MỞ ĐẦU 1. Mục đích Blockchain là một công nghệ tiên tiễn và đột phá đã tạo ra sự thay đổi lớn trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả hệ thống IoT (Internet of Things). Hệ thống IoT kết nối hang tỷ thiết bị thông minh và cho phép chúng tương tác và trao đôi dir liệu. Tuy nhiên, việc quản lý và tái cấu hình các thiết bị trong hệ thống IoT đôi khi gặp phải nhiều thách thức về bảo mật, an toàn và tính minh bạch.
Đây là lúc Blockchain có thể được áp dụng dé giải quyết những van dé này. Một trong những lợi ích lớn nhất của việc áp dụng Blockchain vào IoT là khả năng xác thực và phân phối dữ liệu. Blockchain cho phép tất cả các thiết bị trong mạng IoT chia sé dữ liệu của chúng một cách an toàn và không thé sửa đôi. Điều này đồng nghĩa với việc dữ liệu được xác thực và chống lại sự gian lận, đảm bảo tính tin cậy của đữ liệu thu thập từ các thiết bị IoT.
Ngoài ra, Blockchain cũng cung cấp tính minh bạch trong việc quản lý dữ liệu IoT. Các giao dịch được lưu trữ trên Blockchain là công khai và không thé thay đổi, cho phép các bên liên quan kiểm tra tính chính xác và tính toàn vẹn của đữ liệu. Điều này đồng nghĩa với việc đảm bảo tính minh bạch và tránh được việc gian lận hay lạm dụng dir liệu IoT. Không chỉ vay, tính bảo mat của Blockchain cũng là một lợi điểm quan trọng trong việc lưu trữ dữ liệu IoT.
Dữ liệu được mã hóa và phân tán trên các nút trong mạng Blockchain, giúp ngăn chặn các cuộc tan công và đảm bảo an toàn cho dữ liệu IoT trước những mối đe dọa bảo mật. Đối tượng - Các thiết bị, cảm biến và các module hỗ trợ việc giao tiếp của bộ Libelium Smart City. - Các kiến trúc và kiến thức về tính toán cận biên dé ap dụng vào thiết bị gateway. - Công nghệ ảo hoá container sử dung Docker.
- Máy tính nhúng Raspberry Pi. - Network communication từ Sensor đến Raspberry Pi (Edge) và từ Raspberry Pi dén Server. Pham vi nghién ciru - Vị trí lắp đặt thiết bị: Phong lab E3.1 toa nhà E trường Dai hoc Công nghệ Thông tin — Đại học Quốc Gia Thành Phó Hồ Chí Minh. - Đôi tượng nghiên cứu: e Các dữ liệu thu thập được từ cảm biến bao gồm: Nhiệt độ, độ am, tiếng ồn, ánh sáng, CO, NO2, O3.
e Các thiết bi phần cứng của Libelium, module giao tiếp giữa thiết bị đến gateway và công nghệ truyền tải thông qua WiFi. e Ngôn ngữ lập trình: Solidity, C, NodeJS. - Phạm vi nghiên cứu: e Thang do đánh giá mức độ của các dit liệu cam biến thu thập được. e Các thiết bi phan cứng mã nguồn mở của Libelium, các cảm biến.
e Công nghệ truyền thông mang: TCP socket. Chương 2: TONG QUAN 2. Tổng quan tình hình nghiên cứu: 2.Tình hình nghiên cứu ngoài nước: Tình hình nghiên cứu về ứng dụng Blockchain trong IoT đang ngày càng thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng của việc sử dung Blockchain dé giải quyết các thách thức của IoT như bảo mật, độ tin cậy va quản ly dir liệu.
Vi dụ, nghiên cứu của Chintan Patel về giải pháp bảo vệ quyền riêng tư và phân bổ danh tinh bang cách sử dụng quản lý danh tính an toàn thông qua chuỗi khối dựa trên mật mã với nền tảng khóa công khai [1].Nghiên cứu về hệ thống kiểm soát truy cập trong IoT có tên là fabric-iot [2]. Các nghiên cứu tiên tiến này đang đóng góp vào việc phát triển ứng dụng Blockchain trong IoT và nhiều lợi ích trong các lĩnh vực khác nhau.Tình hình nghiên cứu trong nước: Tính đến thời điểm hiện tại (05/2023), đã có nhiều bài báo nghiên cứu khoa học được xuất bản với đề tài: “Nền tảng đảm bảo an toàn bảo mật dựa trên Blockchain cho liên mạng vạn vật” [3]. Trong bài nghiên cứu này, nhóm tác giả đã đưa ra một khung hệ thống bảo mật mới dựa trên kiến trúc Blockchain để đảm bảo tính an toàn và minh bạch cho hệ thống IoT. Một bài nghiên cứu khác với tên “Tiềm năng ứng dụng công nghệ Blockchain trong nông nghiệp tại việt nam”[4].
Trong bài báo nay, nhóm tác giả đã đề xuất nghiên cứu ứng dụng công nghệ Blockchain trong hoạt động truy xuất nguồn gốc, cung ứng và quản lý bán hàng nông sản. Trong đề tài nghiên cứu “Development of Libelium-based Reconfigurable Solutions For Smart City Applications”[5], nhóm tác gia đã đề xuất một giải pháp ứng dụng phương pháp tái cầu hình vào mô hình IoT trên nền tảng Libelium. Bên cạnh những dé tài kê trên còn có những đề tài khác như “Adaptive Sampling for Saving Energy: A Case Study on The Libelium-based Environment Monitoring System”[6], và “Building a Recruitment Systtôi Based on Blockchain and Federated Learning”[7]. Các nghiên cứu nêu trên là tiền đề đề đề tài tiếp tục áp dụng và phát triển theo hướng của nhóm nghiên cứu mong muốn.
Tính khoa học của đề tài: Công nghệ IoT đã mở rộng và vượt xa sự mong đợi của mọi người, các giải pháp IoT được phat trién rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như: y tế, giáo dục, đời song,. Sự phát triển vượt bậc này nhằm mục đích thay đổi dé đáp ứng những thách thức mới trong việc bảo vệ sự toàn vẹn dữ liệu. Các thành phố và đô thị lớn trên thế giới đang tìm cách ứng dụng và thừa kế những công nghệ IoT đề phát triển trở thành thành phố thông minh trong tương lai. Theo báo cáo của Statista, thành phố thông minh chiếm ngân sách lớn thứ hai theo thống kê các dự án IoT được phát triển trong năm 2021[8].
Với số lượng thiết bị IoT ngày càng phát triển, việc dam bảo dit liệu toàn vẹn là một thách thức lớn đối với những người phát triển trong lĩnh vực này. Với việc mỗi ngày có hàng triệu đữ liệu được truyền nhận trên toàn cầu, và việc phải cầu hình lại hệ thống theo nhu cầu người sử dụng hoặc cập nhật Image, Firmware cho các thiết bị IoT là rất quan trọng. Do đó việc đảm bảo tính bảo mật cũng như tính minh bạch trong quá trình tái cấu hình trên các thiết bị IoT là vô cùng quan trọng, vì nếu không có những kỹ thuật bảo mật mã hóa dữ liệu, các lệnh tái cấu hình sẽ dễ bị thay đổi và dẫn đến bị sai sót. Ngoài những phương pháp lưu trữ truyền thống và áp dụng các giải thuật mã hóa, với sự phát triển của công nghệ Blockchain đã tạo ra một bước tiễn lớn trong việc lưu trữ và dam bảo toàn ven dit liệu trong không gian mang.
Sự giao thoa giữa Blockchain và IoT đã nồi lên và phát triển đến nay nhằm mang lại sự toàn vẹn dữ liệu cũng như nâng cao tính bảo mật của hệ thống IoT. Do đó nhóm đề xuất một ý tưởng kết hợp Blockchain vào việc lưu trữ và quản ly quá trình tái cau hình của hệ thống IoT nhằm đảm bảo tính minh bạch và tính bảo mật cho các dữ liệu tai cau hình. Chương 3: LÝ THUYÉT LIÊN QUAN 3. VPS VPS (Virtual Private Server) là một dịch vụ cung cấp máy chủ ảo trên nền tảng điện toán đám mây.
Nền tảng OpenStack là một giải pháp mã nguồn mở cho việc xây dựng và quản lý hạ tầng đám mây. Khi kết hợp VPS và OpenStack, ta có một mô hình mạnh mẽ cho việc triên khai các máy chủ ảo linh hoạt và mở rộng. Ưu điềm: - Khả năng linh hoạt: Một trong những ưu điểm quan trọng của VPS trên nền tảng OpenStack là tính linh hoạt và mở rộng. Với mô hình máy chủ ảo, người dùng có thé dé dang tạo và quản lý các máy chủ ảo theo nhu cầu của họ.
OpenStack cung cấp các công cụ và giao diện điều khiển mạnh mẽ cho việc quản lý và mở rộng cụm máy chủ ảo, cho phép người dùng tăng giảm tài nguyên một cách linh hoạt va nhanh chóng. - Tính bảo mật: VPS dựa trên OpenStack cung cấp khả năng cung cấp dịch vụ và tài nguyên đáng tin cậy. Với kiến trúc phân tán và khả năng sao lưu dữ liệu, người dùng có thể đảm bảo rằng dich vụ của họ sé không bi gián đoạn và dữ liệu sẽ được bảo vệ an toàn. Hơn nữa, OpenStack cũng cung cấp khả năng chịu lỗi và khôi phục nhanh chóng, giúp giảm thiểu thời gian chết máy và tăng tính sẵn sàng của dịch vụ.
- Tính tùy biến: VPS trên nền tảng OpenStack cho phép tùy chỉnh và cau hình cao. Người dùng có thé chon từ nhiều hệ điều hành, ứng dụng và cấu hình tài nguyên dé phù hợp với nhu cầu của họ. Bằng cách sử dụng công cụ và giao diện điều khiển của OpenStack, người dùng có thé linh hoạt tao và quản lý các máy chủ ảo với các yêu cau cụ thé và tùy chỉnh theo nhu cầu của ho. Nhược điểm: Tuy nhiên, VPS trên nền tảng OpenStack cũng có một số nhược điểm cần xem xét.
- Không thích hợp với người mới: việc triển khai và quản lý VPS trên nền tảng OpenStack có thể phức tạp đối với người dùng không có kinh nghiệm hoặc không quen thuộc với công nghệ điện toán đám mây và quản lý hạ tầng. Việc đảm bảo hiệu năng và hiệu suất tối ưu của hạ tầng cũng có thé đòi hỏi sự hiểu biết và kỹ năng chuyên môn. - Nhu cầu phần cứng: việc triển khai và vận hành VPS trên nền tảng OpenStack đòi hỏi một hệ thống phần cứng và mạng phức tạp dé đáp ứng yêu cầu về hiệu năng và khả năng mở rộng. Điều này có thê tạo ra một ngưỡng đầu tư ban đầu cao và đòi hỏi sự chuyên môn trong việc quản lý hạ tâng.
> VPS dựa trên nền tang OpenStack là một giải pháp mạnh mẽ cho việc triển khai và quản lý máy chủ ảo. Với tính linh hoạt, khả năng mở rộng và khả năng tùy chỉnh cao, VPS trên nền tảng OpenStack cho phép người ding tận dụng tối đa tiềm năng của điện toán đám mây. Tuy nhiên, việc triển khai và quản lý VPS trên nền tảng này có thé phức tạp và đòi hỏi kiến thức chuyên môn. TCP Socket TCP (Transmission Control Protocol) socket là một cơ chế truyền thông mang phô biến được sử dụng đề thiết lập và duy trì kết nói giữa các thiết bị trong môi trường mang.
Nó cung cấp một giao điện cho ứng dụng dé truyền và nhận dit liệu thông qua mạng. Việc sử dung TCP socket giúp ứng dụng tạo ra một kết nối ồn định và đáng tin cậy giữa hai thiết bị. Giao thức TCP đảm bảo việc truyền và nhận đữ liệu được đồng bộ, kiểm soát lỗi và đảm bảo đữ liệu được chuyển đến đúng đích.