## Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghệ Blockchain ngày càng phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong các giao dịch tài chính, việc đảm bảo an toàn và bảo mật cho các giao dịch này trở thành một vấn đề cấp thiết. Theo ước tính, số lượng giao dịch trên các nền tảng Blockchain tăng trưởng hàng năm khoảng 30-40%, kéo theo nhu cầu về các giải pháp bảo mật tiên tiến. Luận văn tập trung nghiên cứu chữ ký số ngưỡng (Threshold Signature Scheme - TSS) và khả năng ứng dụng của nó trong công nghệ Blockchain nhằm nâng cao tính bảo mật và phân tán của hệ thống. Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là phân tích, xây dựng mô hình chữ ký số ngưỡng dựa trên hệ mật trên đường cong Edwards, triển khai thử nghiệm mô hình trên nền tảng Blockchain thực tế và đánh giá tính khả thi trong các giao dịch tài chính. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các thuật toán chữ ký số, công nghệ Blockchain và ứng dụng chữ ký số ngưỡng trong môi trường Blockchain tại Việt Nam trong giai đoạn 2020-2022. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các giải pháp bảo mật mới, góp phần nâng cao độ tin cậy và hiệu quả của các giao dịch điện tử, đồng thời hỗ trợ phát triển các ứng dụng Blockchain trong thương mại điện tử và tài chính.

## Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

### Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: công nghệ chữ ký số ngưỡng (Threshold Signature Scheme - TSS) và công nghệ Blockchain. TSS là thuật toán mã hóa phân tán, cho phép nhiều bên cùng tham gia tạo khóa và ký số mà không tiết lộ khóa cá nhân, đảm bảo tính riêng tư và an toàn. Công nghệ Blockchain là hệ thống lưu trữ dữ liệu phân tán, phi tập trung, với các đặc điểm nổi bật như bất biến, minh bạch và bảo mật cao. Các khái niệm chuyên ngành được sử dụng bao gồm:  
- EdDSA (Edwards-curve Digital Signature Algorithm): thuật toán chữ ký số dựa trên đường cong Edwards, có hiệu năng cao và bảo mật tốt hơn so với ECDSA truyền thống.  
- MPC (Multi-party Computation): kỹ thuật tính toán nhiều bên an toàn, cho phép các bên tính toán chung mà không tiết lộ dữ liệu riêng.  
- Thuật toán đồng thuận Blockchain: gồm PoW, PoS, DPoS và BFT, đảm bảo sự đồng thuận và an toàn trong mạng lưới phân tán.  
- Ví ngưỡng (Threshold Wallet): ví tiền mã hóa sử dụng chữ ký số ngưỡng để tăng cường bảo mật và phân quyền.  

### Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm.  
- Nguồn dữ liệu: thu thập từ các bài báo khoa học, tài liệu chuyên ngành, các thư viện mã nguồn mở như TSS-BNB, ZenGo-X, Zilliqa.  
- Phương pháp phân tích: phân tích thuật toán chữ ký số ngưỡng trên đường cong Edwards, so sánh hiệu năng với các thuật toán truyền thống, đánh giá tính khả thi qua thử nghiệm thực tế trên Blockchain.  
- Timeline nghiên cứu:  
  - Quý 1-2/2021: Tổng quan lý thuyết và thu thập tài liệu.  
  - Quý 3-4/2021: Xây dựng mô hình chữ ký số ngưỡng trên đường cong Edwards.  
  - Quý 1-2/2022: Triển khai thử nghiệm mô hình trên nền tảng Blockchain thực tế.  
  - Quý 3/2022: Phân tích kết quả và hoàn thiện luận văn.  
Cỡ mẫu thử nghiệm gồm 6 node tham gia tạo khóa và ký giao dịch, được lựa chọn để đánh giá hiệu năng và tính ổn định của mô hình.

## Kết quả nghiên cứu và thảo luận

### Những phát hiện chính

1. **Hiệu năng chữ ký số ngưỡng trên đường cong Edwards vượt trội**: Mô hình EdDSA giảm 40% dung lượng lưu trữ so với chữ ký cá nhân truyền thống, đồng thời thời gian ký và xác minh giao dịch giảm lần lượt 10% và 13%.  
2. **Tăng tốc độ xử lý giao dịch Blockchain**: Mô hình giúp tăng 10% tốc độ dòng giao dịch, cải thiện hiệu quả xác thực trên Blockchain.  
3. **Tính bảo mật và phân tán cao**: Chữ ký số ngưỡng phân phối khóa cá nhân thành nhiều phần, giảm thiểu rủi ro điểm lỗi đơn lẻ, tăng cường an toàn cho các bên tham gia.  
4. **Khả năng ứng dụng thực tế**: Thử nghiệm trên nền tảng Zilliqa với 6 node cho thấy các EdDSA public key khác nhau nhưng cùng một khóa công khai, đảm bảo tính nhất quán và bảo mật trong giao dịch.  

### Thảo luận kết quả

Nguyên nhân hiệu năng vượt trội của EdDSA so với ECDSA là do thuật toán đơn giản hơn, không phụ thuộc vào bộ tạo số ngẫu nhiên, giảm thiểu rủi ro tấn công kênh bên và va chạm khóa. So với các nghiên cứu trước đây, kết quả này khẳng định EdDSA là lựa chọn tối ưu cho các ứng dụng Blockchain đòi hỏi tốc độ và bảo mật cao. Việc phân tán khóa cá nhân theo mô hình TSS giúp giảm thiểu nguy cơ mất mát hoặc đánh cắp khóa, đồng thời duy trì tính phân quyền của Blockchain. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh thời gian ký và xác minh giữa EdDSA và ECDSA, cũng như bảng thống kê dung lượng lưu trữ và tốc độ xử lý giao dịch. Kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các ví ngưỡng và hợp đồng thông minh an toàn, hiệu quả hơn, góp phần thúc đẩy ứng dụng Blockchain trong thương mại điện tử và tài chính.

## Đề xuất và khuyến nghị

1. **Triển khai rộng rãi mô hình chữ ký số ngưỡng EdDSA trong các hệ thống Blockchain tài chính** nhằm nâng cao bảo mật và hiệu quả xử lý giao dịch, ưu tiên trong vòng 12 tháng tới, do các tổ chức tài chính và công ty công nghệ Blockchain thực hiện.  
2. **Phát triển các công cụ hỗ trợ quản lý và xoay khóa cá nhân phân tán** để tăng cường tính linh hoạt và an toàn cho người dùng, áp dụng trong 6-9 tháng, do các nhà phát triển phần mềm Blockchain đảm nhiệm.  
3. **Tăng cường đào tạo và nâng cao nhận thức về công nghệ chữ ký số ngưỡng và Blockchain** cho các chuyên gia an ninh mạng, kỹ sư phần mềm và quản lý dự án, triển khai liên tục trong các khóa học chuyên ngành và hội thảo.  
4. **Xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy trình kiểm thử an toàn cho chữ ký số ngưỡng** nhằm đảm bảo tính ổn định và bảo mật khi áp dụng thực tế, thực hiện trong 12-18 tháng, phối hợp giữa các cơ quan quản lý và tổ chức nghiên cứu.  

## Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. **Chuyên gia và nhà nghiên cứu công nghệ Blockchain**: Nắm bắt kiến thức chuyên sâu về chữ ký số ngưỡng và ứng dụng thực tiễn, phục vụ phát triển các giải pháp bảo mật mới.  
2. **Các tổ chức tài chính và doanh nghiệp ứng dụng Blockchain**: Áp dụng mô hình chữ ký số ngưỡng để nâng cao an toàn giao dịch và quản lý ví tiền mã hóa.  
3. **Nhà phát triển phần mềm và kỹ sư an ninh mạng**: Tham khảo để xây dựng, triển khai và kiểm thử các hệ thống chữ ký số phân tán trên nền tảng Blockchain.  
4. **Sinh viên và học viên cao học chuyên ngành hệ thống thông tin, mật mã học**: Học tập và nghiên cứu sâu về các thuật toán chữ ký số, kỹ thuật tính toán nhiều bên và ứng dụng Blockchain.  

## Câu hỏi thường gặp

1. **Chữ ký số ngưỡng là gì và khác gì so với chữ ký số truyền thống?**  
Chữ ký số ngưỡng phân phối khóa cá nhân thành nhiều phần, yêu cầu một số lượng tối thiểu các bên cùng ký để tạo chữ ký hợp lệ, tăng tính bảo mật và phân quyền so với chữ ký số truyền thống chỉ dựa vào một khóa cá nhân duy nhất.

2. **Tại sao chọn đường cong Edwards cho mô hình chữ ký số ngưỡng?**  
Đường cong Edwards có hiệu năng tính toán cao hơn, khóa nhỏ hơn và khả năng chống tấn công tốt hơn so với đường cong Elliptic truyền thống, giúp giảm thời gian ký và xác minh giao dịch.

3. **Mô hình chữ ký số ngưỡng có thể ứng dụng trong những lĩnh vực nào?**  
Ngoài Blockchain và tiền mã hóa, mô hình còn phù hợp với các hệ thống yêu cầu bảo mật cao như quản lý danh tính số, hợp đồng thông minh, và các ứng dụng phân quyền trong thương mại điện tử.

4. **Làm thế nào để đảm bảo an toàn khi triển khai chữ ký số ngưỡng?**  
Cần sử dụng các giao thức mã hóa an toàn, triển khai các thuật toán đồng thuận phù hợp, đồng thời xây dựng hệ thống quản lý khóa và kiểm thử nghiêm ngặt để phát hiện và ngăn chặn các rủi ro bảo mật.

5. **Khả năng mở rộng của mô hình chữ ký số ngưỡng như thế nào?**  
Mô hình hỗ trợ cấu hình “t trong tổng số n” để chống lại sự hư hỏng tùy ý của các node, đồng thời có thể mở rộng số lượng bên tham gia mà vẫn duy trì hiệu năng và bảo mật, phù hợp với các mạng Blockchain lớn.

## Kết luận

- Luận văn đã xây dựng thành công mô hình chữ ký số ngưỡng dựa trên hệ mật trên đường cong Edwards, nâng cao hiệu năng và bảo mật so với các phương pháp truyền thống.  
- Thử nghiệm thực tế trên nền tảng Blockchain cho thấy mô hình giảm 40% dung lượng lưu trữ và tăng tốc độ xử lý giao dịch lên 10%.  
- Mô hình góp phần giải quyết các vấn đề về điểm lỗi đơn lẻ trong quản lý khóa cá nhân, tăng cường tính phân tán và an toàn cho hệ thống Blockchain.  
- Đề xuất các giải pháp triển khai, đào tạo và xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật nhằm thúc đẩy ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực tài chính và thương mại điện tử.  
- Khuyến khích các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp tiếp tục phát triển và hoàn thiện công nghệ chữ ký số ngưỡng để đáp ứng nhu cầu bảo mật ngày càng cao trong kỷ nguyên số.  

Hành động tiếp theo là triển khai các dự án thí điểm ứng dụng mô hình trong các hệ thống Blockchain thực tế, đồng thời mở rộng nghiên cứu về các thuật toán đồng thuận và hợp đồng thông minh tích hợp chữ ký số ngưỡng.