Chương 1. MÔ ÌN BẦU CỬ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN. Một số vấn đề tồn tại trong mô hình bầu cử hiện nay. Bỏ phiếu điện tử.
Mô hình bầu cử công khai ứng dụng công nghệ Blockchain. Một số dự án ứng dụng công nghệ blockchain trong việc bầu cử trên thế giới. Phân tích hệ thống. Đặc tả chức năng.
Sơ đồ Use Case và sơ đồ nghiệp vụ. Kiến trúc tổng quan .33 Kết luận Chương 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ THỬ NGHIỆM. Công nghệ và cài đặt môi trường.
Ví điện tử và cách sử dụng. Cài đặt môi trường và thiết lập nút blockchain cục bộ. Thực nghiệm và đánh giá. Môi trường phát triển và công cụ.
Kết quả thử nghiệm. Đánh giá kết quả .49 Kết luận Chương 3.50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .51 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC QUYẾT ỊN AO Ề TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) vii DAN MỤC CÁC C Ữ V ẾT TẮT STT Từ viết tắt Tên đầy đủ iải thích 1 BTC Bitcoin Tên một loại tiền điện tử 2 ETH Ethereum Tên một loại tiền điện tử 3 VR Virtual Reality Thực tế ảo 4 AR Augmented Reality Thực tế tăng cường 5 SHA Secure Hash Thuật giải băm an toàn Algorithm 6 MD5 Message-Digest Giải thuật băm 5 algorithm 5 7 NFT Non-fungible token Tên một loại tiền điện tử 8 EVM Ethereum Virtual Máy ảo ethereum machine viii DAN MỤC CÁC ÌN Số hiệu Tên hình Trang hình 1.1: Sơ đồ tạo chữ ký số 7 1.2: Sơ đồ các node trong mạng Blockchain 8 1.3: Cấu trúc của một nút trong blockchain 9 1.4: Cấu trúc một block 9 2.1: Mô hình ứng dụng web 26 2.2: Sơ đồ Ứng dụng trên Blockchain 28 2.3: Sơ đồ use case hệ thống 31 2.5: Kiến trúc hệ thống 33 3.1: Trị giá ETH trên thị trường 35 3.2: Tiện ích ví điện tử Meta mask 39 3.4: Chạy demo Hệ thống 42 1 MỞ ẦU 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay công nghệ thông tin s trở thành một trong những ngành mũi nhọn để nước ta sớm hoàn thành mục tiêu công nghiệp hóa – hiện đại hóa trong tất cả các ngành và lĩnh vực. Theo các chuyên gia, xu hướng nóng về CNTT ở Việt Nam bao gồm: Trí tuệ nhân tạo, Lưu trữ đám mây, Thực tế ảo (VR), Thực tế tăng cường (AR) và công nghệ Blockchain.
Các lĩnh vực quan trọng khác bao gồm Internet vạn vật, Thương mại điện tử, Quy trình kinh doanh và Gia công phần mềm CNTT. Trong làn sóng phát triển ấy, Blockchain được xem là một công nghệ "chìa khóa" cho chuyển đổi số và xây dựng nền tảng công nghệ thông tin tương lai. Với khả năng chia sẻ thông tin dữ liệu minh bạch theo thời gian thực, tiết kiệm không gian lưu trữ và bảo mật cao, công nghệ blockchain là một trong những xu hướng công nghệ đột phá, có khả năng ứng dụng rộng rãi ở nhiều ngành nghề, lĩnh vực. Bầu cử là một trong những hoạt động nền tảng để xây dựng nên một quốc gia dân chủ, công bằng và minh bạch.
Chính vì thế, yêu cầu tối quan trọng đặt ra ở đây đó là chính phủ và các tổ chức liên quan phải tổ chức được một cuộc bầu cử minh bạch, không có dấu hiệu gian lận. Từ trước đến nay, các phương pháp bầu cử đã và đang được áp dụng tại hầu hết các quốc gia là bỏ phiếu dựa trên lá phiếu bằng giấy hay bầu cử trên nền tảng điện tử. Tuy nhiên, các phương pháp hiện tại đều ít nhiều không cung cấp mức độ minh bạch thỏa đáng dành cho các cử tri. Hệ thống bỏ phiếu bầu cử bằng giấy là hệ thống được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới từ trước đến nay với cách thức tổ chức đơn giản: các cử tri điền lựa chọn vào phiếu bầu và sau đó bỏ phiếu bầu vào các thùng phiếu kín.
Khi kết thúc bầu cử, các phiếu này s được gom lại và kiểm đếm, người được bầu nhiều phiếu nhất s là người giành chiến thắng. Tuy nhiên, hiện tại hệ thống này đang gặp rất nhiều bất cập như: - Lãng phí tài nguyên giấy, gây tác động tiêu cực đến môi trường. - Việc triển khai mất nhiều thời gian và chi phí. - Không đảm bảo tính công khai và minh bạch khi các cử tri không được trực tiếp theo dõi quá trình kiểm đếm.
- Các thế lực có thể dễ dàng can thiệp bằng cách tự tạo các phiếu bầu giả khiến cho kết quả bầu chọn không chính xác. Còn về hệ thống bầu cử điện tử mặc dù đã tiến bộ hơn rất nhiều so với hệ thống bỏ phiếu bằng giấy, nhưng nó vẫn còn một số bất cập sau 2 - Hệ thống máy chủ có thể bị tấn công, cài mã độc phá hỏng kết quả bầu cử - Kết quả phiếu bầu vẫn có thể bị can thiệp nếu như có người cố tình cài phần mềm chèn thêm phiếu bầu ảo. Với hệ thống bầu cử sử dụng công nghệ blockchain những cử tri thay vì bỏ phiếu kín thì s tiến hành bầu cử qua thiết bị điện tử và công nghệ blockchain s giúp ngăn chặn sự sai lệch dữ liệu cũng như khả năng bị tấn công giúp kết quả được đảm bảo chính xác nhất. Xuất phát từ những lý do trên được sự đồng ý của PGS.
TSKH Trần Quốc Chiến, tôi chọn đề tài: “Ứng dụng blockchain để xây dựng hệ thống bầu cử công khai” để làm luận văn thạc sĩ. Mục tiêu nghiên cứu Hiểu rõ về bầu cử, các mô hình bầu cử, các quy trình và nguyên tắt của bầu cử. Hiểu rõ về công nghệ blockchain. Áp dụng công nghệ blockchain vào quy trình bầu cử.
Thiết kế được mô hình ứng dụng blockchain vào việc bầu cử. Sử dụng nền tảng Blockchain để cài đặt hệ thống. ối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Công nghệ, kỹ thuật, nền tảng xây dựng hệ thống Blockchain. - Bầu cử, mô hình bầu cử và quy trình bầu cử.
- Mô hình blockchain cho các quy trình bầu cử. Phạm vi nghiên cứu: - Xây dựng mô hình ứng dụng kỹ thuật blockchain cho các quy trình bầu cử. - Sử dụng nền tảng blockchain Ethereum network để cài đặt mô hình bầu cử. Phƣơn pháp n hiên cứu Đề tài luận văn được thực hiện nghiên cứu theo quy trình sau: Nghiên cứu tổng quan Nghiên cứu mô hình Xây dựn c i đặt và thử nghiệm Nghiên cứu tổng quan: Nghiên cứu về công nghệ blockchain, các kỹ thuật cơ bản và tính chất của Blockchain.
3 Nghiên cứu mô hình: Nghiên cứu các mô hình bầu cử và đề xuất mô hình ứng dụng công nghệ blockchain cho bầu cử. Xây dựng cài đặt và thử nghiệm: Xây dựng hệ thống bầu cử và cài đặt lên blockchain network sau đó chạy thử nghiệm hệ thống. Ý n hĩa của đề tài Đề xuất được giải pháp ứng dụng công nghệ blockchain vào bầu cử để nâng cao chất lượng bầu cử. Thiết kế và xây dựng được hệ thống bầu cử công khai trên mô hình Blockchain.
Bố cục luận văn Các kết quả của luận văn thu được sau khi thực hiện các nội dung nghiên cứu trên được tổng hợp trên bản thảo gồm 3 chương chính như sau: Chƣơn 1: Nghiên cứu tổng quan Đưa ra cái nhìn tổng quan về công nghệ Blockchain. Nêu ra các nền tảng lý thuyết và các kỹ thuật chính sử dụng trong công nghệ Blockchain. Đồng thời trong chương này, luận văn cũng trình bày về mô hình bầu cử đang được áp dụng hiện nay. Chƣơn 2: Mô hình bầu cử ứng dụng công nghệ blockchain.
Trong chương này, luận văn s trình bày những điểm hạn chế của các mô hình bầu cử hiện nay, đưa ra các giải pháp khắc phục những khuyết điểm còn tồn tại. Trình bày ứng dụng công nghệ Blockchain vào mô hình bầu cử để khắc phục những hạn chế của các mô hình bầu cử truyền thống. Chƣơn 3: Xây dựng hệ thống và thử nghiệm. Mô tả hệ thống Bầu cử công khai với công nghệ Blockchain.
Trình bày các công nghệ được sử dụng để xây dựng hệ thống, triển khai hệ thống trên mạng Ethereum blockchain. Toàn bộ hệ thống bầu cử công khai dựa trên công nghệ Blockchain s được mô cả cụ thể trong chương này. Phần kết luận: Nêu lên xu hướng phát triển của công nghệ blockchain, tóm tắt kết quả đạt được của luận văn, đồng thời đưa ra những định hướng nghiên cứu tiếp theo. 4 C ƢƠN 1 N ÊN CỨU TỔN QUAN 1.
Tổng quan về công nghệ Blockchain 1. Giới thiệu công nghệ Blockchain 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 một mã thời gian và dữ liệu giao dịch. Blockchain được thiết kế để chống lại việc thay đổi của dữ liệu.
Một khi dữ liệu đã được mạng lưới chấp nhận thì s không có cách nào thay đổi được nó [5]. Blockchain được đảm bảo nhờ cách thiết kế sử dụng hệ thống tính toán phân cấp với khả năng chịu lỗi byzantine cao. Vì vậy sự đồng thuận phân cấp có thể đạt được nhờ Blockchain. Vì vậy Blockchain phù hợp để ghi lại những sự kiện, hồ sơ y tế, xử lý giao dịch, công chứng, danh tính và chứng minh nguồn gốc.
Việc này có tiềm năng giúp xóa bỏ các hậu quả lớn khi dữ liệu bị thay đổi trong bối cảnh thương mại toàn cầu. Một số trích dẫn đáng chú ý về công nghệ này được liệt kê dưới đây: - “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 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 còn 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 tư nhân. 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 m như các chính phủ và ngân hàng.