CHƯƠNG I: Giới thiệu công nghệ Blockchain - CHƯƠNG II: Cơ chế xác thực, bảo mật trong công nghệ Blockchain - CHƯƠNG III: Ứng dụng Blockchain vào quản lý dữ liệu học sinh. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN 1.1 Giới thiệu chung Trong công nghệ Blockchain: “Lần đầu tiên, người dùng Internet có thể chuyển một tài sản được mã hóa sang người dùng Internet khác. Trong công nghệ Blockchain, các giao dịch được đảm bảo an toàn và an ninh. Mọi người đều có thể biết giao dịch đó diễn ra ở đâu với ai hay loại tài sản nào, nhưng không thay đổi được thông tin trên giao dịch.
Đây là một ứng dụng mang tính đột phá trong thời đại công nghệ mới.” Thực vậy, công nghệ Blockchain thật sự khác biệt so với các loại công nghệ khác mà chúng ta đã biết, công nghệ serve-client (chủ – khách). Có thể nói, công nghệ Blockchain được coi là phát minh vĩ đại nhất kể từ khi xuất hiện mạng Internet. Những người khởi xướng tuyên bố rằng công nghệ này sẽ thay đổi mọi ngành công nghiệp hiện thời và ảnh hưởng tới cuộc sống của mọi người trên hành tinh này chỉ trong vài thập kỷ. Thông qua công nghệ Blockchain, người dùng có thể ghi dữ liệu giao dịch lên block, những thông tin này được lưu chung tại sổ cái.
Chiếc sổ cái của Blockchain cho phép người tham gia hệ thống có thể dùng chung thông tin. Sổ cái phân tán của Blockchain là cơ sở dữ liệu được tổ chức và cập nhật một cách độc lập bởi từng cá nhân tham gia (hay node) trong một mạng lớn. Do đó, không ai có thể thay đổi dữ liệu trên sổ cái – vì không thể cùng lúc chỉnh sửa hàng nghìn, hàng triệu chiếc sổ cái được lưu trữ trên tất cả các node trên toàn thế giới. Sổ cái của Blockchain sử dụng mạng lưới peer-to-peer(mạng ngang hàng), có tính phân quyền.
Mọi người đều có quyền ghi thông tin và sử dụng 6 chúng. Tính phân quyền của Blockchain làm cho các thông tin giao dịch trong mạng rõ ràng và minh bạch hơn. Một cơ sở dữ liệu trung tâm được xây dựng trên Blockchain, loại bỏ sự cần thiết của các cơ sở dữ liệu và tổ chức trung tâm. Mọi cá nhân trong Blockchain có thể quan sát và kiểm nhận giao dịch, giúp đảm bảo tính minh bạch và độ tin cậy.
Niềm tin là cốt lõi của Blockchain, tạo nên hệ thống tín nhiệm giữa các cá nhân mà không cần tổ chức trung gian liên quan đến giao dịch. Blockchain cho phép mọi người giao dịch mọi giá trị.Ví dụ trong thư viện thì đó là những cuốn sách, nhưng cũng có thể là bất động sản, cổ phần, tài liệu điện tử và gần như mọi thứ khác. Các hệ thống xây dựng trên nền tảng Blockchain đang được sử dụng cho nhiều hoạt động đa dạng trên khắp các lĩnh vực công nghệ khác nhau bao gồm nhận diện kỹ thuật số, mạng xã hội, bầu cử, lưu trữ dữ liệu trực tuyến. Có vẻ hệ thống xây dựng trên nền tảng Blockchain sở hữu tiềm năng vô tận đang được nhiều công ty và chính phủ khai thác.
Blockchain giống như cơ sở dữ liệu, là một hình thức lưu trữ hồ sơ giá trị và giao dịch. Gần như mọi thứ đều có thể được lưu trữ trên Blockchain. Đa phần các giao dịch ngày nay giữa mọi người đều đòi hỏi một đơn vị trung gian đáng tin cậy, có khả năng bảo mật và tạo điều kiện để giao dịch thuận lợi như ngân hàng và các tổ chức tài chính Công nghệ Blockchain loại bỏ sự cần thiết của đơn vị trung gian, cho phép mọi người giao dịch trực tiếp với nhau Hàng tỷ người trên thế giới đang sống ở những quốc gia nơi mà họ không thể đặt lòng tin vào các đơn vị trung gian như ngân hàng, chính phủ và hệ thống pháp luật trong việc thực hiện giao dịch cũng như lưu trữ chính xác 7 hồ sơ. Blockchain đặc biệt hữu dụng trong những trường hợp này vì có thể cung cấp độ tin cậy và đảm bảo cho mọi người khi họ giao dịch với nhau.1 Lịch sử phát triển công nghệ Blockchain Blockchain lần đầu tiên được đề cập đến trong mã nguyên thủy cho Bicoin.
Dù hiện nay có sự phân tách giữa công nghệ Blockchain và Bitcoin, lịch sử của Blockchain lại liên quan mật thiết tới lịch sử hình thành Bitcoin. Mật mã học là nền tảng cốt lõi của Blockchain. Mật mã học đã trải qua quá trình lịch sử lâu dài cũng như được sử dụng để bảo vệ những thông điệp và bí mật từ hàng ngàn năm trước. Mật mã học trong công nghệ Blockchain, nhiều nghiên cứu vào giữa những năm 1980 và 1990 đã chỉ ra rằng có thể bảo toàn dữ liệu thông qua quá trình mã hóa, đồng thời kết nối chặt chẽ dữ liệu đó vào chuỗi cùng với các đề xuất lưu hành đồng tiền ảo.
Năm 2015 Blockchain động Ethereum ra đời. Sự kiện này đã đưa tiềm năng của công nghệ Blockchain lên tầm cao mới. Mạng lưới Ethereum cho phép các ứng dụng phi tập trung được nhiều người nhận định là tương lai của công nghệ Blockchain, thường được gọi là Blockchain 2.0 Đa phần các công ty dịch vụ tài chính và ngân hàng trên thế giới đều phát triển hệ thống xây dựng dựa trên nền tảng Blockchain để thay thế cho các mạng lưới hoặc cơ sở dữ liệu vốn có. Nhờ truy cập dễ dàng và khả năng cho phép các ứng dụng phi tập trung phối hợp với hợp đồng thông minh, công nghệ Blockchain đã được khai mở tới hầu hết các lĩnh vực công nghiệp.
Các lập trình viên đã có thể xây dựng phần mềm hoạt động trên Blockchain mà không cần khởi tạo Blockchain của riêng họ. Đến năm 2017, Tạp chí Kinh doanh Harvard tuyên bố Blockchain có tiềm năng tạo nên những cơ sở mới trong hệ thống kinh tế và xã hội. Nhận định này dường như đã hé lộ sự phát triển của Blockchain sẽ mở ra như thế 8 nào đồng thời gợi nhớ tới mạng Internet vào thời kỳ sơ khai với vô vàn tiềm năng chỉ mới được khai phá. Nhiều công ty lớn, công ty khởi nghiệp, các nhà tư bản mạo hiểm, cơ quan chính phủ và các lập trình viên đều làm việc trên các ứng dụng phi tập trung, cơ sở dữ liệu và hệ thống xây dựng dựa trên Blockchain.2 Phân loại Blockchain Trong hệ thống Blockchain chia thành 3 loại chính gồm: Public, Private và Permissioned: Public Blockchain: Đây là hệ thống Blockchain mà bất kỳ ai cũng có quyền đọc và ghi dữ liệu trên Blockchain được.
Quá trình xác thực giao dịch trên Blockchain này đòi hỏi phải có hàng nghìn hay thậm chí là hàng vạn nút tham gia. Do đó để tấn công vào hệ thống Blockchain này là điều bất khả thi vì chi phí rất cao. Ví dụ về public Blockchain như: Bitcoin 3, Ethereum. Private Blockchain: Đây là hệ thống blockchain cho phép người dùng chỉ được quyền đọc dữ liệu, không có quyền ghi vì điều này thuộc về một bên thứ ba tuyệt đối tin cậy.
Bên thứ ba này có thể hoặc không cho phép người dùng đọc dữ liệu trong một số trường hợp. Bên thứ ba toàn quyền quyết định mọi thay đổi trên Blockchain. 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. Permissioned Blockchain: Hay còn gọi là Consortium.
Đây là một dạng của Private Blockchain nhưng bổ sung thêm một số tính năng nhất định. Nó kết hợp giữa “niềm tin” khi tham gia vào Public và “niềm tin tuyệt đối” khi tham gia vào Private. Ví dụ: Các ngân hàng hay tổ chức tài chính liên doanh sẽ sử dụng Blockchain cho riêng mình. Phân loại Blockchain 1.3 Các phiên bản của Blockchain Các (version) phiên bản của Blockchain Đến năm 2018 thì Blockchain 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 công việc liên quan đến 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 với rất nhiều ngườt nhất, đôi khi khá nhiều người lầm tưởng Bitcoin và Blockchain là một.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 mô 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).0 – Thiết kế và Giám sát hoạt động: Hiện tại đây đang là phiên bản cao nhất của Blockchain, 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… Và năm 2019 sẽ là một năm bùng nổ của công nghệ Blockchain 3.2 Kiến trúc của hệ thống BLOCKCHAIN Blockchain là công nghệ lưu trữ và truyền tải thông tin bằng các khối được liên kết với nhau và mở rộng theo thời gian. Mỗi khối chứa đựng các 10 thông tin về thời gian khởi tạo và được liên kết với các khối trước đó. Mỗi khối sẽ được lưu trữ gồm 3 phần như trong hình 1.2 dưới đây: Hình 1.
Kiến trúc của hệ thống Blockchain Dữ liệu: Dữ liệu sẽ tùy thuộc vào từng loại Blockchain. Chẳng hạn như Blockchain của dữ liệu học sinh sẽ chứa dữ liệu của học sinh đó. Hash của khối hiện tại: Hash của khối hiện tại như một đặt điểm để nhận dạng. Hash khối trước: Nhờ hash này mà các khối liên kết tạo ra một chuỗi.
Tuy nhiên khối đầu tiên sẽ không được liên kết với bất cứ khối nào. Vì nó được tạo ra đầu tiên. Khối đầu tiên này được gọi là Genesis block minh họa điều này trong hình 1. Khối nguyên thủy 1.3 Cơ sở khoa học tạo nên BLOCKCHAIN Công nghệ Blockchain có thể nói là sự kết hợp giữa 3 loại công nghệ: Mật mã học: Sử dụng khóa công khai (Public key) và hàm băm (Hash function) để đảm bảo tính minh bạch, toàn vẹn và riêng tư.
Mạng ngang hàng: Mỗi một nút trong mạng được xem như một client và cũng là sever 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 thuật (PoW, PoS,.) và được thúc đẩy bởi động lực kinh tế.