Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghệ thông tin và mạng Internet phát triển mạnh mẽ, thương mại điện tử (TMĐT) đã trở thành phương thức xúc tiến thương mại và thúc đẩy hoạt động kinh doanh chủ lực của các doanh nghiệp bán lẻ. Đối với ngành hàng thời trang, việc cung cấp một nền tảng trực tuyến giúp người tiêu dùng chủ động tìm kiếm, lựa chọn mẫu mã và đặt hàng nhanh chóng mà không cần trực tiếp đến cửa hàng là yêu cầu thiết yếu nhằm tối ưu hóa thời gian và chi phí giao dịch. Song song đó, sự xuất hiện của công nghệ chuỗi khối (Blockchain) và làn sóng Web3 mở ra khả năng cải thiện tính minh bạch, trao quyền sở hữu tài sản số cho người dùng và tự động hóa các giao dịch tài chính thông qua hợp đồng thông minh.

Đề tài khóa luận "Xây dựng Website bán quần áo tích hợp Web3" (tên sản phẩm: Fashion Flow) do sinh viên Trần Trọng Hoàng và Trần Ngọc Tiên thực hiện tại Trường Đại học Công nghệ Thông tin – ĐHQG-HCM, dưới sự hướng dẫn của ThS. Trần Thị Hồng Yến (tháng 06/2024), tập trung giải quyết bài toán ứng dụng công nghệ Web3 và trí tuệ nhân tạo vào mô hình kinh doanh thời trang trực tuyến.

Văn bản xác định các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể sau:

  1. Xây dựng website bán quần áo tích hợp hệ thống gợi ý sản phẩm cho khách hàng.
  2. Xây dựng hệ thống quản lý bán hàng bảo đảm thực hiện đầy đủ các chức năng cơ bản của một nền tảng TMĐT.
  3. Giải quyết bài toán tối ưu hóa quy trình mua bán trực tuyến phù hợp với thực tiễn.
  4. Tìm hiểu, nghiên cứu công nghệ Blockchain và tích hợp cơ chế thanh toán Web3 vào cửa hàng.
  5. Tìm hiểu và ứng dụng các công nghệ mới nhằm nâng cao kỹ năng phát triển phần mềm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu kỹ thuật: Công nghệ giao diện người dùng (Next.js, Redux, Tailwind CSS, Ant Design, MetaMask, reCAPTCHA); công nghệ xử lý phía máy chủ (Node.js, ExpressJS, ASP.NET Core 7 API, MediatR, Clean Architecture); hạ tầng Web3 (Ethereum, Solidity, Sepolia testnet, OpenZeppelin, chuẩn ERC-721); hệ quản trị cơ sở dữ liệu và lưu trữ (PostgreSQL, MongoDB, Cloudinary, IPFS); các dịch vụ bổ trợ (Recombee Recommender System, Google Analytics 4, OpenAI GPT Assistant).
  • Đối tượng phục vụ: Các cửa hàng thời trang có nhu cầu triển khai kênh bán hàng trực tuyến; khách hàng mua sắm trực tuyến nói chung và nhóm khách hàng có hiểu biết cơ bản về Web3.
  • Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng ứng dụng trên nền tảng Website, hỗ trợ người dùng truy cập qua trình duyệt trên máy tính hoặc điện thoại có kết nối Internet; triển khai thử nghiệm các hợp đồng thông minh trên mạng Sepolia Testnet.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nền tảng kỹ thuật dựa trên các công nghệ phân tán, kiến trúc phần mềm hiện đại và các mô hình xử lý dữ liệu thông minh:

  • Hạ tầng Web3 và Blockchain: Sử dụng nền tảng Ethereum với mạng thử nghiệm Sepolia. Mã nguồn hợp đồng thông minh được viết bằng ngôn ngữ Solidity, kế thừa các tiêu chuẩn an toàn từ thư viện mã nguồn mở OpenZeppelin. Mô hình tài sản số độc bản được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn ERC-721 cho Non-Fungible Token (NFT).
  • Mô hình thiết kế hợp đồng thông minh tối ưu (Clone Factory Pattern): Thay vì sử dụng Factory Pattern truyền thống gây tốn kém chi phí gas khi triển khai lặp lại mã nguồn logic ERC-721, tác giả áp dụng mô hình Clone Factory (sử dụng lệnh delegatecall và Minimal Proxy Contract). Mã logic chỉ được triển khai một lần (Implementation Contract), các hợp đồng con được tạo ra chỉ chứa địa chỉ proxy và dữ liệu định danh riêng biệt.
  • Hệ thống lưu trữ phân tán và cơ sở dữ liệu: Giao thức IPFS (InterPlanetary File System) được sử dụng để lưu trữ dữ liệu phi tập trung, bất biến qua cơ chế Content Addressing. Cơ sở dữ liệu quan hệ PostgreSQL quản lý các thực thể nghiệp vụ cốt lõi (người dùng, đơn hàng, phân quyền); cơ sở dữ liệu NoSQL MongoDB lưu trữ các tài liệu phi cấu trúc; Cloudinary đảm nhận việc lưu trữ tệp tin đa phương tiện.
  • Kiến trúc ứng dụng web: Framework Next.js hỗ trợ các cơ chế Server-Side Rendering (SSR), Static Site Generation (SSG) và Incremental Static Regeneration (ISR). Phía backend kết hợp ExpressJS (Node.js) và ASP.NET Core 7 API theo mô hình Clean Architecture và mẫu thiết kế trung gian MediatR.
  • Hệ thống gợi ý và AI Chatbot: Tích hợp dịch vụ Recombee để phân tích dữ liệu hành vi và cá nhân hóa đề xuất sản phẩm theo thời gian thực. Tích hợp OpenAI GPT Assistant API để xử lý ngôn ngữ tự nhiên, phản hồi tự động về danh mục sản phẩm và chính sách bán hàng.

Phương pháp nghiên cứu:

  • Phương pháp phân tích quy trình nghiệp vụ: Khảo sát, đối sánh quy trình tìm kiếm, đặt hàng, thanh toán của các sàn thương mại điện tử hiện hành.
  • Phương pháp phân tích sản phẩm tương tự: Đánh giá ưu nhược điểm của các giải pháp bán hàng truyền thống và giải pháp thương mại điện tử tích hợp Web3.
  • Phương pháp phát triển phần mềm theo mô hình MVP (Minimum Viable Product): Xây dựng từng phân hệ chức năng tối thiểu để kiểm thử và đánh giá hiệu năng thực tế.

Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thử nghiệm về danh mục hàng may mặc (tên, kích thước, màu sắc, giá cả, chất liệu, hình ảnh) được cấu trúc trong cơ sở dữ liệu cục bộ; dữ liệu giao dịch và trạng thái token/NFT được ghi nhận trực tiếp trên chuỗi khối Sepolia.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống Fashion Flow được thiết kế theo kiến trúc phân tầng tích hợp giữa nền tảng web truyền thống và chuỗi khối phi tập trung:

[Khách hàng / Merchant / Admin]
[Frontend Layer: Next.js + Tailwind CSS + Ant Design + Redux + Metamask]

1. Phân hệ Hợp đồng thông minh và Web3

  • Triển khai Clone Factory Contract: Hệ thống tách biệt phần logic nghiệp vụ (nftImplementation = address(new FashionFlowERC721())) và hợp đồng Factory. Hàm createNFT cho phép người bán (merchant) khởi tạo bộ sưu tập NFT mới với chi phí thấp bằng cách gọi ủy quyền (delegatecall).
  • Thực nghiệm đo lường chi phí Gas: Khóa luận tiến hành đo lường thực nghiệm giữa hai mô hình khởi tạo hợp đồng NFT trên mạng thử nghiệm:
Loại hợp đồng / Phương thức Chi phí Gas tối thiểu (Min) Chi phí Gas tối đa (Max) Chi phí Gas trung bình (Avg) Số lần gọi (# calls)
MetaCoinCloneFactory (createMetaCoin) 94.539 109.527 95.039 30
MetaCoinFactory (createMetaCoin) 208.441 212.653 212.513 39

Kết quả thực nghiệm: Mô hình Clone Factory giảm lượng gas tiêu thụ từ 212.513 xuống còn 95.039 đơn vị, tương đương mức tiết kiệm hơn 55% chi phí triển khai cho mỗi sản phẩm NFT mới.

  • Cơ chế thanh toán và chia sẻ lợi nhuận qua Token ETH:
    • Khách hàng kết nối ví MetaMask và xác thực giao dịch thanh toán đơn hàng.
    • Hợp đồng thông minh Fashion-flow tự động nhận tiền, trích xuất thuế/phí nền tảng về ví Admin và chuyển trực tiếp phần doanh thu còn lại đến danh sách ví của Merchant (TransferProfits, TransferProfitsMerchantsArray).
    • Dịch vụ backend lắng nghe sự kiện (event listener) từ node chuỗi khối để tự động cập nhật trạng thái đơn hàng trong cơ sở dữ liệu nội bộ.

2. Phân hệ Chatbot AI và Hệ thống gợi ý

  • Chatbot AI (OpenAI GPT Assistant): Dữ liệu sản phẩm từ cơ sở dữ liệu PostgreSQL được trích xuất, làm sạch và nạp vào không gian ngữ cảnh của GPT Assistant. Phía backend xây dựng API tiếp nhận truy vấn, tạo luồng hội thoại (thread) và truyền dữ liệu phản hồi dạng luồng (stream response) về client.
  • Hệ sinh thái gợi ý (Recombee): Ghi nhận tương tác của khách hàng (lượt xem, thêm giỏ hàng, lọc sản phẩm) để gửi tín hiệu về Recombee API, trả về danh sách sản phẩm đề xuất mang tính cá nhân hóa cao.

3. Phân hệ thanh toán truyền thống

Tích hợp cổng VNPAY Sandbox hỗ trợ thanh toán trực tuyến qua thẻ ngân hàng/quét mã QR dành cho khách hàng không sử dụng tiền mã hóa, bảo đảm tính đa dạng trong phương thức thanh toán.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu đề tài

Chương mở đầu phân tích sự cần thiết của việc số hóa ngành kinh doanh thời trang trong bối cảnh thương mại điện tử bùng nổ. Tác giả giới thiệu tên dự án Fashion Flow, làm rõ các mục tiêu từ thiết kế giao diện, quản lý bán hàng, gợi ý sản phẩm, đến tích hợp Web3. Chương này cũng phân định rõ đối tượng hưởng lợi (người mua hàng, người bán hàng, quản trị viên), phạm vi ứng dụng phần mềm (nền tảng web), phương pháp xây dựng theo tiêu chuẩn MVP và các kết quả đầu ra dự kiến của đồ án.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày có hệ thống về lý thuyết, đặc trưng kỹ thuật và lý do lựa chọn từng công nghệ:

  • Trình bày về hệ thống lưu trữ phi tập trung IPFS, cơ chế Content Addressing.
  • Trình bày các framework frontend và backend: Next.js (SSR, SSG, ISR), ExpressJS, TypeScript, ASP.NET Core 7 API.
  • Phân tích hai hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL (quan hệ, ACID) và MongoDB (hướng tài liệu, NoSQL).
  • Trình bày cổng thanh toán VNPAY Sandbox, công cụ Recombee, nền tảng container hóa Docker.
  • Trình bày lý thuyết Blockchain, mạng Ethereum Sepolia, thư viện OpenZeppelin, chuẩn NFT ERC-721.
  • Đi sâu phân tích giải pháp Clone Factory Smart Contract, cơ chế phân chia dòng tiền bán hàng bằng token ETH qua ví MetaMask, kiến trúc trích xuất dữ liệu và sơ đồ luồng dữ liệu của Chatbot AI (GPT Assistant).

Chương 3: Phân tích và thiết kế hệ thống

Chương 3 tập trung vào kỹ thuật phần mềm chi tiết:

  • Phân tích yêu cầu: Thiết lập sơ đồ phân rã chức năng và sơ đồ Use Case tổng thể cho 3 nhóm tác nhân (Customer, Merchant, Admin).
  • Đặc tả Use Case: Xây dựng 25 bảng đặc tả use case (Bảng 3.1 đến Bảng 3.25), bao gồm: đăng nhập, xem/tìm kiếm/lọc sản phẩm, quản lý giỏ hàng, đặt hàng, thanh toán trực tuyến (VNPAY, Token ETH), quản lý sản phẩm, tạo NFT, quản lý đơn bán hàng và xem báo cáo doanh thu.
  • Thiết kế kiến trúc và xử lý: Trình bày sơ đồ kiến trúc tổng thể, lược đồ hoạt động của hệ thống thanh toán, sơ đồ tuần tự (thanh toán online, thêm sản phẩm, tạo NFT, gợi ý sản phẩm).
  • Thiết kế cơ sở dữ liệu: Xây dựng 17 bảng dữ liệu quan hệ (Bảng 3.26 đến Bảng 3.42), bao gồm: users, role_permissions, permissions, favorite, product, category, product_category, product_detail, size, cart, order_detail, order, review, transaction, payment.

Chương 4: Xây dựng ứng dụng

Chương 4 minh họa kết quả xây dựng giao diện thực tế thông qua 30 ảnh chụp màn hình và mô tả chi tiết:

  • Giao diện khách hàng: Trang chủ, đăng nhập, đăng ký, xem chi tiết sản phẩm, giỏ hàng, đặt hàng, thanh toán VNPAY, thanh toán qua ví Web3, danh sách yêu thích, lịch sử đơn hàng, giao diện chat với AI Chatbot.
  • Giao diện Merchant và Admin: Bảng điều khiển (Dashboard), quản lý sản phẩm, thêm sản phẩm thời trang thông thường, quản lý/thêm sản phẩm NFT, quản lý đơn hàng NFT, duyệt đơn đăng ký bán hàng, quản lý mã giảm giá (Voucher) và đối soát giao dịch VNPAY.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Xây dựng hoàn chỉnh nền tảng TMĐT Fashion Flow: Vận hành ổn định các chức năng thương mại điện tử cốt lõi từ duyệt sản phẩm, lọc thông minh, quản lý giỏ hàng đến xử lý đơn hàng đa kênh.
  • Tối ưu hóa triển khai Web3: Áp dụng thành công mô hình Clone Factory Contract, giúp giảm hơn 55% chi phí phí gas thực tế khi người bán đúc (mint) các bộ sưu tập NFT thời trang (từ 212.513 gas xuống 95.039 gas).
  • Tự động hóa thanh toán phi tập trung: Xây dựng hợp đồng thông minh cho phép thanh toán trực tiếp bằng đồng ETH, tự động điều phối doanh thu về ví của Merchant và phí nền tảng về ví của Admin theo thời gian thực mà không qua khâu trung gian giam vốn.
  • Tích hợp giải pháp AI hỗ trợ mua sắm: Xây dựng thành công trợ lý ảo tư vấn tự động bằng OpenAI GPT Assistant kết hợp cơ sở dữ liệu sản phẩm nội bộ và hệ sinh thái gợi ý Recombee.

Đóng góp của đề tài

  • Hiện thực hóa mô hình kết hợp song song giữa thương mại điện tử truyền thống (Web2) và các giao thức phi tập trung (Web3) trong cùng một hệ thống.
  • Đề xuất giải pháp giải quyết rào cản chi phí gas cao trên mạng Ethereum khi áp dụng NFT cho các sản phẩm thương mại thông qua mô hình Minimal Proxy (Clone Factory).
  • Cung cấp mô hình giải ngân doanh thu minh bạch, tức thì cho các nhà bán hàng bằng mã lệnh chuỗi khối, loại bỏ thời gian đối soát định kỳ thủ công.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Các hợp đồng thông minh và giao dịch tiền mã hóa mới chỉ dừng lại ở phạm vi thử nghiệm trên mạng testnet (Ethereum Sepolia), chưa trải qua kiểm toán độc lập trên mainnet.
  • Yêu cầu khách hàng tham gia giao dịch Web3 phải sở hữu ví MetaMask và nắm được các thao tác quản lý tiền mã hóa cơ bản, gây rào cản tiếp cận đối với người dùng phổ thông.
  • Dữ liệu phục vụ gợi ý sản phẩm và huấn luyện chatbot chủ yếu là dữ liệu thực nghiệm cục bộ, chưa đo lường trên tập người dùng thực tế quy mô lớn.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Nghiên cứu giải pháp Account Abstraction (ERC-4337) để đơn giản hóa quy trình tạo ví và thanh toán Web3 cho người dùng không chuyên.
  • Mở rộng triển khai hệ thống hợp đồng thông minh sang các mạng chuỗi khối Layer 2 (như Arbitrum, Optimism, Polygon) nhằm tối ưu hóa hơn nữa tốc độ xử lý và chi phí giao dịch.
  • Hoàn thiện hệ thống bảo mật, thực hiện kiểm toán (audit) toàn diện các hợp đồng thông minh trước khi đưa vào vận hành trên môi trường mạng chính thức (Mainnet).

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao đối với:

  • Sinh viên và học viên ngành Công nghệ phần mềm, Hệ thống thông tin, Mạng máy tính: Cung cấp tài liệu tham khảo thực tế về quy trình phân tích thiết kế hệ thống phần mềm (đặc tả 25 use case, thiết kế 17 bảng cơ sở dữ liệu quan hệ theo chuẩn Clean Architecture).
  • Lập trình viên và nhà nghiên cứu công nghệ Web3/Blockchain: Cung cấp phương pháp hiện thực hóa mô hình Clone Factory Smart Contract (tiết kiệm gas) và quy trình thiết kế backend lắng nghe sự kiện on-chain để đồng bộ dữ liệu giao dịch.
  • Các dự án khởi nghiệp TMĐT: Tham khảo mô hình tích hợp đồng thời hai cổng thanh toán (VNPAY Sandbox cho tiền pháp định và MetaMask cho tài sản số/NFT), cùng giải pháp trợ lý ảo tư vấn khách hàng qua GPT Assistant API.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận giải quyết vấn đề chi phí gas cao khi tạo NFT thời trang bằng cách nào?
Tác giả thay thế mô hình Factory Contract truyền thống bằng mô hình Clone Factory Smart Contract. Mô hình này chỉ triển khai mã nguồn logic ERC-721 lên chuỗi khối một lần duy nhất (Implementation Contract). Khi người bán tạo NFT mới, hệ thống chỉ tạo một hợp đồng proxy nhỏ gọn chứa dữ liệu định danh riêng và ủy quyền xử lý logic qua lệnh delegatecall. Kết quả thực nghiệm cho thấy lượng tiêu thụ gas giảm từ mức trung bình 212.513 gas xuống còn 95.039 gas (tiết kiệm hơn 55%).

2. Quy trình thanh toán đơn hàng bằng token ETH diễn ra như thế nào?
Khách hàng kết nối ví MetaMask trên giao diện web và xác thực lệnh thanh toán. Dòng tiền ETH được gửi trực tiếp đến hợp đồng thông minh của hệ thống. Hợp đồng thông minh sẽ tự động phân chia tỷ lệ lợi nhuận: chuyển phí nền tảng về ví Admin và chuyển doanh thu bán hàng trực tiếp về ví của Merchant theo mã lệnh đã lập trình. Một dịch vụ phía backend lắng nghe sự kiện (event) giao dịch thành công trên node Sepolia để cập nhật trạng thái đơn hàng vào cơ sở dữ liệu.

3. Hệ thống cơ sở dữ liệu của Fashion Flow được thiết kế gồm những thành phần nào?
Hệ thống sử dụng mô hình lưu trữ kết hợp: cơ sở dữ liệu quan hệ PostgreSQL quản lý 17 bảng nghiệp vụ (người dùng, quyền, sản phẩm, kích thước, giỏ hàng, đơn hàng, thanh toán, đánh giá); cơ sở dữ liệu NoSQL MongoDB lưu trữ dữ liệu tài liệu linh hoạt; dịch vụ Cloudinary lưu trữ hình ảnh giao diện; và mạng phân tán IPFS lưu trữ các siêu dữ liệu (metadata) bất biến của NFT.

4. Trợ lý ảo (Chatbot AI) trên website được xây dựng và kết nối dữ liệu ra sao?
Chatbot được phát triển dựa trên dịch vụ OpenAI GPT Assistant. Dữ liệu sản phẩm (tên, mô tả, giá, kích thước, màu sắc, chất liệu) được trích xuất từ cơ sở dữ liệu nội bộ, làm sạch và nạp vào hệ thống để làm ngữ cảnh phản hồi. Khi người dùng đặt câu hỏi, backend gọi API của OpenAI theo cơ chế streaming để nhận và hiển thị câu trả lời theo thời gian thực.

5. Khách hàng trên nền tảng Fashion Flow có thể thanh toán bằng những hình thức nào?
Hệ thống hỗ trợ song song hai nhóm phương thức thanh toán: thanh toán trực tuyến truyền thống bằng thẻ ngân hàng/quét mã qua cổng VNPAY (môi trường thử nghiệm Sandbox) và thanh toán phi tập trung bằng đồng tiền mã hóa ETH thông qua ví Web3 MetaMask.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Trần Trọng Hoàng và Trần Ngọc Tiên đã xây dựng thành công nền tảng thương mại điện tử thời trang Fashion Flow, kết hợp hài hòa giữa các công nghệ web hiện đại (Next.js, ASP.NET Core 7) và hạ tầng phi tập trung Web3. Đề tài đóng góp giải pháp kỹ thuật có giá trị thông qua việc ứng dụng mô hình Clone Factory Contract để tiết kiệm hơn 55% chi phí gas khi đúc NFT, đồng thời tự động hóa quy trình chia sẻ doanh thu cho người bán bằng hợp đồng thông minh. Toàn bộ kiến trúc hệ thống, quy trình phân tích 25 use case và 17 bảng cơ sở dữ liệu được trình bày chuẩn xác, cung cấp nguồn tư liệu học thuật và thực tiễn hữu ích cho việc phát triển các ứng dụng DApp trong lĩnh vực bán lẻ.