Trong bài báo khoa học “Cải thiện hiệu năng hệ thống IoT dựa trên rRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon” có triển vọng về hiệu năng nhưng lại chưa đề cập đến vấn đề về bảo mật của cách tối ưu
Trang 1- -
TIỂU LUẬN PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Hà Nội – Tháng 07/2020
Trang 2MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
ĐỀ BÀI 2
Câu 1: 2
Câu 2: 2
Câu 3: 2
BÀI LÀM 3
Câu 1: 3
Câu 2: 6
Bài báo đính kèm 7
Câu 3: 8
Trang 3Đinh Viết Tùng – B16DCVT339 Trang 2
ĐỀ BÀI
CÂU 1:
– Trình tự logic của NCKH gồm những bước nào?
– Phân tích các bước trong trình tự đó bằng ví dụ đề tài nghiên cứu mà anh/chị
đề xuất ở câu 3
CÂU 2:
Anh/chị hãy tìm kiếm 1 bài báo khoa học về chủ đề nghiên cứu mà anh/chị đang quan tâm trong chuyên ngành học của mình (cùng chủ đề câu 3) Nghiên cứu bài báo và xác định:
– Tên đề tài
– Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
– Đối tượng nghiên cứu
– Phạm vi nghiên cứu
– Câu hỏi nghiên cứu
– Giả thuyết nghiên cứu
– Phương pháp nghiên cứu chính
– Đóng góp của đề tài
– Hạn chế của đề tài
Lưu ý: In và đóng kèm bài báo cùng với phần trả lời của câu 2, nếu không có bài báo kèm theo sẽ không được tính điểm cho câu hỏi này
CÂU 3:
Anh/chị hãy xây dựng đề xuất nghiên cứu về 1 vấn đề nghiên cứu trong chuyên
ngành học của anh/chị mà anh/chị quan tâm (theo mẫu).
Trang 4BÀI LÀM
CÂU 1:
Trình tự của nghiên cứu khoa học gồm 7 bước:
Bước 1: Phát hiện vấn đề, lựa chọn đề tài
Phát hiện vấn đề nghiên cứu để xác định chủ đề nghiên cứu Trên cơ sở đó đặt tên đề tài Vấn đề nghiên cứu được phát hiện nhờ các sự kiện thông thường, trong đó chứa đựng những mâu thuẫn giữa lý thuyết vốn tồn tại và thực tế Loại sự kiện như thể được gọi là sự kiện khoa học
Bước 2: Xác định mục tiêu nghiên cứu/Đặt tên đề tài
Mục tiêu nghiên cứu là những nội dung cần được xem xét và làm rõ trong nghiên cứu Mục tiêu trả lời câu hỏi “Nghiên cứu cái gì?” Nhằm mô tả một mục đích cụ thể hoặc định hướng nghiên cứu Mục đích của nghiên cứu phải là xác định, mô tả, hoặc giải thích một tình trạng hoặc dự đoán giải pháp của một vấn đề
Bước 3: Nhận dạng/Đặt câu hỏi nghiên cứu
Câu hỏi nghiên cứu được đặt ra khi người nghiên cứu đứng trước mâu thuẫn giữa tính hạn chế của tri thức khoa học hiện có với yêu cầu phát triển tri thức đó ở trình độ cao hơn Phát hiện được vấn đề nghiên cứu là giai đoạn quan trọng trên bước đường phát triển nhận thức Cần phải viết ngắn gọn, súc tích, tập trung vào mô tả mục tiêu nghiên cứu đang đề cập, khám phá mối quan hệ giữa vấn đề với nhau, đánh giá giữa các công trình trước đó đã có gì khác biệt
Trong nghiên cứu khoa học luôn tồn tại hai lớp câu hỏi: Câu hỏi về bản chất sự vật cần tìm kiếm, và câu hỏi về phương pháp nghiên cứu để làm sáng tỏ, về lý thuyết và
về thực tiễn những câu hỏi thuộc lớp thứ nhất
Câu hỏi nghiên cứu đặt cho người nghiên cứu mối quan tâm: "Cần chứng minh điều gì?" Như vậy, thực chất việc đưa ra được những câu hỏi sẽ tạo cơ sở cho việc tìm kiếm câu trả lời
Tương tự như phát hiện vấn đề nghiên cứu, nhưng câu hỏi nghiên cứu nhằm chi tiết hóa vấn đề nghiên cứu Cũng có thể sử dụng những phương pháp tương tự để đặt câu hỏi nghiên cứu
Bước 4: Đưa luận điểm/Xây dựng giả thuyết nghiên cứu
Giả thuyết nghiên cứu là một kết luận giả định về bản chất sự vật, do người nghiên cứu đưa ra để chứng minh hoặc bác bỏ Xét trong quan hệ giữa giả thuyết với câu hỏi nghiên cứu, thì giả thuyết chính là “câu trả lời” vào “câu hỏi” nghiên cứu đã nêu ra
Người nghiên cứu cần căn cứ vào phân loại nghiên cứu để đưa ra những giả thuyết phù hợp với bản chất của nghiên cứu khoa học
Theo chức năng của nghiên cứu khoa học, giả thuyết được phân chia thành giả thuyết mô tả, giả thuyết giải thích, giả thuyết dự báo, giả thuyết giải pháp Giả thuyết là một phán đoán, cho nên viết giả thuyết khoa học, xét về mặt logic là viết một phán đoán
Trang 5Đinh Viết Tùng – B16DCVT339 Trang 4
Bước 5: Lựa chọn các phương pháp chứng minh giả thuyết
Muốn chứng minh một luận điểm khoa học, người nghiên cứu phải có đầy đủ luận cứ khoa học
Muốn tìm được các luận cứ và làm cho luận cứ có sức thuyết phục người nghiên cứu phải sử dụng những phương pháp nhất định Phương pháp ở đây bao gồm hai loại: phương pháp tìm kiếm luận cứ và phương pháp sắp xếp các luận cứ để chứng minh luận điểm khoa học
Đó là những việc làm cần thiết của người nghiên cứu trong quá trình chứng minh luận điểm khoa học của mình
Bước 6: Tìm kiếm các luận cứ để chứng minh luận điểm
Luận cứ được xây dựng từ những thông tin thu được nhờ đọc tài liệu, quan sát hoặc thực nghiệm Luận cứ trả lời câu hỏi: “Chứng minh bằng cái gì?” Về mặt logic, luận cứ là phán đoán mà tính chính xác đã được chứng minh và được sử dụng làm tiền
đề để chứng minh luận điểm
Để chứng minh luận điểm khoa học, người nghiên cứu cần có hai loại luận cứ: – Luận cứ lý thuyết, là các luận điểm khoa học đã được chứng minh, bao gồm các khái niệm, các tiền đề, định lý, định luật, quy luật, tức các mối liên hệ, đã được khoa học chứng minh là đúng Luận cứ lý thuyết được khai thác từ các tài liệu, công trình khoa học của các đồng nghiệp đi trước Việc sử dụng luận cứ lý thuyết sẽ giúp người nghiên cứu tiết kiệm thời gian, không tốn kém thời gian để chứng mình lại những gì mà đồng nghiệp đã chứng minh
– Luận cứ thực tế, được thu thập từ trong thực tế bằng cách quan sát, thực nghiệm, phỏng vấn, điều tra hoặc khai thác từ các công trình nghiên cứu của các đồng nghiệp
Về mặt logic, luận cứ thực tiễn là các sự kiện thu thập được từ quan sát hoặc thực nghiệm khoa học Toàn bộ quá trình nghiên cứu khoa học, sau khi hình thành luận điểm, là quá trình tìm kiếm và chứng minh luận cứ
Bước 7: Báo cáo/Công bố kết quả nghiên cứu
Người nghiên cứu trình bày kết quả nghiên cứu của mình, đã sử dụng phương pháp nào để có kết quả nghiến cứu Công bố đóng góp của mình, tiềm năng phát triển
và các vấn đề hạn chế còn gặp phải
Phân tích bằng ví dụ đề tài nghiên cứu đề xuất ở câu 3:
Bước 1: Phát hiện vấn đề, lựa chọn đề tài
Hiện nay nhận thấy tiềm năng rất lớn về IoT em có tìm hiểu các chủ đề về IoT nhưng nhận thấy các thiết bị IoT có thiết kế phần cứng không mạnh nên không thể sử dụng các công nghệ phức tạp vào chúng Do đó hướng nghiên cứu là sẽ phân tích, đánh giá hiệu năng của hệ thống IoT hoặc các vấn đề liên quan đến bảo mật trong hệ thống IoT
Bước 2: Xác định mục tiêu nghiên cứu/Đặt tên đề tài
Trang 6Do có tìm hiểu đến hệ thống IoT và các vấn đề bảo mật, hiệu năng của hệ thống nên nhận thấy còn ít nghiên cứu về vấn đề bảo mật Trong bài báo khoa học “Cải thiện hiệu năng hệ thống IoT dựa trên rRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon” có triển vọng về hiệu năng nhưng lại chưa đề cập đến vấn đề về bảo mật của cách tối ưu này Do vậy em
đã tìm hiểu thêm các tài liệu có liên quan đến modul rRF2401, mã Reed-Solomon để hiểu sâu hơn về các vấn đề này và sẽ tập trung nghiên cứu đến bảo mật (sử dụng mật mã nhẹ) cho hệ thống IoT sử dụng công nghệ này Vậy nên xác định tên đề tài là: “Dùng mật mã nhẹ để bảo mật cho hệ thống IoT truyền dẫn vô tuyến dựa trên nRF2401 sử dụng
mã Reed-Solomon.”
Bước 3: Nhận dạng/Đặt câu hỏi nghiên cứu
+ Cần xác định đâu là nguyên nhân dẫn đến bảo mật trên hệ thống IoT chưa cao? + Đặc điểm của các loại mật mã nhẹ là gì?
+ Làm sao để tích hợp các mật mã nhẹ đó vào hệ thống IoT trong bài nghiên cứu
“Cải thiện hiệu năng hệ thống IoT dựa trên rRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon” của các tác giả để hoàn thiện hệ thống hơn
Bước 4: Đưa luận điểm/Xây dựng giả thuyết nghiên cứu
+ Nhận định rằng bảo mật trên hệ thống IoT chưa cao là do hạn chế về phần cứng của các thiết bị IoT do phải cân bằng giữa công suất tiêu thụ và hiệu quả hoạt động của
hệ thống
+ Các loại mật mã nhẹ sử dụng thuật toán tối nên có thể áp dụng cho các thiết bị
có phần cứng không cao nhưng vẫn đảm bảo mức độ bảo mật ở một mức cần thiết
+ Sẽ tích hợp các loại mã hoá này trước khi bản tin được truyền đi để đảm bảo tính bảo mật của hệ thống đồng thời tận dụng hiệu năng của hệ thống IoT mà các tác giả trong bài báo đã đề xuất
Bước 5: Lựa chọn các phương pháp chứng minh giả thuyết
Sử dụng các kết quả đã được chứng minh trong tài liệu tham khảo kết hợp với kiến thức của mình để chứng minh cho giả thuyết đề ra Mô phỏng, tính toán để chứng minh giả thuyết
Bước 6: Tìm kiếm các luận cứ để chứng minh luận điểm
+ Trích dẫn các luận điểm khoa học đã được chứng minh trong tài liệu tham khảo
để chứng minh luận điểm
+ Mô phỏng, quan sát kết quả, phân tích kết quả để chứng minh luận điểm đề ra
Bước 7: Báo cáo/Công bố kết quả nghiên cứu
Báo cáo kết quả nghiên cứu bằng văn bản Chỉ ra được đã tăng cường bảo mật cho hệ thống hệ thống IoT dựa trên rRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon
Trang 7Đinh Viết Tùng – B16DCVT339 Trang 6
CÂU 2:
Tìm kiếm 1 bài báo khoa học về chủ đề nghiên cứu đang quan tâm trong
chuyên ngành học của mình: (In đính kèm sau trang số 7)
Nguyễn Trung Hiếu, Trần Đức Nam, Đinh Sỹ Quảng, Đặng Thế Ngọc (2019)
Cải thiện hiệu năng hệ thống IoT dựa trên rRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon Tạp chí
khoa học công nghệ thông tin và truyền thông (số 03&04 2019), trang 87 – 92
Xác định các yêu cầu:
– Tên đề tài: Cải thiện hiệu năng hệ thống IoT dựa trên rRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon
– Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: Trình bày về một đề xuất xây dựng hệ thống IoT dựa trên modul nRF2401 sử dụng trong việc truyền thông tin không dây giữa IoT node và IoT gateway Bài báo cũng đề cập đến những hạn chế của modul này và trình bày giải pháp ứng dụng mã sửa lỗi Reed-Solomon kết hợp với một số bộ mã khác để nâng cao chất lượng đường truyền vô tuyến
– Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống IoT, Modul nRF2401, mã Reed-Solomon – Phạm vi nghiên cứu: Chỉ nghiên cứu về hiệu năng của hệ thống IoT
– Câu hỏi nghiên cứu:
+ Hệ thống IoT có hiệu năng chưa cao do những nguyên nhân nào? + Hạn chế đang gặp phải của modul nRF2401 là gì?
+ Ưu điểm của mã Reed-Solomon là gì?
+ Làm sao để tích hợp được mã Reed-Solomon vào hệ thống IoT?
– Giả thuyết nghiên cứu:
+ Hệ thống IoT có hiệu năng chưa cao do nhiều nguyên nhân, trong đó có nguyên nhân do truyền dẫn vô tuyến sử dụng modul nRF2401 chưa hiệu quả
+ Hạn chế của modul nRF2401 là xác suất thu lỗi thông tin khá lớn, độ tin cậy chưa cao
+ Mã Reed-Solomon đã được nghiên cứu trong một thời gian dài và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực Khi kết hợp với một số bộ mã khác, nó có thể cải thiện đáng kể chất lượng tín hiệu truyền dẫn ở các môi trường bị ảnh hưởng của tạp âm, can nhiễu hay bị che chắn
+ Sử dụng thêm các mã khác kết hợp với mã Reed-Solomon để đưa mã này vào hệ thống IoT
– Phương pháp nghiên cứu chính: Dựa trên vấn đề thực tiễn về hiệu năng của các
hệ thống IoT truyền dẫn vô tuyến dựa trên nRF2401 các tác giả đã tìm hiểu các tài liệu liên quan đến hệ thống IoT, modul nRF2401, mã Reed-Solomon và một số mã khác Nghiên cứu tài liệu mà các tác giả đã tham khảo để chỉ ra hạn chế về hiệu năng của hệ thống IoT, modul nRF2401, chọn lọc ra các ưu điểm của mã Reed-Solomon Các tác giả
Trang 8thống kê, tính toán các thông số khi áp dụng mã Reed-Solomon kết hợp với các mã khác vào trong hệ thống IoT và mô phỏng hệ thống IoT đề xuất trong nghiên cứu
– Đóng góp của đề tài:
+ Cho thấy hệ thống IoT dựa trên modul nRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon được cải thiện chất lượng đáng kể, tăng hiệu quả hoạt động, chất lượng và tốc
độ truyền tin khi ứng dụng kết hợp các mã sửa lỗi
+ Đề xuất một hệ thống IoT dựa trên nRF2401 có khả năng tùy biến cao,
có tiềm năng triển khai trong thực tế, ứng dụng cho công tác giám sát, thu thập thông tin từ các đầu cuối IoT tốc độ vừa và nhỏ trong thực tiễn
– Hạn chế của đề tài:
+ Chưa có thử nghiệm trong thực tế để chứng minh đúng đắn hơn nữa hiệu quả của nghiên cứu
+ Cải thiện hiệu năng truyền tin nhưng chưa đề cập đến vấn đề bảo mật nếu bị tấn công
Bài báo đính kèm
(trang sau)
Trang 9Đinh Viết Tùng – B16DCVT339 Trang 8
CÂU 3:
Đề xuất nghiên cứu về 1 vấn đề nghiên cứu trong chuyên ngành học:
– Tên đề tài: Dùng mật mã nhẹ để bảo mật cho hệ thống IoT truyền dẫn vô tuyến dựa trên nRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon
– Mục tiêu nghiên cứu: Đề xuất phương án bảo mật cho hệ thống IoT truyền dẫn
vô tuyến dựa trên modul nRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon
– Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống IoT, mật mã nhẹ
– Phạm vi nghiên cứu: Bảo mật trong hệ thống IoT, hệ thống IoT truyền dẫn vô tuyến dựa trên modul nRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon, mật mã dòng và hàm băm nhẹ trong mật mã nhẹ
– Dự kiến kết quả:
+ Chỉ ra được những điểm yếu về bảo mật của hệ thống IoT truyền dẫn vô tuyến dựa trên modul nRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon
+ Đề xuất được phương án bảo mật cho hệ thống IoT truyền dẫn vô tuyến dựa trên nRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon
– Lý do lựa chọn đề tài (Khả năng ứng dụng thực tiễn):
+ Sau khi tìm hiểu về nghiên cứu trong bài báo “Cải thiện hiệu năng hệ thống IoT dựa trên rRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon” phát hiện được một số vấn đề bảo mật chưa tốt của hệ thống này
+ Nhận thấy nghiên cứu về cải thiện hiệu năng hệ thống IoT dựa trên rRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon có triển vọng
– Sơ lược tình hình nghiên cứu:
+ Các tác giả nước ngoài đã có nghiên cứu về tiềm năng của hệ thống IoT, các vấn đề liên quan đến bảo mật và hiệu năng của chúng
+ Các tác giả trong nước chưa có nghiên cứu nhưng chưa đi sâu vào các vấn đề trên
+ Nghiên cứu về “Cải thiện hiệu năng hệ thống IoT dựa trên rRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon” vẫn còn thiếu về vấn đề bảo mật mặc dù rất có tiềm năng phát triển hệ thống
– Dự kiến phương pháp nghiên cứu: Sau khi tìm hiểu bài báo “Cải thiện hiệu năng hệ thống IoT dựa trên rRF2401 sử dụng mã Reed-Solomon” chỉ ra các vấn đề về bảo mật Tìm hiểu các tài liệu có liên quan đến hệ thống IoT, bảo mật trong hệ thống IoT, hàm băm nhẹ, mật mã dòng trong mật mã nhẹ Mô phỏng, tính toán các thông số sau khi áp dụng bảo mật bằng các loại mật mã dòng, hàm băm nhẹ trong mật mã nhẹ khi đưa chúng vào trong hệ thống
– Kế hoạch thực hiện:
+ Chi phí nghiên cứu: 5.000.000 VNĐ
Trang 10+ Tìm kiếm các tài liệu liên quan
+ Đọc và chọn lọc các tài liệu
+ Xây dựng đề cương
+ Triển khai nghiên cứu
+ Viết báo cáo kết quả nghiên cứu
+ Thẩm định nghiên cứu
+ Công bố kết quả và bảo vệ kết quả nghiên cứu