NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ ỨNG DỤNG VÀO TRUY XUẤT NGUỒN GỐC SẢN PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

NGUYỄN QUANG KỲ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ ỨNG
DỤNG VÀO TRUY XUẤT NGUỒN GỐC SẢN PHẨM

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THƠNG TIN

Thành Phố Hồ Chí Minh - 2021

i


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

NGUYỄN QUANG KỲ

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ ỨNG
DỤNG VÀO TRUY XUẤT NGUỒN GỐC SẢN PHẨM
CHUYÊN NGHÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
MÃ SỐ: 8480201

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN KIM QUỐC
Thành Phố Hồ Chí Minh - 2021

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các nội dung trong luận văn với đề tài “NGHIÊN CỨU CÔNG
NGHỆ BLOCKCHAIN VÀ ỨNG DỤNG VÀO TRUY XUẤT NGUỒN GỐC SẢN
PHẨM” là công trình nghiên cứu của bản thân dƣới sự hƣớng dẫn của thầy Tiến sĩ Nguyễn
Kim Quốc. Các số liệu, hình ảnh, trích dẫn có nguồn gốc rõ ràng và tn thủ ngun tắc.
Luận văn khơng có sự sao chép từ các cơng trình, nghiên cứu của ngƣời khác mà khơng ghi
rõ trong tài liệu tham khảo. Tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan này.
TP.HCM, ngày . . . tháng . . . năm 2021
Tác giả luận văn

Nguyễn Quang Kỳ

i


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt và sâu sắc tới thầy TS. Nguyễn Kim Quốc
khoa Công nghệ Thông tin, trƣờng Đại học Nguyễn Tất Thành, đã dành nhiều thời gian quý
giá để hƣớng dẫn và chỉ bảo em tận tình, đồng thời đƣa ra những kinh nghiệm q báu để
em có thể hồn thành đƣợc luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy cô khoa Công nghệ Thông tin, Trƣờng Đại Học
Nguyễn Tất Thành, các thầy cô ở các trƣờng Đại học đã giảng dạy, truyền đạt, hỗ trợ cho em
những kiến thức trong quá trình học tập.
Xin cám ơn các bạn đồng khóa, đồng nghiệp, đặc biệt là gia đình và ngƣời thân ln
ủng hộ, động viên em trong suốt q trình thực hiện luận văn.
Mặc dù đã cố gắng hết sức, tuy nhiên trong q trình thực hiện em khơng tránh khi
đƣợc những thiếu sót, em mong nhận đƣợc sự thơng cảm và đánh giá chân tình của bạn bè

và thầy cơ để luận văn của em đƣợc hồn thiện hơn nữa.

TP.HCM, ngày . . . tháng . . . năm 2021
Tác giả luận văn

Nguyễn Quang Kỳ

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................................................. viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................................................................... ix
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................................................1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN ............................................................................................2
1.1. Tính khoa học và cấp thiết của đề tài .......................................................................................................2
1.2. Động lƣc nghiên cứu ................................................................................................................................2
1.2.1 Vấn đề xuất xứ hàng hóa ....................................................................................................................2
1.2.2 In ấn và bảo mật tem chống hàng giả .................................................................................................2
1.2.3 Tại sao không tận dụng đƣợc mã vạch mà phải dùng QRCode .........................................................3
1.3 Mục tiêu đề tài ...........................................................................................................................................4
1.4 Phƣơng pháp, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................................4
1.4.1 Phƣơng Pháp ......................................................................................................................................4
1.4.2 Đối tƣợng nghiên cứu: ........................................................................................................................5
1.4.3 Phạm vi nghiên cứu: ...........................................................................................................................5
1.5 Bố cục của đề tài .......................................................................................................................................5

CHƢƠNG 2 - GIỚI THIỆU CƠNG NGHỆ BLOCKCHAIN ...........................................................................5
2.1. Cơng nghệ Blockchain .............................................................................................................................6
2.1.1 Định nghĩa ..........................................................................................................................................6
2.1.2. Đặc trƣng nổi bật của Blockchain .....................................................................................................8
1.1.3. Cấu trúc dữ liệu của công nghệ Blockchain ......................................................................................9
2.1.4. Phân loại các hệ thống Blockchain và các thế hệ của Blockchain ..................................................11
a. Phân loại các hệ thống Blockchain ....................................................................................................11
b. Các thế hệ của Blockchain ................................................................................................................11
iii


2.2. Cơng cụ Ethereum ..................................................................................................................................12
2.2.1. Ethereum là gì? ................................................................................................................................12
2.2.2. Kiến trúc Ethereum Blockchain ......................................................................................................15
2.2.3. Hợp đồng thông minh (Smart contract) ...........................................................................................16
2.2.4 Những lợi ích của nền tảng phân cấp Ethereum ...............................................................................17
2.2.5 Nhƣợc điểm của các ứng dụng phi tập trung là gì? ..........................................................................17
2.2.6. Nền tảng lý thuyết hàm băm đƣợc sử dụng trong Blockchain ........................................................18
a. Thuật tốn băm an tồn SHA-1 .........................................................................................................18
b. Thuật tốn băm an tồn SHA-256 .....................................................................................................19
2.3. Tiểu kết chƣơng 2 ...................................................................................................................................23
CHƢƠNG 3. ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN TRONG VIỆC TRUY XUẤT NGUỒN GỐC SẢN PHẨM ....25
3.1. Giới thiệu Bockchain trong truy xuất nguồn gốc sản phẩm .................................................................25
3.2 Truy xuất nguồn gốc dùng QRcode bằng Blockchain đem lại lợi ích.....................................................26
3.3 Ứng dụng Blockchain trong truy xuất nguồn gốc sản phẩm bằng QRcode ............................................27
3.4 u cầu bài tốn “Minh bạch hóa truy xuất nguồn gốc bằng QRcode” .................................................28
3.5 Giải quyết bài tốn của minh bạch thơng tin hàng hóa bằng QRcode với Ethereum ..............................31
3.5.1. Tính năng vƣợt trội của Ethereum đem lại so với Database truyền thống ......................................31
3.5.2. Các thành phần trong mạng Blockchain Ethereum .........................................................................32
3.5.3. Luồng xử lý giao dịch......................................................................................................................33

3.5.4. Xây dựng hệ thống Web & API QRCode .......................................................................................34
CHƢƠNG 4. CÀI ĐẶT & KIỂM THỬ CHƢƠNG TRÌNH ............................................................................35
4.1 Phân tích thiết kế hệ thống ......................................................................................................................35
4.1.1. Sơ đồ nghiệp vụ ...............................................................................................................................35
4.2.2. Sơ đồ tổng quan về hệ thống ...........................................................................................................36
4.2.3. Sơ đồ chi tiết hệ thống .....................................................................................................................37
4.2 Thiết kế Cơ sở Dữ liệu ............................................................................................................................38
4.3. Kết quả cài đặt Blockchain Ethereum và chạy ứng dụng .......................................................................43
4.3.1 Tầng API ..........................................................................................................................................43
iv


4.3.2. Biểu đồ Usecase tổng quát .............................................................................................................69
4.3.3. Chức năng đăng nhập ......................................................................................................................70
4.3.4. Màn hình chính và menu chức năng................................................................................................70
4.3.5. Chức năng quản lý sản phẩm...........................................................................................................71
4.3.6. Chức năng quét mã QRcode ............................................................................................................72
43.3.7. Chức năng quản lý công ty (nhà sản xuất, nhà cung cấp) .............................................................72
4.3.8. Chức năng Quản lý danh mục sản phẩm .........................................................................................73
4.3.9. Chức năng quán lý ngƣời dùng (nhà quản lý, nhà cung cấp) ..........................................................74
4.3.10. Chức năng quản trị admin hệ thống...............................................................................................74
4.4. Kiểm thử phần mềm (testing) ................................................................................................................74
4.4.1. Kịch bản kiểm thử chức năng nhập liệu sản phẩm ..........................................................................74
4.4.2 Kịch bản kiểm thử chức năng quản lý công ty ................................................................................76
4.4.3 Kiểm thử Quản lý danh mục sản phẩm ............................................................................................77
4.4.4 Kiểm thử Chức năng quán lý ngƣời dùng (nhà quản lý, nhà cung cấp) ...........................................77
4.4.5 Kiểm thử Chức năng đọc QRcode....................................................................................................78
4.5 Tiểu kết chƣơng 4 ....................................................................................................................................81
CHƢƠNG 5 . KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN .................................................................................82
5.1 Kết luận của luận văn ..............................................................................................................................82

5.2 Hƣớng phát triển của luận văn ...............................................................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................................................84

v


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Hình mã vạch.......................................................................................................................................3
Hình 1.2 Hình mã QRCode ................................................................................................................................3
Hình 2.2 Cấu trúc dữ liệu cơ bản của một block trong Blockchain ..................................................................10
Hình 2.3 Kiến trúc Ethereum Blocchain ...........................................................................................................16
Hình 2.4 Mơ hình Smart Contract .....................................................................................................................16
Hình 2.5 Sơ đồ thuật tốn băm SHA-1..............................................................................................................19
Hình 2.6 Sơ đồ thuận tốn SHA-256................................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.7 Hàm nén SHA-256 .............................................................................................................................23
Hình 2.8 SHA-256 message schedule ...............................................................................................................23
Hình 3.1 Doanh thu blockchain theo các theo các ngành, thị trƣờng thế giới: 2017 – 2025.............................25
Hình 3.4 Quy trình xử lý thơng tin ....................................................................................................................32
Hình 3.5 Luồng xử lý giao dịch.........................................................................................................................33
Hình 3.6 Hệ thống QRcode Ethereum BlockChain...........................................................................................34
Hình 4.1 Sơ đồ nghiệp vụ ..................................................................................................................................35
Hình 4.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống ...................................................................................................................36
Hình 4.3 Sơ đồ chi tiết hệ thống ........................................................................................................................38
Hình 4.4 Thiết kế Cơ sở Dữ liệu hệ thống ........................................................................................................38
Hình 4.5 API create product ..............................................................................................................................43
Hình 4.6 API delete Product..............................................................................................................................48
Hình 4.7 API get detail product.........................................................................................................................51
Hình 4.8 API get product ..................................................................................................................................54
Hình 4.9 API update products ...........................................................................................................................57
Hình 4.10 UserCase tổng quát ...........................................................................................................................69

Hình 4.11 Chức năng đăng nhập .......................................................................................................................70
Hình 4.12 Màn hình chính của chƣơng trình.....................................................................................................70
Hình 4.13 Chức năng quản lý sản phẩm (liệt kê) ..............................................................................................71
Hình 4.14 Chức năng thêm sản phẩm ...............................................................................................................72
Hình 4.15 Chức năng quét QRcode...................................................................................................................72
vi


Hình 4.16 Chức năng Quản lý nhà cung cấp .....................................................................................................73
Hình 4.17 Chức năng Quản lý danh mục sản phẩm ..........................................................................................73
Hình 4.18 Chức năng quán lý ngƣời dùng ........................................................................................................74
HÌnh 4.19 Chức năng quản trị admin hệ thống .................................................................................................74
Hình 4.20 Kết quả kiểm thử chức năng tạo sản phẩm.......................................................................................75
Hình 4.21 Kiểm thử chức năng Quản lý cơng ty ...............................................................................................76
Hình 4.22 Kiểm thử chức năng Danh mục hàng hóa ........................................................................................77
Hình 4.23 Kiểm thử tạo Ngƣời dùng ................................................................................................................78
Hình 4.24 Kiểm thử chức năng đọc QRcode.....................................................................................................79
Hình 4.25 Kiểm thử chức năng đồng bộ Ethereum ...........................................................................................80

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1 Các tác nhân tham gia hệ thống .........................................................................................................36
Bảng 4.2 Bảng User...........................................................................................................................................39
Bảng 4.3 Bảng Usergroup .................................................................................................................................39
Bảng 4.4 Bảng Production.................................................................................................................................40
Bảng 4.5 Bảng Productcategory ........................................................................................................................40
Bảng 4.6 Bảng Category ...................................................................................................................................40
Bảng 4.7 Bảng Picture .......................................................................................................................................41

Bảng 4.8 Bảng Productpicture...........................................................................................................................41
Bảng 4.9 Bảng Productpicture...........................................................................................................................41
Bảng 4.10 Bảng Archive ...................................................................................................................................42
Bảng 4.11 Bảng Hashedproduction ...................................................................................................................42

viii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
AI

Nội dung
Artificial Intelligence

BI

Business Intelligence

DAH

Digital Asset Holding

EVM

Ethereum Virtual Machine

HTML

HyperText Markup Language (Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản)

IBM

International Business Machines

ID

Identification (Nhận dạng hay nhận biết)

IE

Internet Explorer (Một trình duyệt web)

IoT

Internet of Things (Mạng lƣới vạn vật kết nối Internet)

M2M

Machine to Machine (Máy với máy)

MD

Message Digest (Tóm lƣợc thông điệp)

P2P

Peer to Peer (Ngang hàng)

PoS

Proof of Stake (Bằng chứng cổ phần)

PoW

Proof of Work (Bằng chứng công việc)

QR

Quick Response (Trả lời nhanh)

RBFT

Redunbant Byzantine Fault Tolerance

SCM

Supply Chain Management

SHA

Secure Hash Algorithm (Thuật giải băm an toàn)

ix