Nghiên cứu công nghệ blockchain và ứng dụng xây dựng hệ thống tra cứu, xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp trực tuyến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN

HỒ SỸ TÚ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN
VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRA CỨU,
XÁC THỰC THÔNG TIN VĂN BẰNG TỐT NGHIỆP

TRỰC TUYẾN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

ĐÀ NẴNG – 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN

HỒ SỸ TÚ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN
VÀ ỨNG DỤNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRA CỨU,
XÁC THỰC THÔNG TIN VĂN BẰNG TỐT NGHIỆP

TRỰC TUYẾN

Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 8480101

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Người hướng dẫn khoa học: TS. Hà Thị Như Hằng

ĐÀ NẴNG – 2022
i

i

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tơi xin chân thành cảm ơn và lịng biết ơn sâu sắc đến TS Hà Thị
Như Hằng, người đã giúp tơi chọn đề tài, dành nhiều thời gian tận tình hướng dẫn,
định hướng nghiên cứu và tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt luận văn này.

Tôi xin cảm ơn các Thầy, Cô ở Trường Khoa Học Máy Tính - Đại học Duy
Tân đã truyền đạt nhiều kiến thức sâu sắc, quý báu về các mơn học trong q trình
giảng dạy, giúp tơi có thêm nhiều kiến thức về lĩnh vực khoa học máy tính.

Tơi cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm Công nghệ thơng tin
- Viễn thơng Quảng Trị cùng tồn thể các đồng nghiệp đã tạo điều kiện về thời gian
để tôi có thể tham gia học tập và hồn thành khóa học.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lịng biết ơn đối với gia đình, bạn bè và những người
thân đã luôn tạo điều kiện, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 12 năm 2021
Họ và tên

Hồ Sỹ Tú

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này là cơng trình nghiên cứu của cá nhân tơi, dưới
sự hướng dẫn của TS Hà Thị Như Hằng. Tất cả số liệu, kết quả nghiên cứu trong
luận văn là trung thực, chưa được người khác công bố trong bất cứ một cơng trình
nghiên cứu nào. Mọi tham khảo từ các tài liệu, cơng trình nghiên cứu liên quan
trong nước và quốc tế đều được trích dẫn rõ ràng trong luận văn.

Đà Nẵng, tháng 12 năm 2021
Họ và tên

Hồ Sỹ Tú

iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN.......................................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH.................................................................................vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.....................................................................viii
MỞ ĐẦU..............................................................................................................1
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG.....................................................................4

1.1. VĂN BẰNG LÀ GÌ................................................................................4
1.1.1. Khái niệm văn bằng.........................................................................4

1.1.2. Giá trị của văn bằng........................................................................4
1.1.3. Một số quy trình liên quan đến văn bằng........................................4

1.2. MỘT SỐ HỆ THỐNG QUẢN LÝ VĂN BẰNG HIỆN TẠI..................5
1.2.1. Hệ thống quản lý văn bằng vật lý....................................................5
1.2.2. Hệ thống quản lý văn bằng số........................................................6

1.3. TỔNG QUAN VỀ BLOCKCHAIN........................................................7
1.4. CÁC PHIÊN BẢN CỦA BLOCKCHAIN..............................................9
1.5. LỢI ÍCH, TIỀM NĂNG VÀ HẠN CHẾ CỦA BLOCKCHAIN...........10

1.5.1. Lợi ích, tiềm năng của Blockchain................................................10
1.5.2. Các hạn chế của Blockchain..........................................................13
1.6. CÁC ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN....................14
1.6.1. Ứng dụng Blockchain trong thanh toán và tiền tệ.........................14
1.6.2. Ứng dụng Blockchain trong quản lý chuỗi cung ứng....................14
1.6.3. Ứng dụng Blockchain để bảo vệ tài sản........................................15
1.6.4. Ứng dụng Blockchain để nhận dạng, hệ thống hồ sơ cá nhân.......15
1.6.5. Ứng dụng Blockchain trong ngân hàng.........................................16
1.6.6. Ứng dụng Blockchain trong giáo dục............................................16
1.6.7. Ứng dụng Blockchain trong y tế....................................................17

iv

1.6.8. Ứng dụng Blockchain trong nông nghiệp......................................18
1.6.9. Ứng dụng Blockchain trong IoT....................................................19
1.6.10. Ứng dụng Blockchain trong lĩnh vực kế toán..............................20
1.6.11. Ứng dụng Blockchain cho Chính phủ điện tử.............................20
1.6.12. Tương lai của công nghệ Blockchain..........................................21
TIỂU KẾT CHƯƠNG 1..............................................................................21

Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN.........22
2.1. NỀN TẢNG VỀ BLOCKCHAIN.........................................................22
2.1.1. Hàm băm.......................................................................................22
2.1.2. Chữ ký số......................................................................................24
2.2. ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA BLOCKCHAIN.........................................26
2.2.1. Cấu trúc phi tập trung....................................................................26
2.2.2. Một cơ sở dữ liệu phân tán............................................................29
2.2.3. Tính bền vững của Blockchain......................................................30
2.2.4. Minh bạch và không thể bị phá vỡ................................................30
2.2.5. Một mạng lưới các nút..................................................................30
2.2.6. Tăng cường bảo mật......................................................................31
2.3. PHÂN LOẠI BLOCKCHAIN..............................................................31
2.3.1. Công khai (Public blockchain)......................................................31
2.3.1. Bí mật (Private blockchain)...........................................................32
2.3.3. Kết hợp (Consortium Blockchain).................................................33
2.4. MỘT SỐ KỸ THUẬT LẬP TRÌNH SỬ DỤNG CHO CÔNG NGHỆ
BLOCKCHAIN........................................................................................... 34
2.4.1. Hàm băm.......................................................................................34
2.4.2. Chữ ký số......................................................................................42
2.4.3. Thuật toán đồng thuận - Consensus...............................................44
2.4.4. Kỹ thuật Block..............................................................................46
2.4.5. Kỹ thuật Blockchain......................................................................47
2.4.6. Kỹ thuật Transaction.....................................................................47

v

2.4.7. Các hàm xử lý liên quan................................................................47
2.5. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN TRONG QUẢN LÝ
VĂN BẰNG................................................................................................49

2.5.1. Ứng dụng Blockchain trong quản lý thông tin văn bằng..............51
2.6.2. Ứng dụng Blockchain trong tra cứu, xác minh văn bằng...............51
TIỂU KẾT CHƯƠNG 2..............................................................................51
Chương 3. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN..............................52
XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ, TRA CỨU VÀ XÁC THỰC THÔNG
TIN VĂN BẰNG TỐT NGHIỆP TRỰC TUYẾN...............................................52
3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................52
3.1.1. Bài toán đặt ra...............................................................................52
3.1.2. Cách tiếp cận và giải quyết............................................................53
3.2. MỤC TIÊU CỦA ỨNG DỤNG............................................................54
3.3. XÂY DỰNG HỆ THỐNG....................................................................54
3.3.1. Kiến trúc hệ thống.........................................................................54
3.3.2. Biểu đồ luồng của hệ thống...........................................................56
3.3.3. Thiết kế cơ sở dữ liệu....................................................................57
3.3.4. Đặc tả chức năng...........................................................................59
3.3.5. Cài đặt hệ thống............................................................................68
3.4. THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ.......................................................70
3.4.1. Dữ liệu thực nghiệm......................................................................70
3.4.2. Kết quả thực nghiệm.....................................................................70
3.4.3. Đánh giá........................................................................................73
TIỂU KẾT CHƯƠNG 3..............................................................................74
KẾT LUẬN CHUNG........................................................................................75
TÀI LIỆU THAM KHẢO

vi
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ST Đầy đủ Giải thích
Viết tắt
Giao diện cổng nối chung

T Các tập tin định nghĩa theo tầng
Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản
1 CGI Common Gateway Interface Một trình duyệt web
Mạng lưới vạn vật kết nối Internet
2 CSS Cascading Style Sheets Máy với máy
Tóm lược thông điệp
3 HTML HyperText Markup Language Viện Tiêu chuẩn và Kỹ thuật quốc

4 IE Internet Explorer gia (Hoa Kỳ)
Ngang hàng
5 IoT Internet of Things Bằng chứng cổ phần
Bằng chứng công việc
6 M2M Machine to Machine Trả lời nhanh
Hệ thống thanh toán thời gian
7 MD Message Digest
thực
National Institute of Standards Thuật giải băm an toàn
8 NIST Ngôn ngữ đánh dấu chuẩn mở

and Technology rộng

9 P2P Peer to Peer Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản

10 PoS Proof of Stake có khả năng mở rộng
Hiệp hội World Wide Web
11 PoW Proof of Work

12 QR Quick Response

13 RTGS Real Time Gross Settlement

14 SHA Secure Hash Algorithm
Standard Generalized Markup

15 SGML
Language

16 GD&ĐT Giáo dục và đào tạo
17 THCS Trung học cơ sở
18 THPT Trung học phổ thông

Extensible HyperText Markup
19 XHTML

Language
20 W3C World Wide Web Consortium

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1: Cấu trúc dữ liệu bảng Blockchain.......................................................57
Bảng 3.2: Cấu trúc dữ liệu bảng Khóa thi...........................................................57
Bảng 3.3: Cấu trúc dữ liệu bảng Trường học.......................................................58
Bảng 3.4: Cấu trúc dữ liệu trường dulieu trong bảng Blockchain.......................58
Bảng 3.5: Dữ liệu tổng hợp phục vụ thực nghiệm...............................................70
Bảng 3.6: Số liệu chi tiết học sinh theo từng trường............................................70

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Mơ hình cơng nghệ Blockchain.............................................................7
Hình 1.2: Các phiên bản của Blockchain...............................................................9
Hình 1.3:Ứng dụng Blockchain trong y tế...........................................................17
Hình 1.4: Ứng dụng Blockchain trong chuỗi cung ứng.......................................18
Hình 2.1: Quy trình hoạt động của hàm băm.......................................................23
Hình 2.2: Quy trình ký số và xác thực chữ ký số.................................................25
Hình 2.3: Cấu trúc dữ liệu của Blockchain..........................................................27
Hình 2.4: Cấu trúc của block gốc trong Blockchain............................................27
Hình 2.5: Mơ hình cơ bản của cơ sở dữ liệu phân tán.........................................29
Hình 2.6: Sơ đồ thuật tốn băm SHA-1...............................................................35
Hình 2.7: Sơ đồ thuật tốn băm SHA-256...........................................................35
Hình 2.8: Hàm nén SHA-256..............................................................................39
Hình 2.9: Quy trình hoạt động của chữ ký số......................................................43
Hình 2.10: Sự xuất hiện đồng thời 2 block trên hệ thống....................................45
Hình 2.11: Sự thống nhất của chuỗi Blockchain trên hệ thống............................46
Hình 2.12: Mơ hình hệ thống quản lý văn bằng bằng cơng nghệ Blockchain......50
Hình 3.1: Cấu trúc của hệ thống tra cứu..............................................................54
Hình 3.2: Biểu đồ luồng của hệ thống.................................................................56
Hình 3.3: Sơ đồ các chức năng trong hệ thống tra cứu........................................59
Hình 3.4: Màn hình chính hệ thống.....................................................................71
Hình 3.5: Màn hình tra cứu thơng tin văn bằng...................................................71
Hình 3.6: Chi tiết thơng tin văn bằng..................................................................72
Hình 3.7: Quản lý người dùng.............................................................................72
Hình 3.8: Quản lý khóa thi..................................................................................73
Hình 3.9: Quản lý thông tin hồ sơ tốt nghiệp.......................................................73

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Theo thời gian số lượng học sinh trung học phổ thơng hồn thành khóa học và

tốt nghiệp càng ngày càng tăng, cùng với việc quản lý phôi văn bằng để cấp cho
người học có nhiều sự thay đổi theo quy định. Thực trạng trên dẫn đến tình trạng
khơng thể kiểm sốt được văn bằng đã cấp cho người học, nói cách khác là khó có
thể phân biệt được văn bằng đó đã cấp cho người học là thật hay giả.

Để giải quyết vấn đề trên, việc lưu trữ dữ liệu hiện tại đang gặp rất nhiều hạn
chế. Do vậy, để phục vụ cho việc đảm bảo an toàn về dữ liệu, thông tin đang được
lưu trữ, các nhà phát triển công nghệ đã nghiên cứu tạo ra những nền tảng và công
cụ mới để giải quyết vấn đề này, chẳng hạn như công nghệ Blockchain.

Qua một thời gian dài làm việc và triển khai các sản phẩm công nghệ thông tin
cho Sở Giáo dục và Đào tạo Quảng Trị, đồng thời cũng nhận thấy được các vấn đề
còn tồn tại trong việc lưu trữ, quản lý hồ sơ tốt nghiệp của học sinh THPT tại Sở.
Sau khi tìm hiểu về cơng nghệ Blockchain, tơi nhận thấy có thể áp dụng cơng nghệ
này trong việc giải quyết các vấn đề đã nêu ở trên mà vẫn đảm bảo độ an tồn và
tính chính xác về dữ liệu. Từ đó, tơi mạnh dạn chọn đề tài: “Nghiên cứu công nghệ
Blockchain và Ứng dụng xây dựng hệ thống Tra cứu, xác thực thông tin văn
bằng tốt nghiệp trực tuyến” nhằm mục đích ứng dụng vào việc lưu trữ, quản lý, tra
cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp tại Sở GD&ĐT Quảng Trị nói riêng
và trong cả nước nói chung.
2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu cơng nghệ Blockchain, một số kỹ thuật lập
trình sử dụng cho công nghệ Blockchain và một số ứng dụng đã có. Từ đó, lựa chọn
cơng nghệ Blockchain để đưa ra mơ hình quản lý thơng tin và đề xuất ứng dụng

công nghệ Blockchain vào lưu trữ, quản lý, tra cứu và xác thực thông tin văn bằng
tại Sở GD&ĐT Quảng Trị.

2

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Để thực hiện mục đích trên, luận văn tập trung tiến hành nghiên cứu tìm hiểu

về cơng nghệ Blockchain, cụ thể như sau:
- Tìm hiểu tổng quan về cơng nghệ Blockchain; một số lý thuyết nền tảng của

công nghệ Blockchain.
- Tìm hiểu các mơ hình quản lý văn bằng hiện tại, đề xuất giải pháp ứng dụng

công nghệ Blockchain trong việc quản lý, tra cứu văn bằng.
- Xây dựng hệ thống quản lý, tra cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp

trực tuyến
Phạm vi nghiên cứu trong luận văn là ứng dụng Blockchain vào công tác quản

lý, lưu trữ, tra cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp trung học phổ thông
của các học sinh đã học tập tại các trường trên địa bàn tỉnh Quảng Trị.
4. Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện được mục tiêu và nhiệm vụ đặt ra, đề tài áp dụng hai phương
pháp nghiên cứu đó là: phương pháp nghiên cứu lý thuyết và phương pháp nghiên
cứu thực nghiệm:

- Đối với phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Đề tài tiến hành nghiên cứu và
thu thập các tài liệu liên quan đến công nghệ Blockchain, các thành phần cơ bản của

Blockchain, một số ứng dụng dựa trên nền tảng Blockchain hiện nay.

- Đối với phương pháp thực nghiệm: Đề tài phân tích yêu cầu thực tế, xác định
các chức năng, quy trình quản lý, lưu trữ hồ sơ tại GD&ĐT Quảng Trị. Tiếp theo
vận dụng cơ sở lý thuyết, các phương pháp lập trình để cài đặt, đánh giá kết quả trên
thực tế.
5. Tổng quan về nghiên cứu

Phần nghiên cứu lý thuyết sẽ hệ thống hóa những khái niệm cơ bản về công
nghệ Blockchain, các ứng dụng của công nghệ Blockchain trong thực tế. Ngồi ra,
luận văn sẽ trình bày rõ quy trình cấp phát văn bằng; đồng thời chỉ ra các ưu, nhược
điểm của các phương pháp quản lý và xác thực văn bằng đang được sử dụng hiện
tại.

3

Dựa trên các lý thuyết đã nghiên cứu, luận văn xây dựng một hệ thống quản lý
và xác thực văn bằng ứng dụng trên công nghệ Blockchain và triển khai thử nghiệm
vào công tác quản lý thông tin văn bằng tốt nghiệp tại Sở GD&ĐT.
6. Cấu trúc luận văn

Sau khi thực hiện các nội dung nghiên cứu trên, kết quả của luận văn được
tổng hợp trên bản thảo gồm có phần mở đầu, kết luận và 03 chương chính như sau:

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về công nghệ Blockchain
Chương này giới thiệu về các khái niệm, thơng tin về quy trình quản lý, tra
cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp. Đồng thời, luận văn cũng đưa ra cái
nhìn tổng quan về cơng nghệ Blockchain cũng như chỉ ra một số ứng dụng điển
hình của Blockchain đang được áp dụng ở thời điểm hiện tại.
Chương 2: Quản lý, tra cứu và xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp

Chương này trình bày sâu về nền tảng lý thuyết các kỹ thuật chính sử dụng
trong cơng nghệ Blockchain. Đánh giá các ưu điểm của cơng nghệ Blockchain. Từ
đó đề xuất xây dựng và áp dụng mơ hình quản lý văn bằng tốt nghiệp sử dụng công
nghệ Blockchain.
Chương 3: Ứng dụng công nghệ Blockchain trong việc quản lý, tra cứu và
xác thực thông tin văn bằng tốt nghiệp trực tuyến.
Chương này mơ tả tình hình thực tế về cơng tác lưu trữ, quản lý, tra cứu và xác
thực thông tin văn bằng, chứng chỉ tại Sở GD&ĐT Quảng Trị từ đó đề xuất xây
dựng và phát triển hệ thống. Ngoài ra còn tiến hành cài đặt và triển khai thử nghiệm
hệ thống cho một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Quảng Trị, nhằm đánh giá kết
quả, những mặt hạn chế còn tồn tại.

4

Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. VĂN BẰNG LÀ GÌ
1.1.1. Khái niệm văn bằng
Văn bằng là giấy chứng nhận tốt nghiệp hoặc chứng nhận học vị, bằng cấp.

Văn bằng, chứng chỉ được quy định tại Khoản 1 Điều 12 Nghị định 75/2006/NĐ-
CP Hướng dẫn Luật Giáo dục như sau [1]:

- Văn bằng của hệ thống giáo dục quốc dân được cấp cho người học sau
khi tốt nghiệp một cấp học hoặc một trình độ đào tạo.

- Văn bằng phải phản ánh đúng yêu cầu của chương trình giáo dục và
trình độ của người học.

1.1.2. Giá trị của văn bằng

Văn bằng do cơ sở giáo dục thuộc các loại hình và hình thức đào tạo trong hệ
thống giáo dục quốc dân cấp có giá trị pháp lý như nhau.
Văn bằng được cấp cho người học sau khi tốt nghiệp cấp học hoặc sau khi
hồn thành chương trình giáo dục, đạt chuẩn đầu ra của trình độ tương ứng gồm:
Bằng tốt nghiệp trung học cơ sở, bằng tốt nghiệp trung học phổ thông, bằng tốt
nghiệp trung cấp, bằng tốt nghiệp cao đẳng, bằng cử nhân, bằng thạc sĩ, bằng tiến sĩ
và văn bằng trình độ tương đương.
1.1.3. Một số quy trình liên quan đến văn bằng
Hiện nay, có thể phân loại một số quy trình liên quan đến văn bằng như sau:
- Ban hành: Cơ sở giáo dục tiến hành lưu trữ thông tin và cấp phát văn bằng
đến người học.
- Chia sẻ: Người học chia sẻ thông tin văn bằng đã được cấp cho một bên thứ
3 (cơ quan xác minh, người sử dụng lao động…). Việc chia sẻ thơng tin văn bằng
có thể thơng qua các hình thức như là: chia sẻ trực tiếp hoặc đưa thông tin lên 1 kho
dữ liệu để bên thứ 3 có thể vào tìm kiếm, tra cứu.
- Xác minh: Bên thứ 3 tiến hành xác minh các thông tin trên văn bằng mà
người học đã cung cấp có chính xác hay khơng. Việc xác minh có thể thực hiện

5

bằng nhiều cách, ví dụ như: thơng qua cơ sở giáo dục ban hành, thông qua cơ sở dữ
liệu tập trung (có tính pháp lý)…
1.2. MỘT SỐ HỆ THỐNG QUẢN LÝ VĂN BẰNG HIỆN TẠI

Các chính phủ và các ngành cơng nghiệp đang nỗ lực để số hóa chứng chỉ trên
tồn thế giới. Tuy vậy, hầu hết chứng chỉ vẫn được phát hành trên giấy hoặc các vật
liệu vật lý khác. Ở nhiều quốc gia, chứng chỉ lai được sử dụng như một sự kết hợp
nơi mà chứng chỉ vật lý được sao lưu bởi các cơ sở dữ liệu của một bên thứ ba
chuyên cung cấp dịch vụ truy vấn thông. Tuy nhiên, các giới hạn của mỗi hệ thống
cho thấy rõ nhu cầu về sự cần thiết có một cơng nghệ quản lý chứng chỉ tốt hơn,

mạnh mẽ hơn.

1.2.1. Hệ thống quản lý văn bằng vật lý
Chứng chỉ vật lý vẫn được xem là hình thức chứng nhận an tồn nhất vì những
lý do sau:
- Khó tạo ra do tính năng bảo mật được tích hợp trong vật lý làm chứng chỉ.
- Thường được giữ trực tiếp bởi người nhận nên người nhận có tồn quyền
kiểm sốt chứng chỉ.
- Tương đối dễ để giữ chứng chỉ an toàn.
- Người được cấp có thể đưa ra ở bất kỳ nơi nào mà họ muốn.
Tuy nhiên, việc quản lý bằng chứng chỉ vật lý cũng có nhiều điểm bất lợi như
sau:
- Vẫn có nguy cơ làm giả, người phát hành phải giữ một quyển sổ lưu trữ
thông tin văn bằng đã cấp để làm nhiệm vụ xác thực thông tin khi cần.
- Quyển sổ lưu trữ thông tin văn bằng này là điểm chết. Nếu mất thông tin trên
sổ này sẽ không thể xác thực được thông tin.
- Việc xác thực thông tin được thực hiện thủ công tốn nguồn lực.
- Để chứng chỉ càng bảo mật, thì phụ thuộc hoàn toàn vào chất liệu làm chứng
chỉ. Chất liệu và cơng nghệ làm chứng chỉ càng khó giả mạo thì chi phí càng cao.
- Không thể thu hồi chứng chỉ đã ban hành nếu không được sự đồng ý của
người được cấp.

6

- Bên thứ 3 cần xác minh chứng chỉ họ phải đọc và xác minh bằng tay tốn
nguồn lực, thời gian.

1.2.2. Hệ thống quản lý văn bằng số
Chứng chỉ số có nhiều ưu điểm hơn chứng chỉ vật lý:
- Cần ít nguồn lực hơn để phát hành, duy trì và sử dụng vì:

 Tính xác thực của các chứng chỉ có thể tự động được kiểm tra mà khơng cần
sự can thiệp thủ công nào.
 Khi bên thứ 3 cần sử dụng các chứng chỉ, chứng chỉ số có thể được tự động
đối chiếu, xác minh thậm chí là tóm tắt nếu chúng được phát hành theo một chuẩn
định dạng.
 Bảo mật vì nó bắt nguồn từ các giao thức mật mã, đảm bảo rằng chi phí phát
hành chứng chỉ rẻ nhưng để sao chép thì rất tốn kém trừ người phát hành.
- Người phát hành có quyền thu hồi chứng chỉ.
Tuy nhiên, chứng chỉ số cũng có những nhược điểm như sau:
- Nếu không sử dụng chữ ký số, chứng chỉ số rất dễ bị giả mạo.
- Nếu sử dụng chữ ký số, nó yêu cầu phải có bên thứ 3 đảm bảo tính tồn vẹn
của giao dịch – các bên thứ ba có quyền kiểm sốt đáng kể mọi khía cạnh của quá
trình chứng nhận và kiểm tra dễ bị lợi dụng.
- Tại nhiều quốc gia, khơng có một chuẩn mở cho chữ ký số, dẫn tới việc
chứng thực chỉ có thể được kiểm tra trong một hệ sinh thái cụ thể nào đó.
- Dễ dàng phá hủy các bản ghi điện tử, để đảm bảo an toàn dữ liệu cần có hệ
thống sao lưu đa tầng và có khả năng chống lỗi.
- Nếu nơi lưu trữ bị lỗi, chứng chỉ số trở nên vơ giá trị vì khơng thể xác thực
được thơng tin.
- Có thể tấn cơng đơn vị đăng ký và lưu trữ chứng chỉ dẫn tới một cuộc rị rỉ
dữ liệu quy mơ lớn

7
1.3. TỔNG QUAN VỀ BLOCKCHAIN

Hình 1.1 Mơ hình công nghệ Blockchain
Blockchain, tên ban đầu blockchain là một cơ sở dữ liệu phân cấp lưu trữ
thông tin trong các khối thông tin được liên kết với nhau bằng mã hóa và mở rộng
theo thời gian. Mỗi khối thông tin đều chứa thông tin về thời gian khởi tạo và được
liên kết tới khối trước đó, kèm theo thơng tin về dữ liệu giao dịch [7],[8].

Blockchain được thiết kế để chống lại việc thay đổi của dữ liệu: Một khi dữ
liệu đã được cập nhật trong mạng thì sẽ khó có thể thay đổi được nó. Nếu một phần
của hệ thống Blockchain sụp đổ, những máy tính và các nút khác sẽ tiếp tục hoạt
động để bảo vệ thông tin [7],[8].
Công nghệ Blockchain là một loại chương trình để lưu, xác nhận, vận chuyển
và truyền thông dữ liệu trong mạng thông qua các nút phân phối của riêng nó mà
khơng phụ thuộc vào bên thứ ba [4],[5].
Một số trích dẫn đáng chú ý về cơng nghệ này được liệt kê dưới đây: [6]
 “Thế hệ đầu tiên của cuộc cách mạng kỹ thuật số mang lại cho chúng ta
thông tin của Internet. Thế hệ thứ hai - được hỗ trợ bởi công nghệ Blockchain mang

8

lại cho chúng ta giá trị của Internet: Một nền tảng mới để định hình lại thế giới kinh
doanh và biến đổi thứ tự công việc của con người trở nên tốt hơn.”

 “Blockchain là một kho lưu trữ, cơ sở dữ liệu phân tán toàn cầu, chạy trên
hàng triệu thiết bị và mở cho mọi người, không chỉ đơn thuần là thông tin mà cịn cả
những thứ có giá trị, cả danh hiệu, hành vi, danh tính, thậm chí cả phiếu bầu - có thể
được di chuyển, lưu trữ và quản lý một cách an toàn và riêng tư. Sự tin tưởng được
thiết lập thông qua hợp tác giữa số đông và mã thông minh chứ không phải bởi các
nhà trung gian mạnh mẽ như các chính phủ và ngân hàng.”

Các loại công nghệ được sử dụng trong Blockchain là: [4],[5],[7]
Lý thuyết mật mã: Sử dụng public key và hàm hash function để đảm bảo tính
minh bạch, tồn vẹn và riêng tư.
Mạng ngang hàng: Mỗi một nút trong mạng có vai trị như nhau, tự quản lý tài
nguyên của mình. Một nút được xem như một client và cũng là server để lưu trữ bản
sao dữ liệu.
Lý thuyết trò chơi: Tất cả các nút tham gia vào hệ thống đều phải tuân thủ luật

chơi đồng thuận (PoW, PoS) và được thúc đẩy bởi động lực xác định trước.
Cơng nghệ Blockchain đóng vai trị giống như một cuốn sổ cái ghi lại tất cả
các giao dịch xảy ra trong hệ thống và có các đặc điểm chính có thể kể đến như: [4],
[5],[6],[9]
Không thể làm giả: Các chuỗi Blockchain gần như không thể bị phá hủy, theo
lý thuyết thì chỉ có máy tính lượng tử mới có thể can thiệp vào và giải mã chuỗi
Blockchain và nó chỉ bị phá hủy hồn tồn khi khơng cịn Internet trên toàn cầu.
Bất biến: Dữ liệu trong Blockchain gần như không thể sửa đổi được (chỉ có
thể sửa đổi được bởi chính người đã tạo ra nó, nhưng phải được sự đồng thuận của
các nút trên mạng) và các dữ liệu đó sẽ lưu giữ mãi mãi.
Bảo mật dữ liệu: Các thông tin, dữ liệu trong các Blockchain được phân tán và an
tồn tuyệt đối, chỉ có người nắm giữ private key mới có quyền truy xuất dữ liệu đó.
Minh bạch: Có thể theo dõi được đường đi của dữ liệu trong Blockchain từ địa
chỉ này tới địa chỉ khác và có thể thống kê tồn bộ lịch sử trên địa chỉ đó.

9

Hợp đồng thông minh: Là các kỹ thuật số được nhúng bởi một đoạn code if-
this-then-that trong hệ thống, cho phép chúng tự thực thi mà không cần bên thứ ba.
Blockchain không cần bên thứ ba tham gia vào hệ thống, và nó bảo đảm rằng tất cả
các bên tham gia đều biết được chi tiết hợp đồng và các điều khoản sẽ được tự động
thực hiện một khi các điều kiện được bảo đảm.
1.4. CÁC PHIÊN BẢN CỦA BLOCKCHAIN

Lịch sử phát triển của Blockchain đến thời điểm hiện tại đã có 3 phiên bản
chính bao gồm:

- Blockchain 1.0 – Tiền tệ và Thanh toán: Là phiên bản sơ khai và đầu tiên của
Blockchain, ứng dụng chính của phiên bản này là các cơng việc liên quan đến tiền
mã hố: Bao gồm việc chuyển đổi tiền tệ, kiều hối và tạo lập hệ thống thanh toán

kỹ thuật số.

- Blockchain 2.0 – Tài chính và Thị trường: Đây là phiên bản thứ 2 của
Blockchain, ứng dụng của nó là xử lý tài chính và ngân hàng: Mở rộng quy mơ của
Blockchain, đưa Blockchain tích hợp 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 thông minh (Smart Contract).

- Blockchain 3.0 – Thiết kế và Giám sát hoạt động: Với phiên bản này, công
nghệ Blockchain sẽ vượt khỏi biên giới chỉ phục vụ cho lĩnh vực tài chính, và đi vào
các lĩnh vực khác như giáo dục, chính phủ, y tế và nghệ thuật...

Hình 1.2: Các phiên bản của Blockchain

10

Dựa trên nền tảng vững chắc từ các phiên bản trước, phiên bản Blockchain 4.0
vừa được giới thiệu gần đây. Đây là phiên bản 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. Phiên bản 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.
1.5. LỢI ÍCH, TIỀM NĂNG VÀ HẠN CHẾ CỦA BLOCKCHAIN

1.5.1. Lợi ích, tiềm năng của Blockchain
Loại bỏ đơn vị trung gian
Một lợi thế của công nghệ Blockchain so với các hệ thống hiện hành là khả
năng xóa bỏ các đơn vị trung gian bằng cách cho phép mọi người giao dịch trực tiếp
với nhau thay vì qua một bên thứ ba nào đó. Điều này giúp ích cho hàng tỷ người
đang phải sống ở những quốc gia mà họ không thể đặt lịng tin vào các đơn vị trung

gian vì chính quyền mục nát, tỷ lệ tội phạm cao, điều lệ doanh nghiệp lồng lẻo, hoạt
động, lưu trữ hồ sơ thủ công hoặc các phương án lựa chọn hợp pháp rất hạn chế.
Blockchain đặc biệt hữu dụng trong những trường hợp khi mà niềm tin vào các đơn
vị trung gian không tồn tại và hoạt động giao dịch trực tiếp giữa mọi người quá khó
khăn hoặc rủi ro cao. Blockchain cung cấp niềm tin và tính minh bạch, đồng thời
giảm thiểu rủi ro khi giao dịch mà không cần bên thứ ba đóng vai trị trung gian
giao dịch. Đặc điểm phi tập trung trong một cơ sở dữ liệu Blockchain là lý do then
chốt giải thích cách thức chuỗi loại bỏ vai trò của các đơn vị trung gian đồng thời
tăng cường tính minh bạch và độ tin cậy như thế nào. Các Blockchain được lưu giữ
trong một số cái chung, thay vì nhiều sổ cái riêng do các tổ chức khác nhau quản lý.
Các cá nhân và công ty không phải trao quyền cho một tổ chức đơn lẻ nào khi sử
dụng Blockchain. Điều này giúp quản lý sự cộng tác giữa các bên nhanh chóng và
để càng hơn.
Độ an toàn bảo mật cao
Dữ liệu khi đã được đưa vào Blockchain sẽ bất khả sửa đổi, tức là không thể
thay đổi hoặc chỉnh sửa. Mọi khối dữ liệu trên Blockchain đều có thể được truy