Ứng dụng công nghệ Blockchain trong bảo mật hệ thống IoT

14-12-2024 10.584

Công nghệ tạo nên đồng tiền mã hóa Bitcoin là một trong những công nghệ đột phá của cuộc cách mạng 4.0 hiện nay. Có tác động đến nhiều lĩnh vực trong đời sống của chúng ta, để giúp các bạn hiểu rõ hơn về ứng dụng công nghệ Blockchain trong bảo mật hệ thống IoT bạn hãy tham khảo bài viết sau đây.

Mục lục

Trong thời đại Cách mạng công nghệ 4.0 hiện nay, Blockchain là một trong những công nghệ mang tính đột phá, có tác động mạnh mẽ đến nhiều lĩnh vực của đời sống. Nhờ thuật toán phức tạp cùng khả năng bảo mật cao, công nghệ này có thể vô hiệu hóa sự can thiệp chỉnh sửa tới thông tin dữ liệu, tạo ra tính minh bạch cho người sử dụng. Sau đây cùng Intech Group tìm hiểu ứng dụng công nghệ Blockchain trong bảo mật hệ thống IoT

Blockchain là gì?

Blockchain (công nghệ chuỗi khối) là một công nghệ tiên tiến giúp mã hóa dữ liệu thành các khối riêng biệt, sau đó kết nối chúng lại thành một chuỗi liên tục. Mỗi khi có thông tin mới, nó sẽ được lưu trữ trong một khối mới và nối vào chuỗi khối hiện có, tạo ra một chuỗi dữ liệu không thể thay đổi. Nhờ vào đặc tính này, thông tin trong Blockchain luôn được bảo vệ và không bị mất mát.

Ưu điểm của Blockchain

Một trong những ưu điểm nổi bật của Blockchain là khả năng phân phối và sao lưu dữ liệu tự động trên nhiều máy chủ khác nhau, không chỉ giới hạn ở một máy chủ duy nhất. Điều này giúp người dùng dễ dàng truy cập và kiểm tra thông tin giao dịch một cách an toàn, minh bạch. Với cơ chế phân phối thông tin này, Blockchain giúp giảm thiểu gian lận và nâng cao tính bảo mật, đảm bảo tính minh bạch và độ an toàn cao cho các giao dịch trong hệ thống.

Công nghệ Blockchain đang dần trở thành giải pháp quan trọng cho doanh nghiệp trong việc đảm bảo sự minh bạch và bảo mật dữ liệu.

Các tính năng chính của Blockchain

  • Phân tán: Không có một điểm duy nhất kiểm soát dữ liệu, thay vào đó, dữ liệu được phân tán trên nhiều máy tính. Điều này làm cho việc tấn công mạng trở nên khó khăn hơn do không có một điểm nào có thể bị tấn công để chiếm quyền kiểm soát dữ liệu.

  • Minh bạch: Tất cả các giao dịch được ghi lại công khai và có thể được truy cập bởi bất kỳ ai. Điều này giúp đảm bảo tính minh bạch và minh chứng cho sự toàn vẹn của dữ liệu trong hệ thống.

  • Bất biến: Các giao dịch đã được ghi vào Blockchain không thể bị thay đổi hoặc xóa bỏ. Việc này đảm bảo tính chính xác của dữ liệu và ngăn chặn bất kỳ thao tác gian lận nào.

  • Bảo mật: Các giao dịch được bảo mật bằng mã hóa mã hóa mạnh mẽ, làm cho việc thao túng dữ liệu trở nên rất khó khăn. Thông tin trong Blockchain sẽ được bảo vệ bởi các thuật toán mã hóa và chỉ có thể được truy cập bởi những người được phép.

Với những tính năng trên, Blockchain đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau và ứng dụng trong các hệ thống IoT là một ví dụ điển hình.

Các phiên bản của công nghệ chuỗi khối Blockchain

Blockchain đã trải qua 3 phiên bản nâng cấp quan trọng, mỗi phiên bản đều mở rộng và nâng cao khả năng ứng dụng của công nghệ này:

  • Blockchain 1.0: Phiên bản đầu tiên của Blockchain tập trung chủ yếu vào việc xây dựng hệ thống thanh toán kỹ thuật số thông qua tiền mã hóa như Bitcoin. Mục tiêu chính là tạo ra phương thức thanh toán an toàn, minh bạch và không phụ thuộc vào các tổ chức trung gian, giúp tăng cường tính bảo mật trong giao dịch.

  • Blockchain 2.0: Blockchain 2.0 mở rộng khả năng của công nghệ này ra ngoài tiền mã hóa, đặc biệt là ứng dụng trong các hợp đồng thông minh và các ứng dụng tài chính phức tạp. Ethereum là một trong những nền tảng điển hình, cho phép người dùng thực hiện giao dịch chuyển nhượng tài sản thông qua hợp đồng thông minh, mang lại sự linh hoạt và tự động trong các giao dịch.

  • Blockchain 3.0: Phiên bản này không chỉ giới hạn trong lĩnh vực tài chính mà còn mở rộng ra nhiều ngành nghề khác, nhằm giải quyết các vấn đề toàn cầu. Blockchain 3.0 hướng tới việc xây dựng một xã hội số hóa, nơi mọi giao dịch và dữ liệu được ghi nhận minh bạch và an toàn trên nền tảng Blockchain, tạo nên một hệ sinh thái ứng dụng rộng lớn và bảo mật cao.

Với sự tiến bộ này, Blockchain đang ngày càng chứng tỏ vai trò quan trọng trong việc cải thiện các quy trình và đảm bảo tính minh bạch trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Ứng dụng công nghệ Blockchain trong bảo mật hệ thống IoT

Supply chain and logistics

Hệ thống chuỗi cung ứng bao gồm các bên liên quan khác nhau như nhà cung cấp nguyên vật liệu thô, nhà bán lẻ, nhà môi giới, v.v. Ngoài ra, nó liên quan đến nhiều biên lai cũng như hóa đơn thanh toán. Thời gian của một chuỗi cung ứng có thể kéo dài trong nhiều ngày, nhiều tháng. Sự chậm trễ trong tiến độ giao hàng sẽ là một thách thức nghiêm trọng. Do đó, các công ty đang đẩy mạnh ứng dụng IoT để theo dõi vị trí và quy trình vận chuyển theo thời gian thực. 

Việc tích hợp công nghệ Blockchain trong bảo mật hệ thống IoT giúp nâng cao khả năng truy xuất nguồn gốc và độ tin cậy của mạng. Thông tin được thu thập thông quá các cảm biến và lưu trữ trong chuỗi khối. Các cảm biến IoT khác nhau như cảm biến theo dõi GPS, cảm biến chuyển động PIR, chip RFID, cảm biến nhiệt độ thu thập dữ liệu từ các phương tiện hậu cần và cung cấp chi tiết chính xác về tình trạng của lô hàng. 

Thông tin thu thập được từ các loại cảm biến sau đó sẽ lưu trữ trong blockchain và tất cả các hành động mới được ghi nhận. Do đó, bên liên quan không thể giả mạo chỉnh sửa dữ liệu, tạo điều kiện cho hệ thống chuỗi cung ứng trở nên minh bạch và đáng tin cậy.

Nhà thông minh

Hầu hết các ứng dụng nhà thông minh như hệ thống truy cập xác thực phòng, phát hiện xâm nhập, các thiết bị điều khiển từ xa và hệ thống yêu cầu các chi tiết cá nhân như nhận dạng sinh trắc vân tay, nhận dạng khuôn mặt, giọng nói, v.v. Tất cả những dữ liệu này được lưu trữ trong một dữ liệu tập trung có thể nguy hiểm hơn đối với các mối đe dọa về bảo mật. Điều này có thể được giải quyết bằng cách sử dụng công nghệ blockchain.

Ngành công nghiệp ô tô

IoT được ứng dụng cho ngành công nghiệp ô tô ngày càng nhiều, đặc biệt với bãi đậu xe thông minh bằng cách sử dụng ví điện tử. Thời gian xe đỗ ở một vị trí cụ thể được tự động ước tính và trừ vào ví điện tử từ xa. Việc tích hợp công nghệ blockchain trong quá trình này giúp nâng cao sự tin tưởng của người dùng cuối cùng.

Ngành dược phẩm

Vấn nạn thuốc giả trong lĩnh vực dược phẩm đang trở thành mối lo ngại trên toàn thế giới. Một công ty dược phẩm thường sẽ chịu trách nhiệm trong toàn bộ quá trình nghiên cứu, phát triển, sản xuất và phân phối thuốc. Do đó, việc theo dõi toàn bộ quá trình vận chuyển thuốc đến tay khách hàng không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Các tính năng theo dõi và minh bạch của công nghệ blockchain giúp họ có thể quản lý và giám sát từ xa việc vận chuyển thuốc từ nhà máy sản xuất đến vị trí mong muốn. Dữ liệu được lưu trữ và đóng dấu thời gian cũng như ghi lại bởi các bên liên quan khác nhau.

Nông nghiệp

Người nông dân có thể triển khai các cảm biến khác nhau trên các cánh đồng nông trại. Tất cả dữ liệu được lưu trữ thành một khối và được phân phối giữa nông dân, người mua và người tiêu dùng. Bằng cách theo dõi dữ liệu thông qua blockchain, nông dân có thể đưa ra các biện pháp phù hợp để gia tăng năng suất, trong khi người tiêu dùng có thể quyết định có mua cây trồng đó hay không dựa trên các phân tích dữ liệu.

Ngoài các lĩnh vực kể trên, các hệ thống IoT-blockchain tích hợp được sử dụng trong quy trình quản lý đất đai, thị trường chứng khoán, trạm thu phí hay theo dõi phương tiện trực tuyến, v.v.

Những thách thức khi tích hợp IoT và Blockchain

  • Hạn chế về tài nguyên: Hầu hết các nền tảng IoT có sẵn đều có tài nguyên giao tiếp còn hạn chế. Một hệ thống blockchain đòi hỏi bộ nhớ và tài nguyên lưu trữ vượt trội để triển khai thực thi hiệu quả. Một thiết bị IoT với bộ nhớ hạn chế và nguồn năng lượng thấp không thể chịu được công nghệ blockchain nặng.

  • Yêu cầu về băng thông: Các thiết bị cuối trong kiến ​​trúc IoT thường có băng thông khá hạn chế. Do đó, loại xử lý này không dễ dàng ở lớp thiết bị cuối, điều này có thể gây khó khăn cho việc triển khai blockchain.

  • Bảo mật: Mặc dù blockchain xử lý kiến ​​trúc phi tập trung, nhưng các thiết bị trong hệ thống IoT lại giao tiếp và phối hợp thông qua một giao thức được xác định trước. Do đó, điều quan trọng là thiết bị IoT phải liên tục hoạt động, điều này có thể khiến chúng dễ bị ảnh hưởng bởi các mối đe dọa về bảo mật.

  • Nhu cầu về độ trễ: Sự ra đời của công nghệ blockchain có thể hạn chế quyền tập hợp dữ liệu của người tiêu dùng. Vì vậy, nó không thể được áp dụng trong các ứng dụng IoT nhạy cảm về thời gian.

Câu hỏi liên quan đến công nghệ Blockchain

Blockchain có phải là tiền ảo không?

Blockchain không phải là tiền ảo hay tiền điện tử. Mặc dù Bitcoin, một trong những ứng dụng đầu tiên và nổi bật nhất của công nghệ Blockchain, khiến nhiều người nhầm lẫn giữa hai khái niệm này, nhưng thực tế Blockchain là một công nghệ lưu trữ và quản lý dữ liệu phân tán, không chỉ giới hạn trong tiền điện tử.

Cơ sở dữ liệu khác gì chuỗi khối?

Cơ sở dữ liệu và chuỗi khối đều là công cụ lưu trữ và quản lý dữ liệu, nhưng hoạt động theo những cơ chế khác nhau:

  • Cơ sở dữ liệu: Dữ liệu được lưu trữ tại một hoặc một vài máy chủ trung tâm và quản lý bởi một cá nhân hoặc tổ chức. Dữ liệu có thể được sửa đổi và thay đổi dễ dàng.

  • Chuỗi khối: Dữ liệu trong chuỗi khối được phân tán trên nhiều máy tính trong mạng lưới và không bị chi phối bởi bất kỳ cá nhân hay tổ chức nào. Dữ liệu trong chuỗi khối không thể thay đổi hoặc xóa bỏ, giúp tăng cường tính bảo mật và minh bạch.

Công nghệ Blockchain là sự kết hợp giữa 3 loại công nghệ nào?

Công nghệ Blockchain là sự kết hợp của 3 công nghệ chủ chốt:

  • Mật mã học (Cryptography): Sử dụng các thuật toán phức tạp để mã hóa dữ liệu, tạo địa chỉ ví và chữ ký số, đảm bảo bảo mật cho mỗi giao dịch trên mạng lưới Blockchain.

  • Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer Network): Blockchain hoạt động trên mạng lưới các máy tính (node) kết nối trực tiếp với nhau. Mỗi node lưu trữ một bản sao của chuỗi khối, giúp phân tán dữ liệu và tăng cường bảo mật.

  • Lý thuyết trò chơi (Game Theory): Lý thuyết trò chơi giúp thiết kế các cơ chế đồng thuận, đảm bảo các node trong mạng Blockchain đạt được sự đồng thuận về trạng thái của chuỗi khối, giữ cho dữ liệu nhất quán và chính xác.

Công nghệ Blockchain có thể sẽ biến mất khi nào?

  • Công nghệ Blockchain chỉ có thể "biến mất" nếu không còn kết nối internet toàn cầu, vì Blockchain phụ thuộc vào mạng internet để hoạt động và duy trì tính phân tán của dữ liệu.

Kết luận

Trên đây là một số điểm cơ bản về Blockchain và ứng dụng của nó trong bảo mật hệ thống IoT. Việc sử dụng Blockchain trong bảo mật hệ thống IoT mang lại nhiều lợi ích về tính an toàn, minh bạch và quản lý dữ liệu. Tuy nhiên, cũng cần lưu ý đến những thách thức và khó khăn trong quá trình triển khai công nghệ này. Để đạt được hiệu quả cao nhất, việc nắm vững kiến thức về Blockchain và cách áp dụng nó vào hệ thống IoT là rất quan trọng.

Xem thêm: