Khóa Luận: Xây Dựng Ứng Dụng Giao Dịch Tài Sản Số NFT Phi Tập Trung Sử Dụng Công Nghệ Blockchain

Khóa luận khám phá ứng dụng giao dịch tài sản số phi tập trung NFT sử dụng công nghệ blockchain, mở ra tiềm năng mới cho thị trường.

• Tác giả: Trần Hiếu Nghĩa
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Thanh Trúc
• Trường học: Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Phần Mềm
• Đề tài: Xây Dựng Ứng Dụng Giao Dịch Tài Sản Số Phi Tập Trung NFT Với Công Nghệ Blockchain
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• 1. Chương 1. Lý do chọn đề tài.
• 1.1. Mục đích đề tài.
• 1.2. Đối tượng sử dụng.
• 1.3. Phạm vi nghiên cứu.
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu.
• 1.5. Khảo sát ứng dụng tương tự
• 1.5.1. Điểm mạnh của OpenSea.
• 1.5.2. Điểm hạn chế
• 1.6. Khảo sát Nify Gateway
• 1.6.1. Điểm mạnh của Nify gateway.
• 1.6.2. Điểm hạn chế
• 1.7. Kết luận từ khảo sát
• 2. KIẾN THỨC NỀN TẢNG
• 2.1. Kiến thức nền tảng của blockchain.
• 2.2. Các thành phần của một blockchain.
• 2.3. 6 tính chất của công nghệ Blockchain [2].
• 2.4. Giao thức trong BlockChain.
• 2.5. Cách hoạt động của giao thức BlockChain [3].
• 2.6. Các loại giao thức BlockChain [4].
• 2.7. Ứng dụng Blockchain trong thực tiễn [5].
• 2.8. Ứng dụng trong sản xuất.
• 2.9. Ứng dụng Blockchain trong thương mại điện tử
• 2.10. Ứng dụng của Blockchain trong y tế
• 2.11. Blockchain trong giáo dục
• 2.12. Cryptocurrency và các thuật ngữ liên quan.
• 2.13. Phân loại Cryptocurrency trong thị trường
• 2.14. Coin và Token trong Cryptocurrency
• 2.15. Large-cap, Mid-cap, Low-cap trong Cryptocurrency [7]
• 2.16. Sàn giao dịch Crypto tập trung và phi tập trung [9].
• 2.17. Ưu nhược điểm của của sàn giao dịch CEX và DEX.
• 2.18. Sự khác nhau giữa CEX và DEX
• 2.19. Tính chất của NFT.
• 2.20. Cách hoạt động của NFT.
• 2.21. Phân loại & ứng dụng của NFT
• 2.22. Cách Smart Contract hoạt động [13].
• 2.23. Ưu & nhược điểm của Hợp đồng thông minh
• 2.24. Ứng dụng của Solidity
• 2.25. Ưu điểm & Hạn chế của ngôn ngữ.
• 2.26. Sàn giao dịch NFT.
• 2.27. Tổng quan thị trường NFT.
• 2.28. Sự phát triển của NFT trong thời gian gần đây.
• 2.29. Phân loại sàn giao dịch NFT.
• 2.30. Tiêu chuẩn chuẩn hóa NFT.
• 2.31. So sánh ERC-721 và ERC-1155.
• 2.32. Các tính năng quan trọng của một sàn giao dịch NFT.
• 2.33. Giới thiệu về Next.
• 2.34. Lý do chọn Next.
• 2.35. Ưu nhược điểm của Next.
• 2.36. Giới thiệu về Node.
• 2.37. Kiến trúc và hoạt động của Node.
• 2.38. Kiến trúc của Node.js và cách nó hoạt động
• 2.39. Các tính năng cơ bản của Node.
• 2.40. Ưu nhược điểm của nodejs.
• 2.41. Giới thiệu về MongoDB
• 2.42. Các khái niệm cơ bản về MongoDB [20].
• 2.43. Ưu điểm và nhược điểm của MongoDB [21]
• 2.43.1. Ưu điểm của MongoDB.
• 2.43.2. Nhược điểm của MongoDB
• 2.44. Các trường hợp sử dụng MongoDB phù hợp
• 2.45. So sánh mongoDB và MySQL
• 2.46. Phương pháp lựa chọn ngẫu nhiên có trọng số (Weighted Random Selection) [22]
• 3. Phân tích thiết kế hệ thống.
• 3.1. Yêu cầu chức năng.
• 3.2. Yêu cầu phi chức năng.
• 3.3. Kiến trúc hệ thống.
• 3.4. Mô hình kiến trúc tổng quan.
• 3.5. Mô hình MVC trong Nodejs.
• 3.6. Xác thực và bảo mật.
• 3.7. Xác thực ví điện tử.
• 3.8. Xác thực tài khoản email người dùng.
• 3.9. Mô hình use-case.
• 3.10. Danh sách các actor.
• 3.11. Danh sách các use-case.
• 3.12. Đặc tả use-case và sơ đồ hoạt động.
• 3.12.1. Đổi mật khẩu.
• 3.12.2. Quên mật khẩu.
• 3.12.3. Đổi tên người dùng.
• 3.12.4. Thêm địa chỉ ví metamask.
• 3.12.5. Xem thông tin NFT.
• 3.12.6. Xem lịch sử giao dịch NFT.
• 3.12.7. Xem danh sách NFT đang sở hữu.
• 3.12.8. Đấu giá NFT.
• 3.13. Sơ đồ tuần tự và sơ đồ lơp.
• 3.13.1. Đổi mật khẩu.
• 3.13.2. Quên mật khẩu.
• 3.13.3. Đổi tên người dùng.
• 3.13.4. Xem thông tin NFT.
• 3.13.5. Xem lịch sử giao dịch NFT.
• 3.13.6. Xem danh sách NFT đang sở hữu.
• 3.13.7. Đấu giá NFT
• 4. Triển khai hệ thống.
• 4.1. Môi trường triển khai hệ thống.
• 4.2. Giao diện người dùng
• 4.2.1. Trang giới thiệu.
• 4.2.2. Trang đăng nhập.
• 4.2.3. Trang thông tin chi tiết NFT.
• 4.2.4. Trang mint NFT (tạo NFT).
• 4.2.5. Trang favorite NFT (danh sách những NFT đã thích).
• 5. Kết quả đạt được.
• 6. Khó khăn và thách thức.
• 7. Hướng phát triển.
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Tóm tắt

I. Tổng quan về ứng dụng giao dịch tài sản số NFT phi tập trung

Ứng dụng giao dịch tài sản số NFT phi tập trung đang trở thành một xu hướng nổi bật trong lĩnh vực công nghệ blockchain. NFT (Non-Fungible Tokens) cho phép người dùng sở hữu và giao dịch các tài sản kỹ thuật số độc nhất. Công nghệ blockchain cung cấp một nền tảng an toàn và minh bạch cho các giao dịch này. Việc phát triển ứng dụng này không chỉ giúp người dùng dễ dàng tiếp cận thị trường NFT mà còn mở ra nhiều cơ hội đầu tư mới.

1.1. Khái niệm về NFT và Blockchain

NFT là một loại tài sản số không thể thay thế, được lưu trữ trên blockchain. Công nghệ blockchain đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật cho các giao dịch NFT. Điều này giúp người dùng yên tâm hơn khi tham gia vào thị trường này.

1.2. Lợi ích của giao dịch NFT phi tập trung

Giao dịch NFT phi tập trung mang lại nhiều lợi ích như giảm thiểu chi phí giao dịch, tăng cường tính minh bạch và bảo mật. Người dùng có thể giao dịch trực tiếp mà không cần qua trung gian, từ đó tiết kiệm thời gian và chi phí.

II. Thách thức trong việc phát triển ứng dụng NFT phi tập trung

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc phát triển ứng dụng giao dịch NFT phi tập trung cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề về bảo mật, quy định pháp lý và sự chấp nhận của người dùng là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng. Đặc biệt, sự phức tạp trong việc sử dụng công nghệ blockchain có thể khiến người dùng mới cảm thấy khó khăn.

2.1. Vấn đề bảo mật trong giao dịch NFT

Bảo mật là một trong những vấn đề lớn nhất trong giao dịch NFT. Các cuộc tấn công mạng có thể dẫn đến việc mất mát tài sản. Do đó, việc áp dụng các biện pháp bảo mật mạnh mẽ là rất cần thiết.

2.2. Quy định pháp lý và sự chấp nhận của người dùng

Quy định pháp lý về NFT vẫn còn đang trong quá trình phát triển. Điều này có thể gây khó khăn cho các nhà phát triển trong việc xây dựng ứng dụng. Hơn nữa, sự chấp nhận của người dùng cũng là một yếu tố quan trọng để đảm bảo sự thành công của ứng dụng.

III. Phương pháp phát triển ứng dụng giao dịch NFT hiệu quả

Để phát triển ứng dụng giao dịch NFT phi tập trung hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại và tối ưu hóa trải nghiệm người dùng. Việc sử dụng công nghệ blockchain tiên tiến và thiết kế giao diện thân thiện sẽ giúp người dùng dễ dàng hơn trong việc tham gia vào thị trường NFT.

3.1. Sử dụng công nghệ blockchain tiên tiến

Việc áp dụng các công nghệ blockchain mới nhất như Ethereum và Solana sẽ giúp cải thiện hiệu suất và bảo mật cho ứng dụng. Điều này cũng giúp người dùng có trải nghiệm tốt hơn khi giao dịch NFT.

3.2. Thiết kế giao diện người dùng thân thiện

Giao diện người dùng cần được thiết kế đơn giản và dễ sử dụng. Điều này sẽ giúp người dùng mới dễ dàng tiếp cận và tham gia vào thị trường NFT mà không gặp phải khó khăn.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giao dịch NFT trong ngành nghệ thuật

Giao dịch NFT đã mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành nghệ thuật. Nghệ sĩ có thể bán tác phẩm của mình dưới dạng NFT, giúp họ tiếp cận được nhiều người mua hơn. Điều này không chỉ tạo ra cơ hội kinh doanh mà còn giúp bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ cho nghệ sĩ.

4.1. Tác động đến nghệ sĩ và nhà sưu tập

NFT cho phép nghệ sĩ bán tác phẩm của mình trực tiếp cho người tiêu dùng mà không cần qua trung gian. Điều này giúp họ giữ lại nhiều lợi nhuận hơn và tạo ra mối liên kết chặt chẽ hơn với người hâm mộ.

4.2. Thị trường NFT và tiềm năng phát triển

Thị trường NFT đang phát triển nhanh chóng với nhiều cơ hội mới. Các nhà đầu tư và nhà sưu tập đang ngày càng quan tâm đến NFT như một hình thức đầu tư tiềm năng.

V. Kết luận và tương lai của giao dịch NFT phi tập trung

Giao dịch tài sản số NFT phi tập trung có tiềm năng lớn trong tương lai. Với sự phát triển của công nghệ blockchain và sự chấp nhận ngày càng cao của người dùng, thị trường NFT sẽ tiếp tục mở rộng. Việc nghiên cứu và phát triển ứng dụng giao dịch NFT sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp này.

5.1. Dự đoán xu hướng phát triển của NFT

Trong tương lai, NFT có thể trở thành một phần không thể thiếu trong các lĩnh vực như nghệ thuật, âm nhạc và thể thao. Sự phát triển của công nghệ sẽ giúp cải thiện trải nghiệm người dùng và mở rộng thị trường.

5.2. Vai trò của công nghệ blockchain trong tương lai

Công nghệ blockchain sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính minh bạch và bảo mật cho các giao dịch NFT. Điều này sẽ giúp người dùng yên tâm hơn khi tham gia vào thị trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp "Xây dựng ứng dụng giao dịch tài sản số phi tập trung NFT với công nghệ Blockchain" do sinh viên Trần Hiếu Nghĩa (MSSV: 19521902) và Lê Anh Nhân (MSSV: 19521931) thực hiện tại Khoa Công nghệ Phần mềm, Trường Đại học Công nghệ Thông tin – Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh (hoàn thành ngày 22 tháng 06 năm 2023), dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thị Thanh Trúc và TS. Nguyễn Hà Giang.

Về bối cảnh thực tiễn, công nghệ NFT (Non-Fungible Tokens) phát triển nhanh chóng trong thị trường tiền mã hóa, đóng vai trò chứng thực quyền sở hữu cho các tài sản số độc nhất như tác phẩm nghệ thuật, video clip và vật phẩm trò chơi điện tử. Tuy nhiên, tại thời điểm thực hiện đề tài năm 2023, thị trường NFT tại Việt Nam vẫn còn mới mẻ và chưa được khai thác sâu rộng. Mặt khác, các nền tảng quốc tế hiện hữu có quy trình tạo và giao dịch NFT tương đối phức tạp đối với người dùng mới. Việc nghiên cứu ứng dụng giao dịch tài sản số phi tập trung nhằm làm rõ cơ chế vận hành của công nghệ blockchain, giải quyết các vấn đề về an toàn dữ liệu, tính minh bạch và quyền sở hữu số.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài gồm bốn nội dung chính:

1. Nghiên cứu cách thức hoạt động của sàn giao dịch tài sản số NFT như một hình thức thương mại điện tử trong ngành công nghiệp nghệ thuật kỹ thuật số.
2. Khảo cứu các thành tố kỹ thuật nền tảng: công nghệ blockchain, tài chính số, an ninh thông tin và trải nghiệm giao diện người dùng.
3. Thiết kế và xây dựng sàn giao dịch NFT với các chức năng cơ bản nhằm hỗ trợ người dùng tạo (mint), mua, bán, đấu giá và quản lý tài sản số dưới dạng NFT.
4. Phân tích các thách thức, cơ hội trong việc phát triển sàn giao dịch NFT, từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật tối ưu hóa chi phí và cải thiện khả năng tương tác.

Đối tượng sử dụng của hệ thống được phân định thành bốn nhóm:

• Nhà đầu tư: Tìm kiếm cơ hội mua bán các tác phẩm nghệ thuật số nhằm gia tăng giá trị tài sản.
• Người sưu tầm và người dùng phổ thông: Nhu cầu sở hữu các tác phẩm nghệ thuật số độc bản hoặc sản phẩm từ các tác giả quan tâm.
• Nhà sáng lập và phát triển dApps: Sử dụng sàn giao dịch để tạo lập và phát hành NFT cho các ứng dụng phi tập trung.
• Nhà đấu giá: Tổ chức các phiên đấu giá trực tuyến để gia tăng giá trị thương mại của tác phẩm số.

Phạm vi nghiên cứu được xác định cụ thể trên hai phương diện:

• Phạm vi môi trường công nghệ: Ứng dụng web (Webapp) với giao diện người dùng xây dựng bằng Next.js, hệ thống phía máy chủ (Back-end) phát triển trên nền tảng Node.js, cơ sở dữ liệu phi quan hệ MongoDB, và áp dụng tiêu chuẩn token ERC-721 trên mạng lưới blockchain Ethereum.
• Phạm vi nghiệp vụ ứng dụng: Gồm 8 nhóm chức năng chính: Mua và bán NFT; Tạo (mint) NFT kèm phân bổ độ hiếm ngẫu nhiên; Đấu giá NFT (quy định thời gian kết thúc, giá khởi điểm và giá tối thiểu); Xem thông tin chi tiết NFT; Lưu trữ và quản lý NFT trực tiếp trên blockchain; Lọc và tìm kiếm NFT; Quản lý danh mục tài sản cá nhân; Thực hiện giao dịch an toàn thông qua hợp đồng thông minh (Smart Contract).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài tổng hợp hệ thống lý thuyết về hạ tầng blockchain, tiền mã hóa, hợp đồng thông minh và tiêu chuẩn kỹ thuật tài sản số:

• Kiến trúc Blockchain: Cấu trúc dựa trên 4 thành phần trụ cột gồm Hệ thống sổ cái phân tán, Mạng lưới ngang hàng (P2P), Cơ chế đồng thuận và Cơ chế động viên. Hệ thống kế thừa 6 tính chất cốt lõi: tính phi tập trung (decentralized), tính phân tán (distributed), dữ liệu không thể thay đổi (bảo đảm bởi mã băm và thuật toán đồng thuận), tính bảo mật (kiểm soát qua khóa riêng tư - Private Key), tính minh bạch và khả năng tích hợp hợp đồng thông minh.
• Giao thức Blockchain và Tiền mã hóa: Khảo cứu các giao thức Bitcoin, Ethereum, Cardano (giao thức Ouroboros) và Hyperledger. Phân cấp quy mô vốn hóa thị trường tiền mã hóa thành Large-cap (top 2 đến top 50 như ETH, BNB, SOL, UNI, MATIC), Mid-cap (top 50 đến top 200 như CELO, OP, YFI) và Low-cap (top 200 đến top 500 như BETA, OGN, POLS). Trong phạm vi đề tài, nhóm tác giả phát hành một token riêng tên là NNG trên mạng lưới Ethereum để phục vụ kiểm thử.
• Tiêu chuẩn token NFT: So sánh hai chuẩn ERC-721 và ERC-1155; lựa chọn chuẩn ERC-721 vì tính chất đại diện duy nhất, không thể phân chia và mỗi token có một địa chỉ định danh độc nhất trên blockchain. Định giá NFT được phân tích qua 5 yếu tố: độ hiếm, nguồn gốc tác giả, nội dung tác phẩm, điều kiện thị trường và lịch sử giao dịch. Các ứng dụng thực tiễn được trích dẫn gồm tác phẩm nghệ thuật "Everydays: The First 5000 Days", vật phẩm trò chơi điện tử Axie Infinity, thẻ thể thao số Sorare, NBA Top Shots và lô rượu vang Cabernet Sauvignon 2016 "The Chop" của Yao Family Wines.
• Hợp đồng thông minh (Smart Contract) và Solidity: Ứng dụng ngôn ngữ lập trình Solidity thực thi trên máy ảo Ethereum (EVM) theo nguyên lý "nếu... thì...", cho phép tự động hóa thỏa thuận và lưu trữ lịch sử giao dịch mà không phụ thuộc bên thứ ba.
• Thuật toán lựa chọn ngẫu nhiên có trọng số (Weighted Random Selection): Áp dụng thuật toán xác suất có trọng số để gán các thuộc tính và độ hiếm cho vật phẩm khi người dùng thực hiện thao tác tạo (mint) NFT.

Tiêu chí	Coin	Token
Tính chất và ứng dụng	Làm phí gas, staking vận hành node/validator, phương tiện thanh toán và tiện ích nội tại của chính blockchain đó.	Làm phương tiện thanh toán hoặc token tiện ích phục vụ riêng cho ứng dụng/dự án cụ thể.
Hạ tầng kỹ thuật	Hoạt động trên blockchain độc lập, yêu cầu ví riêng; phí giao dịch trừ trực tiếp vào số dư của coin đó.	Phát hành trên blockchain có sẵn; sử dụng ví của blockchain nền tảng; phí giao dịch trừ vào coin nền tảng (ví dụ token LINK bị trừ phí ETH).

Tiêu chí	Sàn giao dịch tập trung (CEX)	Sàn giao dịch phi tập trung (DEX)
Quyền kiểm soát tài sản	Sàn nắm giữ sổ lệnh, quyền lưu ký và kiểm soát 100% tài sản trong ví của người dùng.	Người dùng kết nối ví cá nhân, kiểm soát 100% tài sản, giao dịch trực tiếp ngang hàng.
Xác thực danh tính	Bắt buộc tuân thủ quy trình định danh khách hàng (KYC) và chống rửa tiền (AML).	Giao dịch ẩn danh hoàn toàn, không yêu cầu xác thực danh tính cá nhân.
Cơ chế xác thực lệnh	Máy chủ trung gian của sàn phê duyệt và khớp lệnh giao dịch.	Hệ thống các nút (nodes) mạng blockchain tự động vận hành xác thực qua hợp đồng thông minh.
Niêm yết tài sản	Dự án phải trả phí niêm yết; số lượng danh mục cặp giao dịch bị giới hạn.	Đưa tài sản lên danh sách hoàn toàn tự do và miễn phí; số lượng token đa dạng hơn.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp khảo sát thực nghiệm sản phẩm thương mại và quy trình kỹ thuật phần mềm 8 bước:

• Khảo sát thực tế: Nền tảng OpenSea (hơn 4 triệu NFT từ hơn 30.000 nhà sáng lập; ưu điểm hỗ trợ đa chuỗi, tính năng đa dạng; hạn chế phí gas cao, giao diện phức tạp cho người mới) và Nifty Gateway (ưu điểm giao diện tối giản đen trắng, tập trung nghệ sĩ tên tuổi; hạn chế chỉ hỗ trợ Ethereum, giá vật phẩm cao, phí gas cao). Nhóm lựa chọn kế thừa phong cách giao diện đen - trắng tối giản của Nifty Gateway và cấu trúc trang thông tin chi tiết đầy đủ của OpenSea.
• Quy trình 8 bước phát triển: (1) Nghiên cứu tài liệu và khảo sát người dùng; (2) Đánh giá điểm mạnh/yếu của OpenSea và Nifty Gateway; (3) Phân tích đặc tả yêu cầu, xây dựng sơ đồ Use-Case và Workflow; (4) Thiết kế và lựa chọn giải pháp cơ sở dữ liệu; (5) Thiết kế sơ bộ giao diện chức năng; (6) Kiểm thử sơ bộ; (7) Sửa lỗi và nâng cấp tính năng; (8) Rà soát toàn bộ hệ thống và biên soạn tài liệu báo cáo.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế theo mô hình kết hợp giữa hạ tầng Web2 và ứng dụng phi tập trung Web3:

• Kiến trúc tổng quan: Phía giao diện (Client-side) sử dụng Next.js để tối ưu hóa hiển thị và điều hướng. Phía máy chủ (Server-side) sử dụng Node.js tổ chức theo mô hình MVC (Model-View-Controller) đảm nhiệm xử lý logic nghiệp vụ, quản lý tài khoản và giao tiếp với cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu MongoDB đảm nhận lưu trữ các dữ liệu phi cấu trúc ngoài chuỗi (off-chain) như thông tin hồ sơ, siêu dữ liệu (metadata) của tác phẩm và các bộ lọc tìm kiếm.
• Xác thực và an toàn hệ thống: Triển khai cơ chế xác thực kép:
  1. Xác thực tài khoản truyền thống: Sử dụng email người dùng để đăng ký, đăng nhập, đổi mật khẩu và khôi phục mật khẩu khi quên.
  2. Xác thực ví điện tử: Liên kết ví MetaMask thông qua tài khoản kiểm soát ngoài (Externally Owned Account - EOA). Khóa riêng tư do người dùng tự quản lý trên ví, dùng để ký chữ ký số cho các giao dịch chuyển nhượng, mint hoặc đấu giá trên mạng blockchain.
• Danh mục Actor và Use-Case: Hệ thống xác định các tác nhân tương tác gồm Khách vãng lai, Người dùng đã xác thực (User), Nghệ sĩ sáng tạo và Nhà đầu tư đấu giá. Báo cáo phân tích và đặc tả chi tiết 19 use-case: Đăng nhập, Xác thực email, Đăng ký tài khoản, Đổi mật khẩu, Quên mật khẩu, Đổi tên người dùng, Thêm địa chỉ ví MetaMask, Xem thông tin NFT, Lọc NFT theo tiêu chí, Tìm kiếm NFT, Tạo NFT (minting), Xem lịch sử giao dịch NFT, Xem danh sách NFT đang sở hữu, Bán NFT (niêm yết cố định), Hủy bán NFT, Mua NFT, Đấu giá NFT. Mỗi use-case đều được xây dựng sơ đồ hoạt động (Activity Diagram), sơ đồ tuần tự (Sequence Diagram) và sơ đồ lớp (Class Diagram) tương ứng.
• Giao diện người dùng: Thiết kế theo tông màu đen - trắng tối giản kế thừa từ Nifty Gateway, gồm 5 phân hệ giao diện chính:
  • Trang giới thiệu: Hiển thị tổng quan nền tảng, các tác phẩm nổi bật và điều hướng hệ thống.
  • Trang đăng nhập: Giao diện xác thực tài khoản email kết hợp chức năng liên kết ví MetaMask.
  • Trang thông tin chi tiết NFT: Trình bày chi tiết hình ảnh, video, mô tả thuộc tính, độ hiếm, lịch sử giá và nguồn gốc sở hữu theo chuẩn OpenSea.
  • Trang mint NFT: Cho phép người dùng tải lên tệp tin kỹ thuật số, kích hoạt thuật toán Weighted Random Selection để hệ thống cấp phát độ hiếm ngẫu nhiên và ghi dữ liệu lên chuẩn ERC-721.
  • Trang Favorite NFT: Quản lý danh mục các tác phẩm nghệ thuật số mà người dùng đã đánh dấu yêu thích.

Nội dung chính theo từng chương

Bố cục khóa luận được triển khai qua các chương nội dung cụ thể trong văn bản:

Chương 1. Lý do chọn đề tài, Mục đích đề tài, Đối tượng sử dụng, Phạm vi nghiên cứu, Phương pháp nghiên cứu, Khảo sát ứng dụng tương tự

Chương mở đầu thiết lập cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài. Nhóm tác giả trình bày sự bùng nổ của thị trường NFT quốc tế và khoảng trống phát triển ứng dụng tại thị trường Việt Nam. Phần khảo sát thực nghiệm tập trung phân tích hai nền tảng điển hình là OpenSea (nền tảng lớn nhất với hơn 4 triệu NFT niêm yết từ hơn 30.000 nhà sáng lập) và Nifty Gateway. Kết quả khảo sát chỉ ra các rào cản chính của hai nền tảng này: mức phí gas giao dịch cao, giao diện phức tạp đối với người dùng mới và rào cản thanh toán. Từ đó, chương xác lập phạm vi kỹ thuật của hệ thống gồm giao diện Next.js, backend Node.js, CSDL MongoDB, chuẩn token ERC-721 và quy trình triển khai qua 8 bước hoàn thiện phần mềm.

Chương 2. Kiến thức nền tảng

Chương này hệ thống hóa toàn bộ kiến thức kỹ thuật cần thiết cho việc xây dựng dApp. Nội dung trình bày chi tiết về cấu trúc 4 thành phần của blockchain, 6 tính chất kỹ thuật, các giao thức mạng phổ biến (Bitcoin, Ethereum, Cardano, Hyperledger) và ứng dụng thực tế trong sản xuất, y tế, giáo dục, thương mại điện tử. Tiếp theo, chương làm rõ các khái niệm về Cryptocurrency (phân biệt coin và token tại Bảng 2.1, quy mô vốn hóa Large-cap, Mid-cap, Low-cap), so sánh sàn tập trung CEX và sàn phi tập trung DEX (Bảng 2.2 và 2.3). Phần trọng tâm của chương phân tích bản chất, tính chất độc nhất và các yếu tố định giá của NFT, so sánh chuẩn ERC-721 với ERC-1155 (Bảng 2.5), cơ chế vận hành của Smart Contract và ngôn ngữ Solidity. Đồng thời, chương giới thiệu kiến trúc Node.js, Next.js, hệ quản trị CSDL MongoDB (so sánh với MySQL tại Bảng 2.6) và cơ sở toán học của thuật toán Weighted Random Selection.

Chương 3. Phân tích thiết kế hệ thống

Chương 3 tập trung vào công tác kỹ thuật phần mềm chi tiết. Nhóm tác giả xác định yêu cầu chức năng (các nghiệp vụ giao dịch NFT) và yêu cầu phi chức năng (tính toàn vẹn dữ liệu, độ bảo mật qua khóa riêng tư). Kiến trúc hệ thống được mô hình hóa qua sơ đồ kiến trúc tổng quan kết hợp Web2 - Web3 và mô hình MVC trong Node.js. Phần xác thực mô tả quy trình đăng ký/đăng nhập qua email và cơ chế liên kết địa chỉ ví MetaMask (EOA). Chương cung cấp danh sách đầy đủ các actor, danh mục use-case, cùng 19 bảng đặc tả use-case kèm theo sơ đồ hoạt động, sơ đồ tuần tự và sơ đồ lớp chi tiết cho từng hành vi người dùng (từ đổi thông tin tài khoản đến giao dịch mua bán, hủy bán, mint và đấu giá NFT).

Chương 4. Triển khai hệ thống

Chương này trình bày môi trường cài đặt thực tế của ứng dụng sàn giao dịch và hiện thực hóa các phân hệ giao diện. Các trang chức năng được xây dựng hoàn chỉnh gồm Trang giới thiệu, Trang đăng nhập, Trang thông tin chi tiết NFT, Trang mint NFT (áp dụng cơ chế cấp phát thuộc tính ngẫu nhiên) và Trang danh sách NFT yêu thích (Favorite NFT), bảo đảm tính tương thích giữa giao diện người dùng và các lệnh gọi hợp đồng thông minh trên mạng blockchain.

Chương 5. Tổng kết (Kết quả đạt được, Khó khăn và thách thức, Hướng phát triển)

Chương cuối cùng tổng kết các kết quả đạt được của sản phẩm thực nghiệm, đối chiếu với mục tiêu ban đầu đề ra; đồng thời phân tích những khó khăn kỹ thuật phát sinh trong quá trình tương tác mạng blockchain và phác thảo các hướng nghiên cứu hoàn thiện hệ thống trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận ghi nhận các kết quả thực nghiệm và giải pháp cụ thể:

• Kết quả xây dựng ứng dụng: Xây dựng thành công webapp sàn giao dịch NFT hỗ trợ đầy đủ các tính năng: đăng ký/đăng nhập qua email, liên kết ví MetaMask, tạo (mint) NFT mới, niêm yết bán theo giá cố định, hủy niêm yết, mua trực tiếp và tổ chức các phiên đấu giá với thiết lập thời gian, giá sàn, bước giá.
• Phát hành token và triển khai chuẩn ERC-721: Triển khai thành công hợp đồng thông minh viết bằng Solidity theo chuẩn ERC-721 trên mạng thử nghiệm Ethereum, bảo đảm mỗi tác phẩm số có tính duy nhất và vĩnh viễn trên sổ cái phân tán. Nhóm cũng phát hành thử nghiệm token riêng NNG trên mạng Ethereum phục vụ quy trình thanh toán thử nghiệm.
• Ứng dụng thuật toán: Tích hợp thành công thuật toán lựa chọn ngẫu nhiên có trọng số (Weighted Random Selection) trong module mint NFT, cho phép hệ thống tự động gán độ hiếm ngẫu nhiên cho vật phẩm số một cách minh bạch.
• Giải pháp đề xuất: Đơn giản hóa quy trình giao dịch cho người mới bằng giao diện tối giản đen - trắng (kế thừa Nifty Gateway); tích hợp cơ chế lưu trữ dữ liệu lai (hybrid): lưu siêu dữ liệu và bộ lọc trên MongoDB để tăng tốc độ truy vấn, trong khi dữ liệu sở hữu và giao dịch tài chính được lưu trữ trực tiếp trên blockchain. Đồng thời, đề tài chú trọng tối ưu hóa cấu trúc hợp đồng thông minh để giảm thiểu chi phí gas.
• Đóng góp khoa học và thực tiễn: Hệ thống hóa tài liệu kỹ thuật về việc tích hợp giữa công nghệ Web2 (Next.js, Node.js MVC, MongoDB) và Web3 (Ethereum, Solidity, MetaMask, ERC-721) trong bối cảnh các nghiên cứu về sàn giao dịch NFT tại Việt Nam còn hạn chế.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Về mặt hạn chế:

• Hệ thống chỉ mới triển khai chuẩn ERC-721 trên một chuỗi khối duy nhất là Ethereum, chưa mở rộng sang chuẩn ERC-1155 hoặc các nền tảng blockchain khác như Solana, Polygon.
• Chi phí giao dịch (phí mạng và phí gas) trên mạng Ethereum còn cao, là rào cản chi phí đối với người dùng phổ thông.
• Ứng dụng chưa hỗ trợ giao dịch chuyển đổi trực tiếp bằng các loại tiền tệ pháp định (fiat).

Về hướng nghiên cứu tiếp:

• Nghiên cứu và mở rộng hệ thống hỗ trợ đa chuỗi khối (multi-chain) nhằm tăng tính tương thích và giảm chi phí giao dịch.
• Tối ưu hóa sâu hơn mã nguồn hợp đồng thông minh Solidity nhằm hạ thấp mức tiêu hao năng lượng và phí gas.
• Bổ sung các tính năng nâng cao: hệ thống đánh giá uy tín nghệ sĩ, tích hợp các kênh thanh toán đa dạng và nghiên cứu đưa sản phẩm thử nghiệm ra thị trường thực tế tại Việt Nam.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo kỹ thuật phù hợp cho sinh viên, giảng viên và kỹ sư phần mềm thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật Phần mềm, Khoa học Máy tính và Hệ thống Thông tin.

Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên môn cao bao gồm:

• Quy trình phân tích thiết kế hệ thống dApp: Hệ thống 19 use-case được đặc tả chi tiết kèm sơ đồ hoạt động, sơ đồ tuần tự và sơ đồ lớp.
• Mô hình kiến trúc lai (Hybrid Web2 - Web3): Giải pháp kết hợp giữa xác thực người dùng bằng email trên nền Node.js MVC và xác thực ký quỹ qua ví MetaMask (EOA).
• Kỹ thuật triển khai Smart Contract chuẩn ERC-721 và thuật toán Weighted Random Selection: Tài liệu cung cấp cách thức hiện thực hóa việc phát hành NFT ngẫu nhiên theo độ hiếm trên môi trường Ethereum.

Câu hỏi thường gặp

Khóa luận lựa chọn chuẩn token nào để phát hành các tài sản NFT và dựa trên cơ sở gì?
Khóa luận lựa chọn chuẩn ERC-721 trên mạng Ethereum. Chuẩn này được lựa chọn vì tính chất bảo đảm mỗi token đại diện cho một tài sản duy nhất, không thể hoán đổi hay phân chia, có một địa chỉ định danh độc nhất trên blockchain, phù hợp để mã hóa các tác phẩm nghệ thuật kỹ thuật số độc bản.

Nhóm tác giả đã phát hành token thử nghiệm nào trong quá trình thực hiện đề tài?
Nhóm tác giả đã tạo ra và phát hành token riêng có tên là NNG trên nền tảng mạng lưới Ethereum để phục vụ việc kiểm thử các tính năng thanh toán và giao dịch tài sản số trên sàn.

Thuật toán lựa chọn ngẫu nhiên có trọng số (Weighted Random Selection) được ứng dụng vào khâu nào trong phần mềm?
Thuật toán được áp dụng trực tiếp vào chức năng tạo (mint) NFT. Khi người dùng phát hành một NFT mới, hệ thống sẽ sử dụng thuật toán này để tính toán xác suất và cấp phát ngẫu nhiên các thuộc tính cùng cấp độ hiếm cho vật phẩm đó.

Hệ thống kết hợp cơ chế xác thực người dùng như thế nào giữa Web2 và Web3?
Hệ thống triển khai xác thực kép: phía Web2 quản lý tài khoản định danh người dùng qua email và mật khẩu (cho phép đổi tên, đổi mật khẩu, quên mật khẩu); phía Web3 sử dụng tiện ích ví MetaMask liên kết tài khoản kiểm soát ngoài (EOA), cho phép người dùng tự quản lý khóa riêng tư (Private Key) để ký duyệt các giao dịch tài chính và tương tác với hợp đồng thông minh trên blockchain.

Nhóm tác giả đã kế thừa những yếu tố giao diện nào từ hai nền tảng khảo sát OpenSea và Nifty Gateway?
Nhóm kế thừa phong cách thiết kế giao diện tối giản với gam màu chủ đạo đen - trắng từ Nifty Gateway để giúp người dùng mới dễ thao tác; đồng thời kế thừa cách thức bố trí thông tin chi tiết của NFT từ OpenSea nhằm hiển thị đầy đủ các trường dữ liệu, thuộc tính, lịch sử giá và nguồn gốc của tài sản.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Trần Hiếu Nghĩa và Lê Anh Nhân đã nghiên cứu và phát triển thành công ứng dụng web sàn giao dịch tài sản số phi tập trung NFT trên nền tảng blockchain Ethereum. Công trình giải quyết bài toán giao dịch tài sản số thông qua việc kết hợp công nghệ Web2 (Next.js, Node.js, MongoDB) và Web3 (hợp đồng thông minh Solidity chuẩn ERC-721, ví MetaMask). Hệ thống vận hành đầy đủ các nghiệp vụ cốt lõi từ mint NFT theo độ hiếm ngẫu nhiên, mua bán đến đấu giá trực tuyến. Mặc dù còn hạn chế về chi phí gas và phạm vi đơn chuỗi, khóa luận cung cấp một tài liệu kỹ thuật chi tiết và có giá trị tham khảo rõ ràng cho sinh viên và kỹ sư quan tâm đến lĩnh vực công nghệ phần mềm ứng dụng blockchain.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Lý do chọn đề tài. Mục đích đề tài. Đối tượng sử dụng.

Phạm vi nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Khảo sát ứng dụng tương tự. Điểm mạnh của OpenSea.

Điểm hạn chế. Khảo sát Nify Gateway. Điểm mạnh của Nify gateway. Điểm hạn chế.

Kết luận từ khảo sát. KIẾN THỨC NỀN TẢNG. Kiến thức nền tảng của blockchain. Các thành phần của một blockchain.

6 tính chất của công nghệ Blockchain [2]. Giao thức trong BlockChain. Cách hoạt động của giao thức BlockChain [3]. Các loại giao thức BlockChain [4].

Ứng dụng Blockchain trong thực tiễn [5]. Ứng dụng trong sản xuất. Ứng dụng Blockchain trong thương mại điện tử. Ứng dụng của Blockchain trong y tế.

Blockchain trong giáo dục. Cryptocurrency và các thuật ngữ liên quan. Phân loại Cryptocurrency trong thị trường. Coin và Token trong Cryptocurrency.

Large-cap, Mid-cap, Low-cap trong Cryptocurrency [7]. Sàn giao dịch Crypto tập trung và phi tập trung [9]. Ưu nhược điểm của của sàn giao dịch CEX và DEX. Sự khác nhau giữa CEX và DEX.

Tính chất của NFT. Cách hoạt động của NFT. Phân loại & ứng dụng của NFT. Cách Smart Contract hoạt động [13].

Ưu & nhược điểm của Hợp đồng thông minh. Ứng dụng của Solidity. Ưu điểm & Hạn chế của ngôn ngữ. Sàn giao dịch NFT.

Tổng quan thị trường NFT. Sự phát triển của NFT trong thời gian gần đây. Phân loại sàn giao dịch NFT. Tiêu chuẩn chuẩn hóa NFT.

So sánh ERC-721 và ERC-1155. Các tính năng quan trọng của một sàn giao dịch NFT. Giới thiệu về Next. Lý do chọn Next.

Ưu nhược điểm của Next. Giới thiệu về Node. Kiến trúc và hoạt động của Node. Kiến trúc của Node.js và cách nó hoạt động.

Các tính năng cơ bản của Node. Ưu nhược điểm của nodejs. Giới thiệu về MongoDB. Các khái niệm cơ bản về MongoDB [20].

Ưu điểm và nhược điểm của MongoDB [21]. Ưu điểm của MongoDB. Nhược điểm của MongoDB. Các trường hợp sử dụng MongoDB phù hợp.

So sánh mongoDB và MySQL. Phương pháp lựa chọn ngẫu nhiên có trọng số (Weighted Random Selection) [22]. Phân tích thiết kế hệ thống. Yêu cầu chức năng.

Yêu cầu phi chức năng. Kiến trúc hệ thống. Mô hình kiến trúc tổng quan. Mô hình MVC trong Nodejs.

Xác thực và bảo mật. Xác thực ví điện tử. Xác thực tài khoản email người dùng. Mô hình use-case.

Danh sách các actor. Danh sách các use-case. Đặc tả use-case và sơ đồ hoạt động. Đổi mật khẩu.

Quên mật khẩu. Đổi tên người dùng. Thêm địa chỉ ví metamask. Xem thông tin NFT.

Xem lịch sử giao dịch NFT. Xem danh sách NFT đang sở hữu. Đấu giá NFT. Sơ đồ tuần tự và sơ đồ lơp.

Đổi mật khẩu. Quên mật khẩu. Đổi tên người dùng. Xem thông tin NFT.

Xem lịch sử giao dịch NFT. Xem danh sách NFT đang sở hữu. Đấu giá NFT. Triển khai hệ thống.

Môi trường triển khai hệ thống. Giao diện người dùng. Trang giới thiệu. Trang đăng nhập.

Trang thông tin chi tiết NFT. Trang mint NFT (tạo NFT). Trang favorite NFT (danh sách những NFT đã thích). Kết quả đạt được.

Khó khăn và thách thức. Hướng phát triển.129 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Ứng dụng blockchain trong thương mại điện tử.2 Ứng dụng blockchain trong y tế.3 Một số NFT nổi tiếng.4 Hợp đồng truyền thống và hợp đồng thông minh.5 Logo của solidity.6 Logo của MongoDB.1 Mô hình kiến trúc tổng quan hệ thống.2 Mô hình MVC trong nodejs.3 Sơ đồ use-case người dùng.4 Sơ đồ hoạt động đăng nhập.5 Sơ đồ hoạt động xác thực email.6 Sơ đồ hoạt động đăng ký.7 Sơ đồ hoạt động đổi mật khẩu.8 Sơ đồ hoạt động quên mật khẩu.9 Sơ đồ hoạt động đổi tên người dùng.10 Sơ đồ hoạt động thêm địa chỉ ví metamask.11 Sơ đồ hoạt động xem thông tin NFT.