Báo cáo môn học: Đồ án tiền giải thuật và công nghệ blockchain đề tài: ứng dụng blockchain trong lĩnh vực ngân hàng | Trường đại học kinh doanh và công nghệ Hà Nội

lOMoAR cPSD| 48302938
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH DOANH VÀ CÔNG NGHỆ HÀ NỘI BÁO CÁO
MÔN HỌC: ĐỒ ÁN TIỀN GIẢI THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ BLOCKCHAIN
ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG BLOCKCHAIN TRONG LĨNH VỰC NGÂN HÀNG
SINH VIÊN THỰC HIỆN: BÙI HOÀNG HIỆP LỚP: TH 26.09 MÃ SINH VIÊN: 2621211179 Hà nội 2024 lOMoAR cPSD| 48302938
Chương 1. Tổng quan về Blockchain
1.1 Giới thiệu về Blockchain
Blockchain, hay còn được gọi là "chuỗi khối," là một công nghệ lưu trữ và truyền tải thông
tin theo kiểu phi tập trung, đảm bảo tính minh bạch, bảo mật và không thể thay đổi. Khái
niệm Blockchain lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 2008 bởi một cá nhân hoặc nhóm
người sử dụng biệt danh Satoshi Nakamoto trong bối cảnh ra mắt Bitcoin, loại tiền mã hóa
đầu tiên. Từ đó, Blockchain đã nhanh chóng phát triển và mở rộng ứng dụng trong nhiều
lĩnh vực khác nhau, không chỉ giới hạn ở tiền mã hóa.
1.2 Cấu trúc của Blockchain
Blockchain có cấu trúc như một cuốn sổ cái kỹ thuật số, trong đó mỗi "khối" (block) chứa
một số lượng thông tin nhất định và được liên kết với khối trước đó, tạo thành một chuỗi
(chain). Mỗi khối chứa ba yếu tố chính:
Dữ liệu (Data): Tùy thuộc vào loại blockchain, dữ liệu này có thể là các giao dịch tài chính,
hợp đồng thông minh, hoặc các loại dữ liệu khác. Ví dụ, trong Bitcoin, dữ liệu trong khối
bao gồm các giao dịch được thực hiện.
Hash: Một mã duy nhất đại diện cho nội dung của khối. Hash là một chuỗi ký tự được tạo
ra bằng cách áp dụng hàm băm (hash function) lên dữ liệu của khối. Nếu bất kỳ thông tin
nào trong khối bị thay đổi, hash của khối cũng sẽ thay đổi theo, giúp phát hiện các thay đổi không hợp lệ.
Hash của khối trước đó: Đảm bảo tính liên kết giữa các khối và sự toàn vẹn của chuỗi. Điều
này có nghĩa là nếu bất kỳ khối nào trong chuỗi bị thay đổi, các khối sau đó cũng sẽ phải
thay đổi, làm cho việc giả mạo trở nên vô cùng khó khăn.
1.3 Nguyên tắc hoạt động của Blockchain
Blockchain hoạt động dựa trên một số nguyên tắc cơ bản:
Phi tập trung (Decentralization): Thông tin không được lưu trữ tập trung tại một nơi mà
được phân tán trên nhiều nút (node) trong mạng. Mỗi nút đều có một bản sao của toàn bộ
blockchain. Điều này giúp loại bỏ sự phụ thuộc vào một thực thể trung gian và giảm nguy cơ bị tấn công.
Minh bạch (Transparency): Tất cả các giao dịch đều được ghi lại và có thể kiểm tra bởi bất
kỳ ai tham gia vào mạng lưới. Điều này tăng cường tính minh bạch và tin cậy. Các giao
dịch trên blockchain được công khai và không thể thay đổi sau khi đã được xác nhận.
Bất biến (Immutability): Một khi thông tin đã được ghi vào blockchain, nó không thể bị
thay đổi hoặc xóa bỏ. Điều này được đảm bảo nhờ cấu trúc liên kết của các khối và các 1 lOMoAR cPSD| 48302938
hàm hash. Bất kỳ thay đổi nào sẽ làm thay đổi toàn bộ chuỗi, khiến cho việc thay đổi thông
tin trở nên gần như không thể thực hiện. 1.4 Các loại Blockchain
Blockchain có thể được phân loại theo nhiều cách, nhưng phổ biến nhất là dựa trên mức độ kiểm soát và truy cập:
Public Blockchain: Đây là loại blockchain mà bất kỳ ai cũng có thể tham gia và truy cập
thông tin. Ví dụ tiêu biểu là Bitcoin và Ethereum. Public blockchain mang lại sự minh bạch
và an ninh cao do số lượng lớn các nút tham gia.
Private Blockchain: Chỉ cho phép một số người hoặc tổ chức xác định tham gia và truy
cập. Thường được sử dụng trong doanh nghiệp để kiểm soát quyền truy cập và bảo mật
thông tin nội bộ. Ví dụ về private blockchain là Hyperledger Fabric.
Consortium Blockchain: Là sự kết hợp giữa public và private, nơi chỉ một nhóm các tổ
chức được phép kiểm soát và tham gia vào mạng lưới. Loại blockchain này thường được
sử dụng trong các ngành công nghiệp nơi cần có sự hợp tác giữa nhiều tổ chức, như ngân hàng và bảo hiểm.
1.5 Ứng dụng của Blockchain
Blockchain không chỉ giới hạn ở tiền mã hóa mà còn có nhiều ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác như:
Tài chính và Ngân hàng: Blockchain có thể giảm chi phí giao dịch, tăng cường bảo mật và
cải thiện tính minh bạch. Các ngân hàng sử dụng blockchain để thanh toán quốc tế nhanh hơn và rẻ hơn.
Quản lý Chuỗi Cung Ứng: Blockchain giúp theo dõi nguồn gốc và hành trình của sản phẩm
từ nhà sản xuất đến người tiêu dùng cuối cùng, tăng cường tính minh bạch và giảm thiểu gian lận.
Y tế: Blockchain được sử dụng để quản lý hồ sơ bệnh án, đảm bảo rằng dữ liệu y tế của
bệnh nhân không thể bị sửa đổi và chỉ những người được ủy quyền mới có thể truy cập.
Bất động sản: Blockchain giúp quản lý và xác minh quyền sở hữu tài sản một cách an toàn
và hiệu quả, giảm thiểu rủi ro gian lận.
Bầu cử: Sử dụng blockchain trong bầu cử có thể đảm bảo tính minh bạch và công bằng,
đồng thời giảm thiểu gian lận và tăng cường niềm tin của cử tri. 2 lOMoAR cPSD| 48302938
2. Lợi ích và thách thức của Blockchain 2.1 Lợi ích :
Bảo mật cao: Blockchain sử dụng các thuật toán mã hóa mạnh mẽ để bảo vệ dữ liệu, đồng
thời phân tán thông tin trên nhiều nút giúp tăng cường bảo mật.
Minh bạch: Mọi giao dịch đều được ghi lại và có thể kiểm tra, giúp tăng cường sự minh bạch và tin tưởng.
Tiết kiệm chi phí: Giảm thiểu chi phí trung gian và tăng hiệu quả xử lý giao dịch. 2.2 Thách thức :
Quy định pháp lý: Nhiều quốc gia chưa có khung pháp lý rõ ràng cho công nghệ này, dẫn
đến những khó khăn trong việc áp dụng và phát triển.
Hiệu suất: Blockchain có thể xử lý giao dịch chậm và tốn kém năng lượng, đặc biệt là các
blockchain công cộng như Bitcoin.
Khả năng mở rộng: Đối mặt với khó khăn khi số lượng giao dịch tăng, yêu cầu các giải
pháp để cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng.
Blockchain là một công nghệ đột phá, mang lại nhiều cơ hội và thách thức. Nó không chỉ
cách mạng hóa ngành tài chính mà còn mở ra nhiều tiềm năng trong các lĩnh vực khác.
Hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, lợi ích, và thách thức của blockchain sẽ giúp chúng ta
áp dụng công nghệ này một cách hiệu quả và bền vững.
Chương 2. Công nghệ Blockchain
1. Khái niệm và Lịch sử Phát triển của Blockchain
Blockchain, hay chuỗi khối, là một công nghệ lưu trữ và truyền tải dữ liệu phân tán, nơi
các khối dữ liệu được liên kết với nhau theo thứ tự thời gian, tạo thành một chuỗi không
thể thay đổi. Công nghệ này lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 2008 bởi Satoshi
Nakamoto trong bối cảnh ra mắt Bitcoin. Từ đó, Blockchain đã trải qua nhiều giai đoạn
phát triển và mở rộng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
2. Cấu trúc Kỹ thuật của Blockchain
• Blockchain được thiết kế theo mô hình phân tán, nơi mỗi khối trong chuỗi chứa các thông tin sau:
• Dữ liệu (Data): Bao gồm các chi tiết cụ thể của giao dịch hoặc thông tin cần ghi lại.
Đối với Bitcoin, đó là thông tin về các giao dịch tiền tệ.
• Hash của khối (Block Hash): Một mã băm duy nhất được tạo ra từ dữ liệu trong khối.
Mã băm này đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu. 3 lOMoAR cPSD| 48302938
• Hash của khối trước (Previous Block Hash): Mã băm của khối trước đó trong chuỗi,
giúp liên kết các khối với nhau và đảm bảo không thể thay đổi thông tin mà không bị phát hiện.
3. Các Giao thức Đồng thuận trong Blockchain 3.1 Proof of Work (PoW ) -
PoW là một cơ chế đồng thuận đầu tiên và phổ biến nhất, được sử dụng bởi
Bitcoin. Nó yêu cầu các nút (nodes) tham gia giải các bài toán mật mã phức tạp để thêm
khối mới vào chuỗi. Điều này đòi hỏi năng lượng và tài nguyên tính toán lớn, nhưng đảm
bảo tính bảo mật và chống lại các tấn công gian lận. 3.2 Proof of Stake (PoS ) -
PoS chọn người tạo ra khối mới dựa trên số lượng tài sản mã hóa mà họ sở hữu.
Các nút có nhiều tài sản mã hóa hơn có cơ hội lớn hơn để được chọn. PoS ít tốn năng
lượng hơn so với PoW và đang được nhiều blockchain mới áp dụng.
3.3 Delegated Proof of Stake (DPoS ) -
DPoS là một biến thể của PoS, nơi các cổ đông bỏ phiếu để chọn ra một nhóm đại
diện, những người này sẽ chịu trách nhiệm xác thực các khối mới. DPoS giúp tăng tốc độ
giao dịch và hiệu suất mạng lưới.
4. Các Thành Phần Kỹ Thuật Chính của Blockchain 4.1 Nút (Node ) -
Nút là các thiết bị hoặc máy tính tham gia vào mạng lưới blockchain, duy trì một
bản sao của toàn bộ chuỗi khối và tham gia vào quá trình xác thực giao dịch.
4.2 Hợp đồng Thông minh (Smart Contract ) -
Hợp đồng thông minh là các đoạn mã tự động thực thi các điều khoản của hợp
đồng khi các điều kiện được xác định trước được thỏa mãn. Chúng loại bỏ nhu cầu về bên
thứ ba và tăng tính minh bạch, tin cậy. 4.3 Token và Cryptocurrency -
Token là đại diện kỹ thuật số của tài sản hoặc tiện ích, và cryptocurrency là một
dạng token được sử dụng như một phương tiện trao đổi. Ví dụ nổi bật bao gồm Bitcoin,
Ethereum, và các token tiện ích khác trên nền tảng blockchain.
5. Các Ứng dụng Kỹ thuật của Blockchain
5.1 Tài chính và Ngân hàng 4 lOMoAR cPSD| 48302938 -
Blockchain có khả năng cải thiện hiệu quả giao dịch, giảm chi phí và tăng cường
bảo mật. Các ứng dụng bao gồm thanh toán quốc tế, chuyển tiền và tài chính phi tập trung ( DeFi ).
5.2 Quản lý Chuỗi Cung Ứng -
Blockchain giúp theo dõi nguồn gốc và hành trình của sản phẩm từ nhà sản xuất
đến người tiêu dùng cuối cùng, tăng cường tính minh bạch và giảm thiểu gian lận. 5.3 Chăm sóc Sức khỏe -
Blockchain được sử dụng để quản lý hồ sơ bệnh án điện tử, đảm bảo rằng dữ liệu
y tế của bệnh nhân không thể bị sửa đổi và chỉ những người được ủy quyền mới có thể truy cập. 5.4 Bất động sản -
Blockchain giúp quản lý và xác minh quyền sở hữu tài sản một cách an toàn và hiệu
quả, giảm thiểu rủi ro gian lận và tăng cường tính minh bạch. 5.5 Bầu cử -
Sử dụng blockchain trong bầu cử có thể đảm bảo tính minh bạch và công bằng,
đồng thời giảm thiểu gian lận và tăng cường niềm tin của cử tri.
6. Thách Thức và Hạn Chế Kỹ Thuật của Blockchain
6.1 Khả năng Mở rộng (Scalability )
Blockchain hiện tại gặp khó khăn trong việc xử lý số lượng lớn giao dịch. Các giải pháp
như sharding và Lightning Network đang được nghiên cứu để cải thiện khả năng mở rộng.
6.2 Tiêu thụ Năng lượng
Các cơ chế đồng thuận như PoW tiêu tốn rất nhiều năng lượng, gây ra những lo ngại về
tác động môi trường. Các giải pháp thay thế như PoS và PoA đang được triển khai để
giảm thiểu vấn đề này. 6.3 Quy định Pháp lý
Blockchain vẫn chưa được chấp nhận rộng rãi trong nhiều khung pháp lý, gây ra những
rào cản trong việc triển khai và sử dụng. Các cơ quan quản lý đang dần đưa ra các quy
định và hướng dẫn để điều chỉnh công nghệ này.
6.4 Bảo mật và Quyền riêng tư
Mặc dù blockchain cung cấp tính bảo mật cao, nhưng việc bảo mật các thông tin nhạy
cảm và đảm bảo quyền riêng tư của người dùng vẫn là một vấn đề cần được giải quyết. 5 lOMoAR cPSD| 48302938
Các giải pháp như zk-SNARKs và Confidential Transactions đang được nghiên cứu để tăng cường bảo mật.
Công nghệ blockchain mang đến những tiềm năng to lớn trong việc cải thiện hiệu quả,
bảo mật và minh bạch cho nhiều ngành công nghiệp. Tuy nhiên, để blockchain có thể
phát triển và được áp dụng rộng rãi, các thách thức về khả năng mở rộng, tiêu thụ
năng lượng, và quy định pháp lý cần được giải quyết. Blockchain không chỉ là một
công nghệ, mà còn là một công cụ mạnh mẽ có thể thay đổi cách chúng ta giao dịch
và tương tác trong thế giới số. Việc nắm bắt và hiểu rõ các khía cạnh kỹ thuật của
blockchain sẽ giúp các tổ chức và cá nhân tận dụng tối đa các lợi ích mà công nghệ này mang lại.
Chương 3. Lập trình mô phỏng ( Phân tích ứng dụng Blockchain trong lĩnh vực ngân hàng ) 1. Giới thiệu
Công nghệ Blockchain đang ngày càng được quan tâm và áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực, trong đó ngân hàng và tài chính là một trong những lĩnh vực có tiềm năng lớn nhất để
ứng dụng công nghệ này. Với khả năng bảo mật cao, minh bạch và phi tập trung,
Blockchain hứa hẹn sẽ mang đến những cải tiến vượt bậc cho ngành ngân hàng. Trong
chương này, chúng ta sẽ đi sâu vào phân tích ứng dụng Blockchain trong lĩnh vực ngân
hàng thông qua lập trình mô phỏng, từ đó hiểu rõ hơn về cách công nghệ này có thể thay
đổi cách các ngân hàng hoạt động.
2. Các Ứng dụng Tiềm Năng của Blockchain trong Ngân hàng 2.1 Thanh Toán Quốc Tế
Blockchain có thể cách mạng hóa thanh toán quốc tế bằng cách loại bỏ sự cần thiết của các
bên trung gian và giảm thiểu thời gian xử lý giao dịch. Các giao dịch có thể được thực hiện
nhanh chóng, an toàn và với chi phí thấp hơn. 2.2 Chuyển Tiền
Blockchain cho phép chuyển tiền nhanh chóng và an toàn hơn, đặc biệt là trong các giao
dịch xuyên biên giới. Công nghệ này giúp giảm thiểu chi phí và thời gian, đồng thời tăng
cường tính minh bạch và bảo mật.
2.3 Quản Lý Tài Sản và Chứng Khoán
Blockchain có thể được sử dụng để theo dõi quyền sở hữu tài sản và chứng khoán, giúp
giảm thiểu gian lận và lỗi trong quản lý tài sản. Hợp đồng thông minh (smart contracts) có
thể tự động hóa và đảm bảo thực thi các điều khoản của hợp đồng một cách chính xác. 2.4 Hợp Đồng Thông Minh 6 lOMoAR cPSD| 48302938
Hợp đồng thông minh trên blockchain cho phép tự động hóa các quy trình và giao dịch,
đảm bảo tính chính xác và minh bạch. Điều này có thể giảm thiểu rủi ro và chi phí liên
quan đến việc thực thi hợp đồng.
3. Mô phỏng Ứng dụng Blockchain trong Ngân hàng
Để minh họa rõ ràng các ứng dụng của blockchain trong lĩnh vực ngân hàng, chúng ta sẽ
lập trình một mô phỏng đơn giản bằng Python. Mô phỏng này sẽ bao gồm các chức năng
cơ bản như tạo ví (wallet), tạo giao dịch (transaction), và xác nhận giao dịch bằng cơ chế
đồng thuận đơn giản (Proof of Work).
3.1 Thiết lập Môi trường Lập trình
Trước tiên, chúng ta cần cài đặt Python và một số thư viện cần thiết. Chúng ta sẽ sử dụng
Python 3.8 trở lên và các thư viện như hashlib và time.
3.2 Xây dựng Khối (Block )
Một khối (block) cơ bản chứa thông tin về giao dịch, mã băm của khối hiện tại và mã băm của khối trước đó. 3.3 Tạo Blockchain 7 lOMoAR cPSD| 48302938
Blockchain là một chuỗi các khối. Mỗi khi thêm một khối mới vào chuỗi, nó phải tham
chiếu đến mã băm của khối trước đó.
3.4 Tạo và Xác Thực Giao Dịch 8 lOMoAR cPSD| 48302938
Trong mô phỏng này, chúng ta sẽ thêm chức năng tạo và xác thực giao dịch. Giao dịch sẽ
bao gồm thông tin người gửi, người nhận và số tiền chuyển. 4. Phân Tích Kết Quả 4.1 An Toàn và Bảo Mật 9 lOMoAR cPSD| 48302938
Mô phỏng trên cho thấy cách các giao dịch được bảo mật thông qua mã băm và cơ chế
đồng thuận. Mã băm đảm bảo rằng các khối không thể bị thay đổi mà không bị phát hiện,
và cơ chế đồng thuận đảm bảo rằng chỉ các giao dịch hợp lệ mới được thêm vào blockchain. 4.2 Hiệu Quả
Blockchain cải thiện hiệu quả trong các giao dịch ngân hàng bằng cách giảm thời gian xử
lý và chi phí. Không cần thông qua các bên trung gian, các giao dịch có thể được thực hiện
nhanh chóng và với chi phí thấp hơn. 4.3 Tính Minh Bạch
Mỗi giao dịch trên blockchain đều có thể được kiểm tra bởi bất kỳ ai tham gia vào mạng
lưới, tăng cường tính minh bạch và tin tưởng. Điều này đặc biệt quan trọng trong ngành
ngân hàng, nơi tính minh bạch có thể tăng cường lòng tin của khách hàng.
5. Những Thách Thức và Hạn Chế 5.1 Khả Năng Mở Rộng
Mặc dù blockchain mang lại nhiều lợi ích, nhưng khả năng mở rộng vẫn là một thách thức
lớn. Khi số lượng giao dịch tăng, mạng lưới blockchain có thể gặp khó khăn trong việc xử lý một cách hiệu quả. 10 lOMoAR cPSD| 48302938
5.2 Tiêu Thụ Năng Lượng
Các cơ chế đồng thuận như Proof of Work tiêu tốn rất nhiều năng lượng, gây ra những lo
ngại về môi trường. Các ngân hàng cần xem xét việc áp dụng các cơ chế đồng thuận hiệu
quả hơn về năng lượng như Proof of Stake. 5.3 Quy Định Pháp Lý
Các quy định pháp lý về blockchain và tiền mã hóa vẫn còn chưa rõ ràng và có thể khác
nhau giữa các quốc gia. Các ngân hàng cần tuân thủ các quy định này và đảm bảo rằng các
giao dịch blockchain của họ hợp pháp.
Blockchain mang lại nhiều tiềm năng to lớn cho ngành ngân hàng, từ cải thiện hiệu quả
giao dịch, tăng cường bảo mật đến tính minh bạch. Tuy nhiên, để áp dụng thành công
công nghệ này, các ngân hàng cần vượt qua các thách thức về khả năng mở rộng, tiêu
thụ năng lượng và tuân thủ quy định pháp lý. Qua việc mô phỏng ứng dụng blockchain
trong lĩnh vực ngân hàng, chúng ta đã có cái nhìn rõ hơn về cách công nghệ này có thể
thay đổi và cải thiện các quy trình ngân hàng truyền thống. Việc hiểu rõ và nắm bắt
công nghệ blockchain sẽ giúp các ngân hàng tận dụng tối đa các lợi ích mà nó mang
lại, từ đó phát triển mạnh mẽ và bền vững trong kỷ nguyên số. Kết luận
Công nghệ Blockchain đã chứng minh được tiềm năng to lớn trong việc cải thiện hiệu quả,
bảo mật và minh bạch trong nhiều lĩnh vực, từ tài chính, chăm sóc sức khỏe, quản lý chuỗi
cung ứng đến bầu cử và bất động sản. Trong lĩnh vực ngân hàng, Blockchain không chỉ
giúp tăng tốc độ và giảm chi phí giao dịch, đặc biệt là trong các giao dịch quốc tế và chuyển
tiền, mà còn mang lại mức độ an toàn và minh bạch chưa từng có. Qua các chương, chúng
ta đã thấy rằng việc áp dụng Blockchain trong ngân hàng không chỉ giúp quản lý tài sản và
chứng khoán hiệu quả hơn, mà còn tạo ra các hợp đồng thông minh tự động thực thi, giảm
thiểu rủi ro và chi phí.
Tuy nhiên, để Blockchain phát huy hết tiềm năng, ngành ngân hàng phải đối mặt và vượt
qua nhiều thách thức. Khả năng mở rộng vẫn là một vấn đề lớn khi số lượng giao dịch tăng
lên, và tiêu thụ năng lượng của các cơ chế đồng thuận như Proof of Work là một vấn đề
môi trường nghiêm trọng. Hơn nữa, các quy định pháp lý chưa rõ ràng và khác biệt giữa
các quốc gia cũng là rào cản lớn. Các ngân hàng cần phải linh hoạt trong việc áp dụng các
cơ chế đồng thuận mới, như Proof of Stake, để giảm thiểu tiêu thụ năng lượng và phải luôn
tuân thủ các quy định pháp lý để đảm bảo các giao dịch blockchain hợp pháp và an toàn. 11