên thứ ba (miner) và bị khóa Cơ chế này đại diện cho sức mạnh của công nghệ blockchain Mỗi block trong blockchain không thể bị thay đổi vì nó được liên kết với block tiền nhiệm của nó và bất kỳ thay đổi nào đối với bất kỳ block nào cũng đều làm mất hiệu lực tất cả các block kế tiếp Hơn nữa, một block tồn tại trong chuỗi sổ cái toàn cầu càng lâu, nó càng trở nên uy tín Mỗi người tham gia vào mạng lưới toàn cầu giữ một bản sao của sổ cái và mọi block mới được tạo sẽ được phát cho tất cả những người tham gia để thêm vào bản sao của sổ cái toàn cầu được lưu trên thiết bị các nhân của họ (Nakamoto, không ngày tháng) Mỗi block đều chứa thông tin dữ liệu giao dịch, nó được liên kết với các block trước thông qua việc sử dụng hash của block trước (previousHash) để tạo ra hash của block hiện tại nhờ đó dữ liệu đều được nhất quán,

Hình 2.6 Mô tả cấu trúc của một block trong chuỗi Blockchain (bitcoinvietnamnews,

2.1.5 Các phương pháp đồng thuận phổ biến trong Blockchain

2.1.5.1 Bằng chứng công việc - Proof of Work (PoW)

PoW tồn tại trước các loại tiền điện tử, nhưng nó mới trở nên nổi tiếng kể từ khi được sử dụng trong Bitcoin và Ethereum Sẽ rất dễ dàng để ai đó hack một hệ thống

sổ cái phân tán nơi mà một người bất kì có thể tham gia vào quá trình xác minh giao dịch Tuy nhiên, PoW ngăn một thực thể bất kỳ đạt được sức mạnh điều khiển toàn

bộ network, giao dịch trong network khi làm việc với PoW cần có sức mạnh tính toán, quá trình xác minh giao dịch trên còn được gọi là mining (Nakamoto, n.d.) Mục đích của mining là để xác minh tính hợp pháp của một giao dịch và quá trình sẽ diễn ra như sau:

- Một số giao dịch được nhóm chung vào một nhóm bộ nhớ

- Các miner xác minh từng giao dịch một cách riêng biệt bằng cách giải một câu

Nếu như các giao dịch Bitcoin thay thế tất cả các giao dịch hiện tại, ví dụ: thay thế Visa hoặc Mastercard thì lượng điện năng cần thiết để xác nhận tất cả giao dịch

sẽ vượt quá mức tiêu thụ toàn cầu hiện tại Tuy nhiên, việc tạo ra một block cần nhiều sức mạnh tính toán gây hao tổn điện năng như vậy là nhằm ngăn chặn những kẻ tấn công tái tạo lại toàn bộ Blockchain theo hướng có lợi cho họ, bởi lẽ khi đó một cuộc

tấn công nếu thành công thì số tiền họ bỏ ra để thực hiện có nhiều hơn cả số tiền mà

họ dự định kiếm được (Jakobsson & Juels, 1999)

Hình 2.8 Cơ chế đồng thuận PoW (Rosic, 2017)

Bằng chứng cổ phần - Proof of Stake (PoS)

PoS là một cách khác để đạt được thỏa thuận giao dịch trong một network Nó khá gần với PoW nhưng quá trình thực hiện thì lại khác Thuật toán đồng thuận PoS

là thuật toán thay thế phổ biến nhất cho PoW Các hệ thống PoS được thiết kế để giải quyết sự thiếu hiệu quả và các vấn đề mới thường xuất hiện trên các Blockchain dựa trên PoW Nó đặc biệt giải quyết vấn đề về các chi phí liên quan đến việc đào PoW

(sự tiêu thụ điện năng và phần cứng) Về cơ bản, Blockchain dựa trên PoS được bảo mật theo một cách thức tiền định (Hình 2.9)

Hình 2.9 Cơ chế đồng thuận PoS (Rosic, 2017)

Trong khi các hệ thống PoW dựa vào các khoản đầu tư từ bên ngoài (tiêu thụ điện năng và phần cứng), Blockchain PoS lại được bảo mật qua các khoản đầu tư nội

bộ (bản thân tiền điện tử của nó) Ngoài ra, các hệ thống PoS khiến việc tấn công một blockchain trở nên tốn kém hơn, vì để thực hiện một cuộc tấn công thành công, kẻ tấn công phải sở hữu ít nhất 51% tổng số xu đang lưu hành Các cuộc tấn công thất

bại sẽ dẫn đến các khoản tổn thất tài chính khổng lồ Mặc dù có những điểm tích cực

và những lập luận thuyết phục về PoS, nhưng những hệ thống này vẫn đang ở trong các giai đoạn đầu của nó và vẫn chưa được thử nghiệm ở các quy mô lớn hơn (Buterin, 2014)

2.1.5.2 Bằng chứng cổ phần được ủy quyền - Delegated Proof of Stake (DPoS)

DPoS là một nỗ lực để vượt qua sự thiếu hiệu quả mà cả PoW và PoS đều phải đối phó Bằng chứng cổ phần được ủy quyền sử dụng quyền bỏ phiếu theo thời gian thực kết hợp với hệ thống mức độ tin cậy của các bên tham gia để đạt được sự đồng thuận (Larimer, 2017)

Thuật toán đồng thuận PoS được ủy quyền (DPoS) được phát triển bởi Daniel Larimer vào năm 2014 Bitshares, Steem, Ark, và Lisk là một số dự án tiền điện tử

sử dụng thuật toán đồng thuận DPoS

Một blockchain sử dụng DPoS dựa vào một hệ thống bầu chọn trong đó những chủ sở hữu cổ phần giao các công việc của mình cho bên thứ ba Thuật toán DPoS tạo ra một hệ thống bầu chọn phụ thuộc trực tiếp vào danh tiếng của những đại diện Nếu một node được bầu chọn cư xử sai trái hoặc hoạt động không hiệu quả, node đó

sẽ nhanh chóng bị trục xuất và được thay bởi node khác Vì vậy, thuật toán DPoS tạo

ra một hệ thống bầu chọn phụ thuộc trực tiếp vào danh tiếng của những đại diện Nếu một node được bầu chọn cư xử sai trái hoặc hoạt động không hiệu quả, node đó sẽ nhanh chóng bị trục xuất và được thay bởi node khác (coinbureau, 2020) (Larimer, 2017)

2.1.6 Phân loại các hệ thống Blockchain

Hệ thống Blockchain được chia thành ba loại chính sau: Public Blockchain, Private Blockchain, Consortium Blockchain, bên dưới là bảng so sánh các đặc trung khác nhau giữa ba loại hệ thống Blockchain

hoặc hạn chế

Có thể được tất cả hoặc hạn chế

Khả năng điều

chỉnh thông tin

Không thể bị thay đổi

Có thể bị thay đổi Có thể bị thay đổi

Qúa trình đồng

thuận

Không được cấp quyền

Được cấp quyền Được cấp quyền

Ví dụ tiêu biểu Ethereum, Bitcoin Ripple Các ngân hàng

(Nguồn: Tác giả tự tổng hợp)

2.1.6.1 Public Blockchain

Là một hệ thống blockchain mà bất kỳ người dùng nào trên thế giới cũng có thể đọc, gửi giao dịch và tham gia vào quá trình đồng thuận để xác định các block được thêm vào blockchain Mọi người dùng có máy tính và kết nối internet đều có thể được trở thành một node trong network và đồng bộ hóa nó với toàn bộ lịch sử blockchain

và cho phép cá nhân trên tham gia vào quá trình đồng thuận và quá trình trên đòi hỏi phải có hàng nghìn hay thậm chí là hàng vạn node tham gia, do đó đê tấn công hệ thống này là gần như bất khả thi và chi phí rất cao vì phải kiếm được quyền điều khiển của phần lớn các node trong network Một public blockchain thích hợp nhất cho việc phát triển một hệ thống phi tập trung hoàn toàn, tuy nhiên, nó cũng chậm và

lãng phí vì sức mạnh cần thiết để chạy mỗi giao dịch là rất lớn và ngày càng tăng với mỗi block mới được tạo ra (Redrup, 2016)

Hình 2.10 Mô hình Public Blockchain (cloudtp.com, 2020)

Hình 2.11 Mô hình Private Blockchain (Ganapathi, 2020)

2.1.6.3 Consortium Blockchain

Là một dạng của Private Blockchain nơi một tập hợp các node uy tín được chọn trước để kiểm soát quá trình đồng thuận, thay vì cho phép bất kỳ một node người dùng nào tham gia xác minh các giao dịch như trong Public Blockchain hoặc cho phép một node thuộc một tổ chức duy nhất có đầy đủ kiểm soát quá trình đồng thuận như trong Private Blockchain

Một Consortium Blockchain được coi là phi tập trung một phần vì nó hoạt động theo một nhóm chứ không phải là một thực thể Điều này làm cho nó trở thành một ứng cử viên lý tưởng cho các ứng dụng liên quan đến hợp tác kinh doanh Một ví dụ cho consortium blockchain là một sự hợp tác kinh doanh bao gồm 5 tổ chức, mỗi tổ chức vận hành một nút, cả 5 tổ chức trên đều tham gia vào quá trình đồng thuận, quyền đọc có thể được giữ công khai hoặc giới hạn cho một số node như là một số số

tổ chức có quyền xác nhận lại thông tin, vì vậy, nếu một tổ chức không muốn tham gia vào quá trình đồng thuận nhưng vẫn là một phần của sự hợp tác kinh doanh, họ

có thể được cấp quyền chỉ đọc (Zheng, 2018)