Tiểu luận tìm hiểu công nghệ blockchain

lOMoARcPSD|278 270 34

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
KHOA VIỄN THƠNG I

CHUN ĐỀ
Cơng nghệ Blockchain
Nhóm 7

GIẢNG VIÊN : TS. HOÀNG TRỌNG MINH
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Trần Đăng Khoa
Nguyễn Xuân Trường

- B18DCVT237
- B18DCVT433

Nguyễn Hải Hưng

- B18DCVT213

Hà Nội, tháng 03/2022


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain

MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................ 2
BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ................................................................... 4

DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................... 5
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 7
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ......................................................................... 9
1.1. Định nghĩa ............................................................................................ 9
1.2. Mối quan hệ giữa Blockchain và tiền ảo? ......................................... 11
1.3. Mối quan hệ giữa Blockchain và Internet ........................................ 13
1.4. Những đặc điểm chính ....................................................................... 14

CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ............................................. 16
2.1.Giới thiệu và nêu ví dụ khái quát về các hoạt động của Blockchain
.......................................................................................................................16
2.2.Quy tắc sổ cái phân tán ........................................................................18
2.3. Cơ chế đồng thuận phi tập trung ...................................................... 20
2.4. Hệ thống POW ................................................................................... 21
2.5. Nguyên lý tạo khối ............................................................................. 22
2.6. Nguyên lý mã hóa ............................................................................... 23
2.7. Nguy cơ tấn công vào hệ thống an ninh của mạng lưới Blockchain

.......................................................................................................................27
CHƯƠNG 3: NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA BLOCKCHAIN VÀO ĐỜI
SỐNG .......................................................................................................... 31
3.1. Tầm ảnh hưởng của Blockchain trong cuộc sống hiện nay ............. 31
3.2. Các ứng dụng thực tiễn của Blockchain trong cuộc sống ................ 32

CHƯƠNG 4 : TƯƠNG LAI PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ
BLOCKCHAIN .......................................................................................... 42
4.1 Sự phát triển của blockchain từ quá khứ tới hiện tại .................... 42
4.2. Những ứng dụng tiềm năng của blockchain ..................................... 44
4.3. Phối hợp và kết nối sâu hơn và đa dạng hơn với nhiều mặt đời sống

.......................................................................................................................45
Nhóm 7
4.4.

2


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain
4.5. Tiềm năng phát triển của Blockchain ở Việt Nam ........................... 47

KẾT LUẬN .................................................................................................... 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 50


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain

BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Từ tiếng Anh

Giải nghĩa

CLT

Centralized Ledger technology

Sổ cái tập trung

DLT

DLT-Distributed ledger technology

Sổ cái phân tán

PoW

Proof of Work

Bằng chứng công việc

IoT

Internet of thing

Kết nối mạng trên mọi
vật

BTC

Bitcoin

Một loại tiền kỹ thuật số

Msi

Message integrity

Tính tồn vẹn của thơng
điệp

SmC

Smart contract

Hợp đồng thơng minh

Dlc

Decentralized consensus

Cơ chế đồng thuận phi
tập trung

AI

Artificial Intelligence

Trí tuệ nhân tạo

Smart package

Đóng gói thơng minh

SmP

Nhóm 7

4


lOMoARcPSD|278 270 34

Cơng nghệ Blockchain

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 .......................................................................................................... 9
Hình 1.2 .......................................................................................................... 10
Hình 2.1 .......................................................................................................... 17
Hình 2.2 .......................................................................................................... 17
Hình 2.3 .......................................................................................................... 19
Hình 2.4 .......................................................................................................... 20
Hình 2.5 .......................................................................................................... 21
Hình 2.6 .......................................................................................................... 23
Hình 2.7 .......................................................................................................... 23
Hình 2.8 .......................................................................................................... 24
Hình 2.9 .......................................................................................................... 25
Hình 2.10 ........................................................................................................ 25
Hình 2.11 ........................................................................................................ 27
Hình 2.12 ........................................................................................................ 27
Hình 2.13 ........................................................................................................ 30
Hình 3.1 .......................................................................................................... 32
Hình 3.2 .......................................................................................................... 33
Hình 3.3 .......................................................................................................... 34
Hình 3.4 .......................................................................................................... 35
Hình 3.5 .......................................................................................................... 36

Hình 3.6 .......................................................................................................... 37
Hình 3.7 .......................................................................................................... 38
Hình 3.8 .......................................................................................................... 39
Hình 3.9 .......................................................................................................... 40
Hình 3.10 ........................................................................................................ 41
Hình 3.11 ........................................................................................................ 42
Nhóm 7

5


lOMoARcPSD|278 270 34

Cơng nghệ Blockchain
Hình 4.1 .......................................................................................................... 45
Hình 4.2 .......................................................................................................... 46
Hình 4.3 .......................................................................................................... 46
Hình 4.4 .......................................................................................................... 47
Hình 4.5 .......................................................................................................... 47

Nhóm 7

6


lOMoARcPSD|278 270 34

Cơng nghệ Blockchain

LỜI MỞ ĐẦU

An tồn thơng tin, bảo mật và toàn vẹn dữ liệu là một trong những nhu cầu
cấp thiết đối với xu hướng phát triển của xã hội hiện nay . Đối mặt với sự chuyển
biến của tồn xã hội trước cuộc cách mạng cơng nghiệp lần thứ 4 ( cách mạng
công nghiệp 4.0 hay cuộc cách mạng công nghệ kỹ thuật số ). Cuộc cách mạng
này đem đến vơ vàn lợi ích nhưng cũng kéo theo rất nhiều rủi ro, trong đó là sự
phát triển trỗi dậy nhanh chóng của các Hacker trẻ nhằm mục đích đánh chiếm,
ăn cắp thơng tin hay đánh sập thậm chí phá hủy các máy chủ gây rối loạn và gián
đoạn cho người dùng. Trước sự chuyển đổi của nền công nghiệp cũng như sự trỗi
dậy của các Hacker thì vấn đề được đặt ra nhằm giải quyết hai bài tốn : phương
thức nào có thể vừa bảo mật thơng tin khỏi các tình huống đánh cắp nhưng cũng
vừa đảm bảo tính bảo mật và tồn vẹn thơng tin. Để trả lời cho câu hỏi trên thì
hiện nay ngồi những phương thức bảo mật thông tin bằng các phương pháp mã
hóa khác nhau thì nổi bật trong số đó là công nghệ Blockchain.
Blockchain ( chuỗi khối ) là một kỹ thuật mới và rất sáng tạo được phát
minh vào năm 2008. Blockchain áp dụng hai loại mật mã học phổ biến nhất hiện
nay là mã hàm băm và mã RSA để tạo ra chuỗi liên kết cũng như đảm bảo tính
bảo mật, tồn vẹn thơng tin. Ngồi phương áp áp dụng hai loại mật mã thì điều
tạo nên sự đặc biệt cũng như tính vượt trội của cơng nghệ Blockchain so với
những cơng nghệ khác đó là áp dụng mơ hình “ sổ cái phân tán “. Việc kết hợp
hai kỹ thuật trên tạo ra một bước tiến mới trong ngành bảo mật và an ninh mạng
đem đến những lợi ích trong việc bảo mật cùng với tồn vẹn dữ liệu mà cho đến
thời điểm hiện tại vẫn chưa có một kỹ thuật nào khác hay hơn hoặc vượt trội hơn
cơng nghệ Blockchain. Chính vì sự đặc biệt cũng như các tính năng và tiềm năng
ưu việt mà cơng nghệ Blockchain đem lại nên việc triển khai và áp dụng công
nghệ này hiện nay đã được triển khai trên tất cả các nước đã phát triển. Còn đối
với Việt Nam tại thời điểm hiện tại thì những hiểu biết cùng với việc áp dụng
công nghệ Blockchain vào đời sống chưa được rộng rãi.
Bài chuyên đề này gồm 4 phần chính:
1, Tổng quan
2,Nguyên lí hoạt động

3, Những ứng dụng của công nghệ Blockchain trong đởi sống
4,Tương lai phát triển của công nghê Blockchain
Do kiến thức và kinh nghiệm thực tế cịn rất nhiều hạn chế nên bài tiểu
luận này khơng tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn. Nhóm 7 chúng em rất mong
được sự châm trước và đóng góp ý kiến cả thày cô để không những bài tiểu luận
Nhóm 7

7


lOMoARcPSD|278 270 34

Cơng nghệ Blockchain
này có chất lượng cao mà cịn trang bị cho nhóm chúng em kiến thức vững vàng
hơn trong học tập và làm việc sau này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm 7

8


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Định nghĩa
Blockchain là công nghệ chuỗi – khối, cho phép truyền tải dữ liệu một
cách an toàn dựa trên hệ thống mã hóa vơ cùng phức tạp, tương tự như cuốn sổ

cái kế tốn của một cơng ty, nơi mà tiền được giám sát chặt chẽ và ghi nhận mọi
giao dịch trên mạng ngang hàng.
Mỗi khối (block) đều chứa thông tin về thời gian khởi tạo và được liên kết với
khối trước đó, kèm theo đó là một mã thời gian và dữ liệu giao dịch. Dữ liệu khi
đã được mạng lưới chấp nhận thì sẽ khơng có cách nào thay đổi được. Blockchain
được thiết kế để chống lại việc gian lận, thay đổi của dữ liệu.
Công nghệ Blockchain là sự kết hợp giữa 3 loại công nghệ:
 Mật mã học: để đảm bảo tính minh bạch, tồn vẹn và riêng tư thì cơng
nghệ Blockchain đã sử dụng public key và hàm hash function.
 Mạng ngang hàng: Mỗi một nút trong mạng được xem như một client và
cũng là server để lưu trữ bản sao ứng dụng.
 Lý thuyết trò chơi: Tất cả các nút tham gia vào hệ thống đều phải tuân thủ
luật chơi đồng thuận (giao thức PoW, PoS,) và được thúc đẩy bởi động lực
kinh tế.

Hình 1.1 : Sự kết hợp của 3 công nghệ
Hệ thống Blockchain chia thành 3 loại chính:
Nhóm 7

9


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain
 Public: Bất kỳ ai cũng có quyền đọc và ghi dữ liệu trên Blockchain. Q
trình xác thực giao dịch trên Blockchain này đòi hỏi phải có rất nhiều nút
tham gia. Vì vậy, muốn tấn cơng được vào hệ thống Blockchain này cần
chi phí rất lớn và thực sự khơng khả thi. Ví dụ: Bitcoin, Ethereum,…
 Private: Người dùng chỉ được quyền đọc dữ liệu, không có quyền ghi vì

điều này thuộc về bên tổ chức thứ ba tuyệt đối tin cậy. Vì đây là một Private
Blockchain, cho nên thời gian xác nhận giao dịch khá nhanh vì chỉ cần một
lượng nhỏ thiết bị tham gia xác thực giao dịch. Ví dụ: Ripple là một dạng
Private Blockchain, hệ thống này cho phép 20% các nút là gian dối và chỉ
cần 80% còn lại hoạt động ổn định là được.
 Permissioned (hay còn gọi là Consortium): một dạng của Private nhưng
bổ sung thêm 1 số tính năng khác, đây là sự kết hợp giữa Public và Private.
Ví dụ: Các ngân hàng hay tổ chức tài chính liên doanh sẽ sử dụng
Blockchain cho riêng mình.

Hình 1.2 : Các loại chính của cơng nghệ Blockchain.
Các phiên bản của cơng nghệ Blockchain:
 Công nghệ Blockchain 1.0 – Tiền tệ và Thanh tốn: Ứng dụng chính của
phiên bản này là tiền mã hoá: bao gồm việc chuyển đổi tiền tệ, kiều hối và
tạo lập hệ thống thanh toán kỹ thuật số. Đây cũng là lĩnh vực quen thuộc

Nhóm 7

10


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain
với chúng ta nhất mà đôi khi khá nhiều người lầm tưởng Bitcoin và
Blockchain là một..
 Vì Blockchain 1.0 là cơng nghệ đứng sau sự thành cơng của Bitcoin. Bằng
cách sữ dụng các thuật tốn về tiền tệ - ví Blockchain, Blockchain 1.0 hỗ
trợ mọi giao dịch liên quan đến chuyển đổi tiền tệ, kiều hối và thanh toán
kỹ thuật số trong phạm vi tiền điện tử, trong đó có Bitcoin.

 Cơng nghệ Blockchain 2.0 – Tài chính và Thị trường: Ứng dụng xử lý tài
chính và ngân hàng: mở rộng quy mô của Blockchain, đưa vào các ứng
dụng tài chính và thị trường. Các tài sản bao gồm cổ phiếu, chi phiếu, nợ,
quyền sở hữu và bất kỳ điều gì có liên quan đến thỏa thuận hay hợp
đồng.,cụ thể là sự ra đời của Hợp đồng thông minh, giúp cắt giảm trung
gian, tăng mức độ tin tưởng vào thế giới kỹ thuật số hiện đại.
 Công nghệ Blockchain 3.0 – Thiết kế và Giám sát hoạt động: Đưa
Blockchain vượt khỏi biên giới tài chính, và đi vào các lĩnh vực như giáo
dục, chính phủ, y tế và nghệ thuật.
 Bằng việc tích hợp cả hai phiên bản trước đó và kết hợp thêm các tính năng
vượt trội như hệ thống Data, hợp đồng thông minh, nền tảng điện tốn đám
mây, blocklet hoạt động khơng cần máy chủ, … đặc biệt là ứng dụng phân
tán - Decentralized Application.
 Công nghệ Blockchain 4.0 - Doanh nghiệp và ứng dụng giao dịch: Là
công nghệ mới nhất nhắm đến các doanh nghiệp, tập trung tạo ra và chạy
các ứng dụng giao dịch một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn.
Công nghệ này sở hữu tất cả những ưu điểm của các đời công nghệ trước,
đồng thời khắc phục những khuyết điểm về tốc độ xử lý chậm và thiếu nguồn
nhân lực chất lượng cao để vận hành.

1.2. Mối quan hệ giữa Blockchain và tiền ảo?
Thông thường, mọi người thường nhầm lẫn giữa Blockchain và tiền điện
tử là giống nhau. Mặc dù cả hai là những sáng tạo khác nhau, nhưng cả hai đều
Nhóm 7

11


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain
làm việc cùng nhau. Điều đáng chú ý là Blockchain có thể được sử dụng trong
các lĩnh vực khác ngồi tính chất phân tán nó cung cấp cho tiền điện tử. Trong
thời gian gần đây, nhiều tổ chức và chính phủ đang xem xét khả năng ứng dụng
của công nghệ Blockchain. Các doanh nghiệp hiện đang đề xuất sử dụng các
Blockchain riêng để tăng cường công việc. Blockchain đã được thiết kế để lưu
giữ hồ sơ của tất cả các giao dịch diễn ra trên mạng ngang hàng (P2P). Blockchain
hoạt động như một sổ cái ẩn danh. Mặc dù chi tiết của các giao dịch được giữ bí
mật, sổ cái được cơng khai. Do đó, người ta có thể xem nó để xác nhận rằng một
giao dịch đã diễn ra. Công nghệ Blockchain giúp giảm chi phí, tăng cường tính
minh bạch và cho phép hiệu quả.
Satoshi Nakamoto đã tạo ra Blockchain để phục vụ mục đích ghi lại các giao
dịch được thực hiện bằng Bitcoin, do đó trở thành một sổ cái giao dịch cơng
khai. Điều này làm cho Bitcoin trở thành loại tiền điện tử đầu tiên sử dụng
Blockchain trong việc ghi lại tất cả các giao dịch mà khơng có sự can thiệp của
bên ngoài hoặc cơ quan trung ương. Tiền điện tử hầu hết thời gian dựa vào
Blockchain. Để khai thác các loại tiền điện tử như Bitcoin, Blockchain là không
thể tránh khỏi. Blockchain chứa một tập hợp các khối với mỗi khối chứa chi tiết
về dữ liệu giao dịch hoặc giao dịch được thực hiện bằng tiền điện tử. Mỗi khối
riêng lẻ được tạo thành từ các câu đố đang được giải quyết bởi các thợ mỏ để xác
nhận các giao dịch. Sau khi giải quyết thành công vấn đề, một khối mới được tạo
và xuất bản lên các nút khác. Người khai thác sau đó được thưởng cho việc hồn
thành nhiệm vụ như thiết kế sàn giao dịch tiền ảo ứng dụng Blockchain Như đã
nói trước đó, Blockchain đóng vai trị là một sổ cái để ghi lại tất cả các giao dịch
được thực hiện bằng tiền điện tử và có thể mất tới 30 phút hoặc hơn để giao dịch
Bitcoin được ghi lại. Khi điều này xảy ra, các chi tiết của giao dịch đều được xác
nhận và giải quyết trong một khoảng thời gian ngắn trên tất cả các nút. Khi một
giao dịch đã được ghi lại, dữ liệu sẽ không thể được sửa đổi. Blockchain cũng
đảm bảo rằng ví tiền điện tử tính tốn số dư chi tiêu của họ để các giao dịch mới

Nhóm 7

12


lOMoARcPSD|278 270 34

Cơng nghệ Blockchain
có thể được xác nhận và đảm bảo rằng khơng có nhiều chi tiêu. Điều quan trọng
cần biết là khơng có Blockchain, hầu hết các loại tiền điện tử sẽ không thể chạy
thành công. Để thu hút tất cả các lợi ích của chứng khốn, hầu hết các loại tiền
điện tử đều có, bạn khơng thể làm gì nếu khơng có Blockchain.

1.3. Mối quan hệ giữa Blockchain và Internet

1.3.1.Một cơ sở dữ liệu phân tán
Thông tin được tổ chức trên một Blockchain tồn tại dưới dạng cơ sở dữ liệu
được chia sẻ và hòa hợp liên tục. Đây là cách để sử dụng mạng với những lợi ích
rõ ràng. Cơ sở dữ liệu Blockchain khơng được lưu trữ ở duy nhất một vị trí nào,
nghĩa là các bản ghi được lưu trữ một cách công khai, dễ kiểm chứng. Khơng có
một phiên bản tập trung nào của cơ sở dữ liệu này tồn tại, nên hacker cũng chẳng
có cơ hội nào để tấn cơng nó. Blockchain được lưu trữ bởi hàng triệu máy tính
cùng lúc, dữ liệu của nó có thể truy cập bởi bất cứ ai trên Internet.

1.3.2. Blockchain giống như Google Docs
Với Google Docs, cả hai bên đều có quyền truy cập đồng thời vào cùng một
tài liệu và phiên bản duy nhất của tài liệu đó ln hiển thị cho cả hai. Nó giống
như sổ cái được chia sẻ, nhưng nó là một tài liệu được chia sẻ. Phần phân tán chỉ
hoạt động khi chia sẻ liên quan đến một số người.

1.3.3. Tính bền vững của Blockchain
Cơng nghệ Blockchain giống như Internet vì nó có một sức mạnh được tích
hợp sẵn. Bằng cách lưu trữ những khối thông tin giống nhau trên mạng lưới của
mình, Blockchain khơng thể:
- Bị kiểm sốt bởi bất kỳ một thực thể nào.
- Khơng có điểm thiếu sót, lỗi duy nhất nào.

1.3.4. Minh bạch và không thể bị phá vỡ.
Mạng lưới Blockchain tồn tại trong trạng thái của sự thỏa thuận, tự động
kiểm tra 10 phút một lần. Một loại hệ sinh thái tự kiểm soát giá trị kỹ thuật số,
mạng lưới sẽ điều hòa mọi giao dịch xảy ra trong khoảng 10 phút. Mỗi nhóm giao
Nhóm 7

13


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain
dịch này được gọi là khối. Hai đặc tính quan trong được rút ra từ đây: - Minh
bạch: Dữ liệu được nhúng trong mạng như một khối, cơng khai. - Nó khơng bị
thể bị hỏng: Khi thay đổi bất kỳ đơn vị thông tin nào trên Blockchain có nghĩa là
sử dụng một lượng lớn máy tính để ghi đè lên toàn bộ mạng.

1.3.5. Một mạng lưới các nút.
Một mạng lưới các nút tính tốn tạo thành Blockchain. Nút ở đây là máy
tính được kết nối với mạng Blockchain, sử dụng client để thực hiện nhiệm vụ xác
nhận và chuyển tiếp các giao dịch. Nút sẽ nhận được một bản sao của Blockchain,
được tải tự động khi tham gia mạng lưới Blockchain. Các nút này cùng nhau tạo
ra một mạng lưới cấp 2 mạnh mẽ, một góc nhìn hồn tồn khác về cách mà

Internet có thể hoạt động. Mỗi nút là một “quản trị viên” của mạng Blockchain
và tự động tham gia vào mạng, động lực cho việc tham gia này chính là cơ hội
giành được Bitcoin.

1.3.6. Ý tưởng về phân quyền.
Theo thiết kế, Blockchain là một cơng nghệ được phân quyền. Bất cứ điều
gì xảy ra trên đó đều là chức năng của mạng. Một số gợi ý quan trọng bắt nguồn
từ điều này. Nhờ tạo ra cách mới để xác nhận giao dịch mà những khía cạnh của
thương mại truyền thống có thể trở nên không cần thiết.

1.3.7. Tăng cường bảo mật.
Nhờ lưu trữ dữ liệu trên mạng của mình, Blockchain loại bỏ những rủi ro
đi kèm với dữ liệu được tổ chức tập trung. Mạng của nó khơng có những điểm dễ
bị tổn thương. Trong khi đó, vấn đề bảo mật trên Internet thì ngày càng trở nên
phức tạp.

1.4. Những đặc điểm chính
Blockchain khơng phải là một phép màu, nó cũng có những trở ngại nhất
định mà trong tương lai gần chúng ta cần phải khắc phục. Những quảng cáo hoặc
lời thổi phồng xung quanh Blockchain có thể khiến nhiều người mù qng, khơng
nhận ra sự thật rất rõ ràng rằng, Blockchain tồn tại những bất lợi khi sử dụng
Nhóm 7

14


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain
khiến các ngành công nghiệp phải tìm cách giảm thiểu nó trước khi có thể áp

dụng trên quy mơ lớn.

1.4.1. Rất tốn điện
Vì mỗi Blockchain đã sao chép chính mình đến mọi nút trên Blockchain
nên đã tạo ra một số lượng lớn những sự dư thừa. Mỗi lần giao dịch Bitcoin được
thực hiện, nó được xác nhận nhiều lần vì có nhiều nút trên mạng. Quy trình này
sử dụng rất nhiều điện. Các Blockchain tư nhân có thể khơng bị ảnh hưởng nhiều
vì họ có thể giới hạn các Blockchain đến một số ít máy tính. Tuy nhiên, nếu là
ngân hàng, phải xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi phút trên tồn cầu, thì đây sẽ là
vấn đề lớn.

1.4.2. Tốn không gian lưu trữ
Ngay bây giờ, để vận hành một nút trên Blockchain Bitcoin, bạn phải tải
xuống 60GB dữ liệu. Sẽ như thế nào nếu dữ liệu là 1 Terabyte? Nếu thị trường
Bitcoin phát triển mạnh, sẽ có nhiều Blockchain với dung lượng hàng Terabyte
xuất hiện trong thực tế. Khi đó, chỉ có các trang trại máy chủ và những người
thực sự quan tâm đến việc thương mại hóa tiền kỹ thuật số quy mơ lớn, mới có
thể vận hành tồn bộ các nút. Điều này sẽ tạo ra một mạng lưới tập trung, vốn
được coi là một sự phân quyền kỳ lạ.

1.4.3. Tính khơng thể bị phá vỡ cũng có nhược điểm của nó
Giả sử bạn có một chiếc ví trên mạng, bạn bị mất chìa khóa chứng thực để
mở ví đó. Khơng có liên kết để reset mật khẩu, khơng có hotline hỗ trợ. Bạn mất
tồn bộ số tiền trong ví. Khơng có sự thu hồi. Bạn mất trắng. Nếu biết cách xử lý
dữ liệu một cách có trách nhiệm, bạn sẽ khơng gặp phải điều giả sử ở trên. Tiền
của bạn vẫn sẽ ở trong túi của bạn, và tất nhiên, bạn có tồn quyền kiểm sốt nó.
Nhưng quyền lực ln đi đơi với trách nhiệm, điều mà không phải ai cũng hiểu
được. Những người như thế chính là nguyên nhân khiến cho 1/4 số Bitcoin trên
trái đất biến mất mãi mãi. Nếu bạn đặt một thứ gì đó lên Blockchain, bạn phải
thật chắc chắn là mình sẽ khơng hối hận. Vì giao dịch một khi được thực hiện sẽ

Nhóm 7

15


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain
không thể đảo ngược, hay làm lại. Nó sẽ ở trên Blockchain mãi mãi, theo đúng
nghĩa đen luôn.

1.4.4. Sửa đổi dữ liệu
Một nhược điểm khác của các hệ thống Blockchain là một khi dữ liệu đã
được thêm vào Blockchain thì việc sửa đổi là rất khó. Mặc dù tính ổn định là một
trong những lợi thế của Blockchain, nhưng nó khơng phải lúc nào cũng tốt. Việc
thay đổi dữ liệu hoặc mã Blockchain thường rất phức tạp và thường cần có một
hard fork, trong đó một chuỗi sẽ bị bỏ và một chuỗi mới được đưa lên.

1.4.5. Chìa khóa cá nhân
Blockchain sử dụng mật mã chìa khóa cơng 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 tài khoản Blockchain (hoặc địa
chỉ) có hai chìa khóa tương ứng: một chìa khóa chung (có thể chia sẻ) và một chìa
khóa cá nhân (cần được giữ bí mật). Người dùng cần chìa khóa cá nhân để truy
cập vào tiền của họ, nghĩa là tự họ đóng vai trị như một ngân hàng. Nếu người
dùng mất chìa khóa cá nhân, tiền sẽ bị mất và khơng thể làm gì hơn được nữa

CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
2.1. Giới thiệu và nêu ví dụ khái quát về các hoạt động của

Blockchain
Trước hết, ta hãy giả sử có một tình huống là A muốn gửi cho B 1 số tiền
nhất định bằng phương pháp chuyển tiền qua trung gian theo cách truyền thống(
ở đây trung gian là ngân hàng X) bằng cách áp dụng mơ hình Sổ cái tập trung(
Centralized Ledger).

Nhóm 7

16


lOMoARcPSD|278 270 34

Cơng nghệ Blockchain

Hình 2.1: Mơ tả cách trao đổi thông tin theo cách truyền thống
 B1 : A muốn gửi cho B 1 số tiền. A sẽ gửi u cầu đến Ngân hàng X đóng
vai trị là trung gian .
 B2 : Ngân hàng X sau khi nhận được yêu cầu từ bên A sẽ tìm kiếm, tra cứu
trong danh sách của mình xem có bên B hay khơng.
 B3 : Sau khi tra cứu tìm thấy bên B thì Ngân hàng X sẽ thực hiện giao dịch
chuyển số tiền bên A đã gửi đến bên B. Nếu như trong q trình tra cứu
khơng có bên B hoặc khơng tồn tại B thì u cầu sẽ hủy bỏ gửi trả lại A.
 B4 : Sau khi bên B nhận được số tiền thì Ngân hàng X sẽ gửi thông báo
đến bên A để thông báo về việc chuyển tiền thành cơng.
Vậy nếu như cũng trong tình huống giả định như vậy nhưng ta lại áp dụng
công nghệ Blockchain thì tình huống sẽ xảy ra như sau.

Hình 2.2: Mơ tả q trình gửi tiền bằng cơng nghệ Blockchain từ A sang B.
Nhóm 7

17


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain
 B1: A muốn gửi 1 số tiền tới cho B. giao dịch là sự xác nhận của hệ thống
các máy tính, gọi là Node( nút ). Các Node này sẽ thực hiện các bước xác
nhận thơng qua thuật tốn. Các node này sẽ kiểm tra xem liệu ví anh A trên
”sổ cái” cịn đủ tiền để chi trả không
 B2: Sau khi kiểm tra và đảm bảo rằng mọi thứ đều chính xác. Các Node sẽ
đóng gói đề xuất của anh A được xác nhận. Các gói này sẽ tạo thành các
Block
 B3: Mỗi nút trong mạng sau đó sẽ nhận được thơng báo này và ánh xạ giao
dịch được yêu cầu vào bản sao sổ cái kế tốn của họ, và theo đó số dư tài
khoản của cả hai bên đều được cập nhật.
 B4: Giao dịch này chỉ được xem là hợp lệ khi nó khớp với lịch sử giao dịch
đã được ghi nhận trên toàn bộ các sổ cái trong mạng
 B5: Block đc thêm vào Blockchain.
 B6: B nhận được tiền từ A
Vậy câu hỏi được đặt ra giữa 2 mô hình trên là :
+ Làm thế nào để biết được đó là tiền của A gửi cho B hoặc làm sao để biết
được chính xác B đã nhận được tiền hay chưa hay đã bị đánh cắp bởi hacker ?,,,,
+ Hacker có thể tập trung đánh vào Ngân hàng X nơi lưu trữ thơng tin thì
mọi thơng tin sẽ bị mất hết . Vậy có cách nào để khắc phục điều này ?,…
+ Nếu như hacker có thể dùng một cách nào đấy để đánh cắp số tiền đó thì
sao ?,… Và để trả lời cho những câu hỏi trên thì vào năm 2008 một người đàn
ơng tên Satoshi Wakamoto đã sáng tạo ra công nghệ Blockchain giúp giải quyết
hết những câu hỏi trên bằng những đặc tính đặc biệt của cơng nghệ Blockchain

mà ta sẽ tìm hiểu sau đây.

2.2. Quy tắc sổ cái phân tán
Cơ sở dữ liệu là Blockchain và mỗi nút trên Blockchain có quyền truy cập
vào tồn bộ Blockchain. Khơng một nút hoặc máy tính nào điều chỉnh thơng tin
chứa trong đó. Mọi nút đều có thể xác thực các bản ghi của Blockchain. Tất cả
Nhóm 7

18


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain
điều này được thực hiện mà khơng có một hoặc một vài trung gian kiểm sốt mọi
thứ. Các giao dịch diễn ra ngang hàng (P2P), trực tiếp giữa 2 bên, không thông
qua một bên thứ ba. Thơng tin về những gì đang xảy ra trên Blockchain được lưu
trữ trên mỗi nút sau đó được chuyển đến các nút lân cận. Bằng cách này, thông
tin lan truyền qua tồn bộ mạng.
Bất cứ ai cũng có khả năng nhìn thấy mọi giao dịch và giá trị băm của nó.
Tất cả những gì bạn thấy trên Blockchain là bản ghi các giao dịch giữa các địa
chỉ Blockchain. Mỗi nút trong Blockchain đều đang lưu giữ một bản sao của sổ
kế toán. Do vậy, mỗi nút đều biết số dư tài khoản của bạn là bao nhiêu. Hệ thống
Blockchain chỉ ghi lại mỗi giao dịch được yêu cầu chứ không hề theo dõi số dư
tài khoản của bạn.
Sau khi ghi lại giao dịch trên Blockchain và Blockchain đã được cập nhật,
thì khơng thể thay đổi hồ sơ của giao dịch này. Hồ sơ của một giao dịch cụ thể
được liên kết với hồ sơ trước. Các bản ghi Blockchain là vĩnh viễn, chúng được
sắp xếp theo thứ tự thời gian và chúng đã cập nhật ở tất cả các nút khác.
Tính ưu việt của sổ cái phân tán tốt hơn sổ cái tập trung ở việc :

+ Đối với sổ cái tập trung : nếu như hacker hay bất cứ một biến cố nào xảy ra đối
với trung tâm lưu trữ thơng tin thì tồn bộ mạng lưới sẽ sụp đổ hoặc gặp trục trặc.

Hình 2.3: Mơ phỏng sự kiện hacker phá hủy làm sập hệ thống lưu trữ thơng
tin
Nhóm 7

19


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain
+ Đối với sổ cái phần tán : Nếu như có bất kỳ yếu tố khơng mong muốn nào xảy
ra với các nút thì sẽ ln ln có 1 hoặc rất nhiều bản sao của trung tâm lưu trữ
thơng tin trên tồn bộ các nút . Giả sử nếu 1 nút bị đánh sập thì ta ln ln có
thể khơi phục lại thơng tin như ban đầu.

Hình 2.4: Mơ hình sổ cái phân tán

2.3. Cơ chế đồng thuận phi tập trung
Thuật tốn đồng thuận có thể được định nghĩa là một cơ chế mà qua đó
một mạng Blockchain đạt được sự đồng thuận. Các Blockchain công cộng (phi
tập trung) được xây dựng như là các hệ thống phân tán. Vì khơng lệ thuộc vào
một cơ quan trung ương nên các nút phân tán cần phải đồng thuận về tính hợp lệ
của các giao dịch và đây là lúc để các thuật toán đồng thuận thể hiện vai trò.
Chúng đảm bảo rằng các quy tắc giao thức đang được tuân theo và đảm bảo rằng
tất cả các giao dịch diễn ra một cách đáng tin cậy.
Các thuật tốn đồng thuận là rất quan trọng để duy trì tính tồn vẹn và bảo
mật của mạng tiền điện tử. Chúng cung cấp phương tiện để các nút phân tán đạt

được sự đồng thuận về phiên bản đúng của Blockchain. Việc đồng thuận với trạng
thái của Blockchain hiện tại là điều cần thiết cho một hệ thống kinh tế kỹ thuật số
hoạt động đúng.
Thuật toán đồng thuận Proof of Work được coi là một trong những lời giải
tốt nhất cho Bài tốn Byzantine. Nó cho phép tạo ra Bitcoin như một hệ thống
Nhóm 7

20


lOMoARcPSD|278 270 34

Cơng nghệ Blockchain
chịu lỗi Byzantine. Điều này có nghĩa rằng Blockchain Bitcoin có khả năng chống
lại các cuộc tấn công, chẳng hạn như tấn công 51% (hoặc tấn cơng nhờ vào chiếm
đa số). Khả năng này có được khơng chỉ nhờ vào tính phi tập trung của mạng mà
cịn nhờ vào thuật tốn PoW. Chi phí cao liên quan đến quá trình đào khiến cho
các thợ đào sẽ không đầu tư nguồn lực của họ để phá vỡ mạng lưới. Trước khi
một khối ưu tiên được thêm vào sổ cái ( chuỗi khối hay Blockchain ) thì nó sẽ
phải giải 1 bài tốn và nếu nó giải được nó sẽ thơng báo cho tất cả tồn bộ các
node trong mạng biết điều đó . Sau khi sự kiện đó được cơng nhận thì 1 khối mới
sẽ được thêm vào chuỗi.

Hình 2.5: Miêu tả cơ chế đồng thuận phi tập trung

2.4. Hệ thống POW
Proof of Work ( Bằng chứng Công việc, thường được viết tắt là PoW ) là
một dạng bằng chứng khơng có kiến thức mật mã, trong đó một bên the prover
(người chứng minh) chứng minh cho những the verifiers (người xác minh) rằng
một lượng nỗ lực tính tốn nhất định đã được sử dụng cho một số mục đích.

Người xác minh sau đó có thể xác nhận khoản chi này với nỗ lực tối thiểu từ phía
họ.
Vào năm 2008, một người đàn ơng tên là Satoshi Nakamoto đã tạo ra một
hệ thống Proof-of-Work (bằng chứng công việc), điều này cho phép bất kỳ ai
cũng có thể đề xuất một khối để nối vào mạng. Để đề xuất một khối, họ phải hy
sinh sức mạnh tính tốn để đoán ra giải pháp mà giao thức đặt ra (để làm điều này

Nhóm 7

21


lOMoARcPSD|278 270 34

Công nghệ Blockchain
họ cần phải băm ( Hash ) dữ liệu nhiều lần để tạo ra một số nhỏ hơn một giá trị
cụ thể.
Quá trình này được gọi là khai thác (đào). Nếu người khai thác đoán đúng
giải pháp, khối mà họ đã xây dựng (bao gồm các giao dịch chưa được xác nhận
mà các người dùng ngang hàng đã gửi cho họ) sẽ được thêm vào chuỗi. Nhờ vậy,
họ sẽ nhận được tiền thưởng dưới dạng một mã thông báo (token) gốc của
Blockchain.
Vậy cuốn sổ cái của chúng ta ở ví dụ trên chính là Blockchain. Nhưng
chúng ta không thêm các giao dịch từng cái một - thay vào đó, chúng ta gộp chúng
thành các khối. Chúng ta thơng báo các giao dịch với mạng, sau đó những người
dùng tạo một khối sẽ đưa chúng vào diện một khối ứng viên. Các giao dịch sẽ chỉ
được coi là hợp lệ khi khối ứng viên trở thành một khối được xác nhận, có nghĩa
là nó đã được thêm vào Blockchain.
Tuy nhiên, việc thêm vào một khối không rẻ. Proof of Work yêu cầu một
thợ đào (người dùng tạo khối) sử dụng một số tài nguyên của chính họ để được

hưởng đặc quyền. Tài nguyên đó là sức mạnh tính tốn, được sử dụng để băm dữ
liệu khối cho đến khi tìm thấy lời giải cho câu đố. Sau khi giải đố xong thì 1 khổi
mới sẽ được tạo ra và được đưa vào cuốn sổ cái.

2.5. Nguyên lý tạo khối
Các dữ liệu hay giao dịch sau khi được đưa lên hệ thống Blockchain sẽ
được nhóm vào các khối khác nhau. Những giao dịch nào mà chưa được thực
hiện cũng được tạo thành. 1 khối riêng và cọi như chúng chưa được xác nhận.
Mỗi nút có thể nhóm các giao dịch với nhau thành một khối và gửi nó vào mạng
lưới như một hàm ý cho các khối tiếp theo được gắn vào sau đó. Để được thêm
vào Blockchain, mỗi khối phải chứa một đoạn mã đóng vai trị như một đáp án
cho một vấn đề toán học phức tạp được tạo ra bằng hàm mã hóa băm khơng thể
đảo ngược.

Nhóm 7

22


lOMoARcPSD|278 270 34

Cơng nghệ Blockchain

Hình 2.6: Cấu tạo của một khối Blockchain
Sau khi tạo thành khối thì các client sẽ gửi thông tin cho các peer khác để
xem xét nếu các peer khác cùng đồng thuận cho phép thì một khối mới sẽ được
thêm vào chuỗi hiện có.

Hình 2.7: Cơ chế liên kết các khối trong Blockchain

2.6. Nguyên lý mã hóa
Hệ thống Blockchain được thiết kế theo cách khơng u cầu sự tin cậy và
bảo đảm bởi độ tin cậy có được thơng qua các hàm mã hóa tốn học đặc biệt. Đặc
biệt đó là bảo mật duy nhất gồm các khóa cơng khai và khóa riêng tư trong mã
hóa RSA. Nếu mã hóa bằng khóa cơng khai thì chỉ có chủ sở hữu của khóa riêng
tư trùng với khóa cơng khai mới có thể giải mã và nắm được nội dung dữ liệu có
trong đó. Ngược lại, khi khơng có bất kỳ trường hợp nào có thể mở được khóa.
Và hàm băm đóng vai trị nối tiếp liên kết các khối lại với nhau thành một chuỗi.
Nhóm 7

23


lOMoARcPSD|278 270 34

Cơng nghệ Blockchain
Hai ngun lý chính đó là hàm băm và mã hóa RSA. Ngồi ra để tối ưu về mặt
bảo mật thì Blockchain cũng áp dụng cả nguyên lý PoW .Sau đây, ta sẽ tìm hiểu
chi tiết về hàm băm và mã hóa RSA.

2.6.1. Hàm Băm
Trong ngành mật mã học , một hàm băm mật mã là một hàm băm với một
số tính chất bảo mật nhất định để phù hợp việc sử dụng trong nhiều ứng dụng bảo
mật thông tin đa dạng, chẳng hạn như chứng thực (authentication) và kiểm tra
tính ngun vẹn của thơng điệp (message integrity). Một hàm băm nhận đầu vào
là một xâu ký tự dài (hay thơng điệp) có độ dài tùy ý và tạo ra kết quả là một xâu
ký tự có độ dài cố định, đơi khi được gọi là tóm tắt thơng điệp (message digest)
hoặc chữ ký số (digital fingerprint).

Hình 2.8: Nguyên lý hoạt động của hàm băm

Hoặc hiểu 1 cách đơn giản là từ 1 file dữ liệu ban đầu sau khi trải qua thuật
tốn băm thì sẽ tạo ra những chuỗi ký tự ngẫu nhiên nhất định và đặc điểm nổi
bật của hàm băm đó là một khi ta đã chuyển đổi file dữ liệu thành ký tự ngẫu
nhiên thì khơng thể có bất kỳ cách nào để có thể khơi phục lại từ dữ liệu đã băm
thành file dữ liệu ban đầu.

Nhóm 7

24


lOMoARcPSD|278 270 34

Cơng nghệ Blockchain

Hình 2.9: Mơ tả tính chất của hàm băm.
Đối với việc áp dụng Hàm băm vào cơng nghệ Blockchain thì hàm băm có
vai trị xác thực các khối với nhau để đảm bảo về tính liên kết giữa các khối. Qua
đó tạo nên tính ổn định và an toàn đối với mỗi chuỗi khối. Với cơ chế mỗi khối
sẽ được tạo ra bằng hai hàm băm đầu và cuối với cơ chế là hàm băm đầu của khối
trước sẽ là hàm băm cuối của khối liền kề sau nó.

Hình 2.10: Cơ chế liên kết giữa các khối dựa trên tính chất của hàm
băm.

2.6.2. Mã Hóa RSA
Trong mật mã học, RSA là một thuật toán mật mã hóa khóa cơng khai. Đây
là thuật tốn đầu tiên phù hợp với việc tạo ra chữ ký điện tử đồng thời với việc

Nhóm 7

25