ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - VŨ DUY HIẾN VỀ TIỀN ĐIỆN TỬ, CRYPTOCURRENCY VÀ BITCOIN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - VŨ DUY HIẾN VỀ TIỀN ĐIỆN TỬ, CRYPTOCURRENCY VÀ BITCOIN Chuyên ngành: Cơ sở Toán cho Tin học Mã số: 60460110 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TÔN QUỐC BÌNH XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC (Ký ghi rõ họ tên) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS Nguyễn Hữu Ngự Hà Nội – Năm 2015 (Ký ghi rõ họ tên) TS Tôn Quốc Bình LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là: Vũ Duy Hiến Ngày sinh: 04 tháng 09 năm 1989 Học viên cao học khóa: 2012-2014 Chuyên ngành: Cơ sở Toán cho Tin học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Tên đề tài luận văn: Về tiền điện tử, CryptoCurrency Bitcoin Cán hướng dẫn khoa học: TS Tôn Quốc Bình Tôi xin cam đoan luận văn công trình nghiên cứu riêng tôi, kết nghiên cứu độc lập, không chép chưa công bố nội dung đâu; số liệu, trích dẫn luận văn thích có nguồn gốc rõ ràng, minh bạch Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm lời cam đoan Hà Nội, ngày 11 tháng 11 năm 2015 Học viên Vũ Duy Hiến i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Tôn Quốc Bìnhngười thầy tận tình giúp đỡ em định hướng nghiên cứu suốt trình làm luận văn Đồng thời, thầy người truyền đạt cho em nhiều kiến thức bổ ích lĩnh vực ngân hàng, tiền tệ, an toàn thông tin Em xin cảm ơn thầy, cô công tác giảng dạy Bộ môn Tin học – Khoa Toán-Cơ-Tin học trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội Trong suốt trình học tập từ bậc đại học bậc cao học, em thầy, cô truyền đạt nhiều tri thức quí báu Em xin cảm ơn gia đình, người thân bạn bè em giúp đỡ hỗ trợ cho em nhiều suốt thời gian qua Hà Nội, ngày 11 tháng 11 năm 2015 Học viên Vũ Duy Hiến ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU v MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TIỀN ĐIỆN TỬ, CRYPTOCURRENCY VÀ BITCOIN 1.1 Giới thiệu tiền điện tử, Cryptocurrency Bitcoin 1.2 Các vấn đề tiền điện tử Bitcoin Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 2: CƠ SỞ MẬT MÃ HỌC CỦA TIỀN ĐIỆN TỬ BITCOIN Error! Bookmark not defined 2.1 Chữ ký số hệ mật đường cong Eliptic (ECSDA)Error! Bookmark not defined 2.1.1 Đường cong Elliptic Error! Bookmark not defined 2.1.2 Chữ ký số hệ mật đường cong EllipticError! Bookmark not defined 2.2 Hàm băm Error! Bookmark not defined 2.2.1 Tổng quan hàm băm Error! Bookmark not defined 2.2.2 Hàm băm SHA-256 Error! Bookmark not defined 2.2.3 Hàm băm RIPEMD-160 Error! Bookmark not defined 2.3 Cây băm Merkle Error! Bookmark not defined 2.3.1 Bài toán xác thực liệu Error! Bookmark not defined 2.3.2 Cây băm Merkle xác thực liệu băm Merkle Error! Bookmark not defined 2.4 Hashcash Error! Bookmark not defined 2.4.1 Khái niệm Error! Bookmark not defined iii 2.4.2 Hashcash ngăn chặn thư rác Error! Bookmark not defined 2.4.3 Hashcash chống lại công từ chối dịch vụError! Bookmark not defined 2.4.4 Đánh giá chi phí tính toán Hashcash Error! Bookmark not defined 2.5 TimeStamp Error! Bookmark not defined 2.6 Base 58 Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TIỀN ĐIỆN TỬ NGANG HÀNG BITCOIN Error! Bookmark not defined 3.1 Mô tả hoạt động hệ thống tiền điện tử ngang hàng Bitcoin Error! Bookmark not defined 3.1.1 Định nghĩa thành phần hệ thống Error! Bookmark not defined 3.1.2 Quy trình thực toán hệ thống tiền điện tử ngang hàng Bitcoin Error! Bookmark not defined 3.2 Những giải pháp cho vấn đề tiền điện tử BitcoinError! Bookmark not defined 3.2.1 Vấn đề tạo đồng tiền điện tử Bitcoin Error! Bookmark not defined 3.2.2 Vấn đề xác định quyền sở hữu đồng tiền điện tử Bitcoin Error! Bookmark not defined 3.2.3 Vấn đề chuyển quyền sở hữu đồng tiền điện tử BitcoinError! Bookmark not defined 3.2.4 Vấn đề chia nhỏ giá trị đồng tiền Bitcoin giao dịch sử dụng nhiều đồng tiền Bitcoin Error! Bookmark not defined 3.2.5 Vấn đề an toàn bảo mật hệ thống tiền điện tử ngang hàng Bitcoin Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO iv PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined v DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU Hình 2.1-Phép cộng đường cong Elliptic Error! Bookmark not defined Hình 2.2-Phép nhân đôi đường cong Elliptic Error! Bookmark not defined Hình 2.3-Cây băm Merkle node Error! Bookmark not defined Hình 2.4-Xác thực liệu sử dụng băm Merkle node láError! Bookmark not defined Hình 3.1-Node gốc băm Merkle lưu trữ thông tin giao dịch Error! Bookmark not defined Hình 3.2-Cấu trúc băm Merkle lưu trữ thông tin n giao dịch Error! Bookmark not defined Hình 3.3-Cấu trúc TimeStamp sử dụng kỹ thuật bămError! Bookmark not defined Hình 3.4-Cấu trúc khối Block TimeStamp Error! Bookmark not defined Hình 3.5-Cơ chế ghi nhận lịch sử giao dịch Error! Bookmark not defined Hình 3.6-Cơ chế thực giao dịch sử dụng BitcoinError! Bookmark not defined Bảng 1.1-Một số tiền điện tử Cryptocurrency điển hìnhError! Bookmark not defined Bảng 2.1-Bảng mã Base58 Error! Bookmark not defined Bảng 3.2-Một số loại Version byte phổ biến Error! Bookmark not defined vi MỞ ĐẦU Tiền tệ đời giúp cho hoạt động trao đổi, sản xuất lưu thông hàng hoá xã hội phát triển Tất đồng tiền thức từ trước tới nay, dù tiền giấy hay tiền điện tử nhà nước tổ chức uy tín phát hành quản lý Lý vấn đề có nhà nước, phủ tổ chức uy tín đứng đảm bảo giá trị cho đồng tiền phát hành tạo niềm tin cho người sử dụng chúng Tuy nhiên, quan điểm bị thay đổi hoàn toàn tiền điện tử Bitcoin đời Bitcoin hoạt động dựa sở lý thuyết mật mã giao thức mạng ngang hàng (Peer-to-Peer); tất node mạng tạo đồng tiền tổ chức, phủ hay nhà nước phát hành quản lý; giao dịch sử dụng Bitcoin không cần đến bên thứ ba tin cậy làm trung tâm xác thực Mặc dù vậy, Bitcoin mang đầy đủ tính chất quan trọng tiền tệ: sử dụng để mua bán hàng hóa dịch vụ thực giao dịch toán, không lưu vết thông tin định danh sở hữu đồng tiền, chuyển đổi giá trị dễ dàng cộng đồng chấp nhận Bitcoin Trên giới, có số quốc gia: Đức, Hy Lạp, Venezuela số tổ chức, doanh nghiệp chấp nhận tiền điện tử Bitcoin làm phương tiện toán đặc điểm ưu việt Bên cạnh đó, có số quốc gia Việt Nam, Thái Lan, Iceland…không chấp nhận Bitcoin đồng tiền hợp pháp Điều hoàn toàn tự nhiên giống loại tiền tệ thông thường, Bitcoin chấp nhận có giá trị cộng đồng tin tưởng sử dụng chúng Tại quốc gia không chấp nhận Bitcoin, phủ dừng lại mức khuyến nghị người dân không nên đầu cơ, nắm giữ sử dụng Bitcoin chưa đưa sở khoa học làm cho khuyến nghị Cơ sở khoa học hệ thống tiền điện tử ngang hàng Bitcoin Satoshi (một nhóm nhà phát triển ẩn danh) công bố vào năm 2009 tài liệu tên, nhiên tài liệu đưa ý tưởng hoàn toàn Với mong muốn nghiên cứu làm rõ sở khoa học hình thành nên đồng tiền điện tử Bitcoin nguyên lý hoạt động hệ thống tiền điện tử ngang hàng Bitcoin, lựa chọn đề tài: “Về tiền điện tử, Cryptocurrency Bitcoin” cho luận văn Bố cục luận bao gồm phần mở đầu, ba chương chính, phần kết luận, phụ lục tài liệu tham khảo Nội dung ba chương tổ chức sau: Chương I: Tổng quan tiền điện tử, Cryptocurrency Bitcoin Chương II: Cơ sở mật mã học tiền điện tử Bitcoin Chương III: Nguyên lý hoạt động hệ thống tiền điện tử ngang hàng Bitcoin Sau phần trình bày nội dung chương CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TIỀN ĐIỆN TỬ, CRYPTOCURRENCY VÀ BITCOIN 1.1 Giới thiệu tiền điện tử, Cryptocurrency Bitcoin Theo quan điểm chủ nghĩa Mác-Lênin, tiền tệ hàng hoá đặc biệt, dùng làm vật ngang giá chung thống cho hàng hoá khác, thể chung giá trị thể lao động xã hội; đồng thời tiền tệ biểu quan hệ sản xuất người sản xuất hàng hoá, trình phát triển lâu dài trao đổi hàng hoá tạo Còn theo nhà kinh tế đại: Tiền định nghĩa chấp nhận chung việc toán để nhận hàng hoá, dịch vụ việc trả nợ Bản chất tiền tệ thể rõ qua hai thuộc tính giá trị giá trị sử dụng Trong đó: - Giá trị tiền theo quan điểm triết học Mác-Lênin công sức lao động tích tụ tạo kết tinh vào thân đồng tiền - Khác với vật chất thông thường, giá trị sử dụng tiền nằm khả thỏa mãn nhu cầu trao đổi hàng hóa xã hội, nhu cầu sử dụng làm vật trung gian trao đổi Giá trị sử dụng loại tiền tệ xã hội quy định: chừng xã hội thừa nhận vai trò làm vật trung gian trao đổi loại tiền tệ chừng giá trị sử dụng với tư cách tiền tệ tồn [1] Tiền tệ trải qua nhiều hình thái đa dạng khác lịch sử hình thành phát triển Trước đồng tiền kim loại tiền giấy xuất hiện, người sử dụng nhiều thứ khác với vai trò loại tiền để trao đổi hàng hóa Chẳng hạn, số nơi giới, người ta sử dụng cá mập tiền Ở nhiều nơi khác, tiền lông chim sặc sỡ vỏ sò quý hiếm; có nơi người ta dùng cọng lông đuôi voi để làm tiền Với phát triển nhanh xã hội đại ngày với bùng nổ mạnh mẽ lĩnh vực Công nghệ thông tin, tiền sử dụng dạng giá trị số lưu trữ máy tính thiết bị điện tử Người sử dụng thực giao TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Văn Tiến (2011), Giáo trình Tiền tệ Ngân hàng, NXB Thống kê Trịnh Nhật Tiến (2009), Giáo trình An toàn liệu, NXB ĐHQGHN Tiếng Anh Adam Back (1997), Hashcash, http://www.cypherspace.org/hashcash Adam Back (2002), Hashcash - A Denial of Service Counter - Measure, www.hashcash.org/papers/hashcash.pdf Bitcoin Wiki 2015 “Base58Check_encoding” Truy cập ngày 17/09 https://en.bitcoin.it/wiki/Base58Check_encoding Bitcoin Wiki 2015 “Controlled_supply” Truy cập ngày 17/09 https://en.bitcoin.it/wiki/Controlled_supply Bitcoin Wiki 2015 “Technical background of version Bitcoin addresses” Truy cập ngày 17/09 https://en.bitcoin.it/wiki/Technical_background_of_version_1_Bitcoin_addresses Bitcoin Wiki 2015 “Transaction” Truy cập ngày 17/09 https://en.bitcoin.it/wiki/Transaction Ralph Charles Merkle (1979), Secrecy, authentication and public key systems, Technical Report No 1979-1 Stanford University 10 S Haber, W.S Stornetta (1991), How to time-stamp a digital document, Journal of Cryptology, vol 3, no 2, pages 99-111 11 Satoshi Nakamoto (2009), Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, http://www.bitcoin.org/bitcoin.pdf 12 Shahdad Naghshpour (2013), The fundamental of Money and Finance System, Business Expert Press 13 Wei Dai (1998), b-money, http://www.weidai.com/bmoney.txt 14 Wikipedia 2015 “Base58” Truy cập ngày 17/09 https://en.wikipedia.org/wiki/Base58 15 Wikipedia 2015 “Hashcash” Truy cập ngày 17/09 https://en.wikipedia.org/wiki/Hashcash 16 Wikipedia 2015 “Proof-of-work system” Truy cập ngày 17/09 https://en.wikipedia.org/wiki/Proof-of-work_system 17 Wikipedia 2015 “TimeStamp” Truy cập ngày 17/09 https://en.wikipedia.org/wiki/Timestamp 18 William Stallings (2011), Cryptography And Network Security 5th Edition, Prentice Hall Pearson Education, Inc [...]...CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TIỀN ĐIỆN TỬ, CRYPTOCURRENCY VÀ BITCOIN 1.1 Giới thiệu về tiền điện tử, Cryptocurrency và Bitcoin Theo quan điểm của chủ nghĩa Mác-Lênin, tiền tệ là hàng hoá đặc biệt, dùng làm vật ngang giá chung thống nhất cho các hàng hoá khác, là sự thể hiện chung của giá trị và thể hiện lao động xã hội; đồng thời tiền tệ biểu hiện quan hệ sản xuất giữa những người... thành và phát triển Trước khi những đồng tiền kim loại và tiền giấy xuất hiện, con người đã sử dụng nhiều thứ khác nhau với vai trò như một loại tiền để trao đổi hàng hóa Chẳng hạn, ở một số nơi trên thế giới, người ta sử dụng răng cá mập như là tiền Ở nhiều nơi khác, tiền có thể là những chiếc lông chim sặc sỡ và những chiếc vỏ sò quý hiếm; có nơi người ta còn dùng cọng lông trên đuôi voi để làm tiền. .. www.hashcash.org/papers/hashcash.pdf 5 Bitcoin Wiki 2015 “Base58Check_encoding” Truy cập ngày 17/09 https://en .bitcoin. it/wiki/Base58Check_encoding 6 Bitcoin Wiki 2015 “Controlled_supply” Truy cập ngày 17/09 https://en .bitcoin. it/wiki/Controlled_supply 7 Bitcoin Wiki 2015 “Technical background of version 1 Bitcoin addresses” Truy cập ngày 17/09 https://en .bitcoin. it/wiki/Technical_background_of_version_1 _Bitcoin_ addresses 8 Bitcoin. .. kinh tế hiện đại: Tiền được định nghĩa là bất cứ cái gì được chấp nhận chung trong việc thanh toán để nhận hàng hoá, dịch vụ hoặc trong việc trả nợ Bản chất của tiền tệ được thể hiện rõ hơn qua hai thuộc tính của nó là giá trị và giá trị sử dụng Trong đó: - Giá trị của tiền theo quan điểm triết học Mác-Lênin là công sức lao động tích tụ tạo ra nó đã được kết tinh vào trong bản thân đồng tiền - Khác với... thông thường, giá trị sử dụng của tiền nằm ở khả năng thỏa mãn nhu cầu trao đổi hàng hóa của xã hội, nhu cầu sử dụng làm vật trung gian trong trao đổi Giá trị sử dụng của một loại tiền tệ là do xã hội quy định: chừng nào xã hội còn thừa nhận vai trò làm vật trung gian trao đổi của loại tiền tệ đó thì chừng đó giá trị sử dụng của nó với tư cách là tiền tệ còn tồn tại [1] Tiền tệ đã trải qua rất nhiều hình... 17/09 https://en .bitcoin. it/wiki/Transaction 9 Ralph Charles Merkle (1979), Secrecy, authentication and public key systems, Technical Report No 1979-1 Stanford University 10 S Haber, W.S Stornetta (1991), How to time-stamp a digital document, Journal of Cryptology, vol 3, no 2, pages 99-111 11 Satoshi Nakamoto (2009), Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, http://www .bitcoin. org /bitcoin. pdf 12... nhanh của xã hội hiện đại ngày nay cùng với sự bùng nổ mạnh mẽ của lĩnh vực Công nghệ thông tin, tiền đã được sử dụng dưới dạng những giá trị số được lưu trữ trên máy tính hoặc thiết bị điện tử Người sử dụng có thể thực hiện các giao 3 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1 Nguyễn Văn Tiến (2011), Giáo trình Tiền tệ Ngân hàng, NXB Thống kê 2 Trịnh Nhật Tiến (2009), Giáo trình An toàn dữ liệu, NXB ĐHQGHN Tiếng