Chuyển động ICT

Xây dựng kiến trúc hạ tầng số Việt Nam: Hướng tới một nền tảng vững chắc cho chuyển đổi số

Phòng Chính sách - Cục Viễn thông - Bộ TT&TT • 24/08/2024 00:00

Bài viết này phân tích vai trò quan trọng của hạ tầng số trong việc thúc đẩy chuyển đổi số quốc gia, đồng thời đề xuất kiến trúc hạ tầng số Việt Nam dựa trên kinh nghiệm quốc tế và các văn bản của nhà nước.

“
Tóm tắt:
- Phát triển hạ tầng số được xác định là yếu tố nền tảng và vô cùng quan trọng
- Cần xác định rõ ràng các thành phần của hạ tầng số để thuận lợi cho việc định hướng và điều phối tổng thể, lâu dài phát triển cơ sở hạ tầng số
- Hạ tầng số là bộ khung cơ sở hạ tầng kỹ thuật số bao gồm hệ thống viễn thông, mạng Internet, trung tâm dữ liệu, điện toán đám mây (ĐTĐM) và các nền tảng công nghệ số khác.
- Các mô hình hạ tầng số của Singapore, Ấn Độ, UNDP và G20, Trung Quốc, cho thấy sự chú trọng phát triển cả hạ tầng cứng (mạng viễn thông, kết nối) và hạ tầng mềm (nền tảng số).
-Đề xuất kiến trúc 4 lớp cho hạ tầng số Việt Nam: Lớp 1-Hạ tầng viễn thông; Lớp 2 - Hạ tầng Internet; Lớp3 - Hạ tầng dữ liệu và tương tác thế giới thực - số (bao gồm: Lớp 3A - Hạ tầng IoT; Lớp 3B - Hạ tầng trung tâm dữ liệu (TTDL).

Cần sớm ban hành hướng dẫn về phát triển hạ tầng số Việt Nam, tập trung nguồn lực, thúc đẩy đồng bộ, khai thác hiệu quả hạ tầng số, giúp cải thiện chất lượng cuộc sống, tăng cường quản lý nhà nước hiệu quả và tạo điều kiện cho đổi mới sáng tạo và phát triển bền vững.

Trong bối cảnh cuộc Cách mạng công nghiệp (CMCN) lần thứ 4 đang diễn ra mạnh mẽ trên toàn cầu, chuyển đổi số đã trở thành một xu hướng tất yếu và là động lực chính thúc đẩy sự phát triển của các quốc gia.

Tại Việt Nam, chuyển đổi số (CĐS) không chỉ là một chiến lược phát triển mà còn là một giải pháp then chốt nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia, tăng cường hiệu quả quản lý và cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân. Chính phủ Việt Nam đã và đang triển khai hàng loạt các chính sách, chương trình nhằm thúc đẩy quá trình CĐS, trong đó việc phát triển hạ tầng số được xác định là yếu tố nền tảng và vô cùng quan trọng.

Hạ tầng số có thể coi là bộ khung cơ sở hạ tầng kỹ thuật số bao gồm hệ thống viễn thông, mạng Internet, trung tâm dữ liệu, ĐTĐM và các nền tảng công nghệ số khác. Đây là nền móng vững chắc để các ứng dụng và dịch vụ số có thể hoạt động hiệu quả, an toàn và bền vững. Đây là nền tảng để thúc đẩy sự phát triển của kinh tế số, xã hội số và chính phủ số, góp phần thực hiện thành công chiến lược CĐS quốc gia.

Nghị quyết Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIII của Đảng đã xác định 3 đột phá chiến lược trong nhiệm kỳ Đại hội, trong đó có “Xây dựng hệ thống kết cấu hạ tầng đồng bộ, hiện đại cả về kinh tế và xã hội; chú trọng phát triển hạ tầng thông tin, viễn thông, tạo nền tảng CĐS quốc gia, từng bước phát triển kinh tế số, xã hội số”.

Nghị quyết số 52-NQ/TW ngày 27/9/2019 của Bộ Chính trị về một số chủ trương, chính sách chủ động tham gia cuộc CMCN lần thứ tư đã xác định chính sách phát triển cơ sở hạ tầng thiết yếu bao gồm cả “Xây dựng được hạ tầng số đạt trình độ tiên tiến của khu vực ASEAN; Xây dựng và phát triển đồng bộ hạ tầng dữ liệu quốc gia”.

Để cụ thể hóa các quan điểm chỉ đạo của Đảng, ngày 3/6/2020, Chính phủ ban hành “Chương trình CĐS quốc gia đến năm 2025, định hướng đến năm 2030” nhằm thực hiện mục tiêu kép vừa phát triển chính phủ số, kinh tế số, xã hội số, vừa hình thành các doanh nghiệp (DN) công nghệ số Việt Nam có năng lực đi ra toàn cầu; ngày 31/3/2022, Chính phủ ban hành “Chiến lược quốc gia phát triển kinh tế số và xã hội số đến năm 2025, định hướng đến năm 2030” nêu rõ, trong bối cảnh hiện nay cần nhanh chóng nắm bắt, hành động mạnh mẽ để phát triển kinh tế số và xã hội số, phát triển thêm các ngành, nghề kinh doanh mới, mở ra thị trường mới và tạo nhu cầu việc làm mới, từ đó bứt phá vươn lên thay đổi thứ hạng quốc gia.

Có thể thấy, chúng ta đã nhận thức được vai trò, ý nghĩa ngày càng quan trọng của hạ tầng số đối với sự phát triển kinh tế, xã hội và nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia; đã có định hướng tập trung phát triển một số lĩnh vực cụ thể. Tuy nhiên chưa xác định rõ ràng các thành phần của hạ tầng số để thuận lợi cho việc định hướng và điều phối tổng thể, lâu dài phát triển cơ sở hạ tầng số. Trong bài viết này, nhóm tác giả tập trung nghiên cứu kinh nghiệm của một số nước, tổ chức quốc tế và các chủ trương, chính sách của Đảng và Nhà nước để đề xuất kiến trúc của Hạ tầng số Việt Nam.

Kinh nghiệm quốc tế trong xác định khung hạ tầng số

Singapore: Tháng 6/2023 IMDA (Cục Phát triển Truyền thông và Truyền thông) của Singapore [1] đã ban hành Thiết kế về Kết nối số của Singapore (Singapore’s Digital Connectivity Blueprint) nhằm mục đích đưa ra lộ trình cho việc phát triển cơ sở hạ tầng số của Singapore trong thập kỷ tới, giúp Singapore duy trì vị thế là một trung tâm kỹ thuật số hàng đầu thế giới, thu hút đầu tư và thúc đẩy tăng trưởng kinh ế. Trong đó, khung thành phần hạ tầng số của Singapore chia làm 3 thành phần chính là: Hard Infrastructure, Physical Digital Infrastructure và Soft Infrastructure (Hình 1).

Hình 1: Các thành phần Kết nối số của Singapore

Hard Infrastructure (Cơ sở hạ tầng cứng) đóng vai trò cung cấp kết nối và khả năng tính toán. Cơ sở hạ tầng cứng bao gồm: Mạng cáp biển, vệ tinh, TTDL, Cloud, mạng băng rộng cố định, mạng di động, Wi-Fi.

Physical Digital Infrastructure (Hạ tầng vật lý - số) đóng vai trò kết nối thế giới vật lý với thế giới kỹ thuật số, sử dụng các thiết bị cảm biến, mạng lưới và trung gian để thu thập, xử lý và điều khiển dữ liệu từ thế giới thực.

Hạ tầng vật lý - số bao gồm: Cảm biến (Sensors): tích hợp vào nhiều thiết bị, phương tiện. Kết nối mạng (Networks): Các mạng lưới kết nối (mạng di động, mạng băng thông rộng cố định, Wi-Fi) đóng vai trò truyền tải dữ liệu thu thập từ các cảm biến đến các trung tâm dữ liệu và các hệ thống xử lý.

Phần mềm Trung gian (Middleware) là phần mềm kết nối các cảm biến với các hệ thống lưu trữ, xử lý dữ liệu thu thập được và điều khiển các thiết bị tự động.

Soft Infrastructure (Hạ tầng mềm) cung cấp các dịch vụ số cơ bản hỗ trợ cho các giao dịch điện tử, như nhận dạng số, thanh toán điện tử, xác thực tài liệu và trao đổi dữ liệu, giúp người dùng và doanh nghiệp tương tác dễ dàng và an toàn trong môi trường số.

Hạ tầng mềm bao gồm các nền tảng: Singpass, PayNow, InvoiceNow, OpenAttestation, TradeTrust, SGFinDex.

Ấn Độ: Ngày 4/7/2022, Thủ tướng Ấn Độ Narendra Modi đã phát động Tuần lễ Ấn Độ Kỹ thuật số2. Tại sự kiện này Cơ sở hạ tầng công cộng kỹ thuật số (DPI) của Ấn Độ hay India Stack đã được giới thiệu India Stack với ba trụ cột là: nhận dạng số, thanh toán điện tử và quản lý dữ liệu. Các thành phần của India Stack cùng với hạ tầng, mạng viễn thông hình thành India Stack+ (Hình 2).

Hình 2: Bố trí xếp lớp của India Stack

India Stack là một hệ thống các nền tảng kỹ thuật số, bao gồm: Nhận dạng kỹ thuật số (Aadhaar), Thanh toán kỹ thuật số (UPI (Unified Payments Interface)), Quản trị dữ liệu (Data Governance).

Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc (UNDP), Nhóm các nền kinh tế lớn (G20): Tháng 8/2023, UNDP đã ban hành tài liệu khám phá tiềm năng của Cơ sở hạ tầng Công cộng Kỹ thuật số (DPI)3 để đạt được Mục tiêu phát triển bền vững (SDGs).

DPI là các nền tảng kỹ thuật số mở, tương tác hoạt động ở quy mô xã hội và được điều chỉnh bởi các khung pháp lý minh bạch. DPI bao gồm: Nhận dạng kỹ thuật số (Digital Identity) ví dụ: Aadhaar (Ấn Độ), ePhilID (Philippines), FranceConnect (Pháp); thanh toán kỹ thuật số (Digital Payments) ví dụ: UPI (Unified Payments Interface) (Ấn Độ), Pix (Brazil), PayNow (Singapore); chia sẻ dữ liệu dựa trên sự đồng ý (Consent-based Data Sharing), ví dụ: Account Aggregator Network (India), Open Credit Enablement Network (OCEN) (India), Health Data Hub (France); các nền tảng khác có khả năng tương tác, tiêu chuẩn mở, hoạt động ở quy mô xã hội và khung quản trị rõ ràng.

Hình 3: Các thành phần của Cơ sở hạ tầng Công cộng Kỹ thuật số (DPI)

Trung Quốc: Tháng 4/2020, Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia Trung Quốc [4] đã ban hành hướng dẫn về “Cơ sở hạ tầng mới” bao gồm gồm 3 phần: Cơ sở hạ tầng đổi mới, Cơ sở hạ tầng thông tin và cơ sở hạ tầng tích hợp. Trong đó, cơ sở hạ tầng thông tin đề cập đến cơ sở hạ tầng được tạo ra dựa trên sự phát triển của công nghệ thông tin thế hệ mới, chẳng hạn như cơ sở hạ tầng mạng truyền thông được đại diện bởi 5G, Internet vạn vật, Internet công nghiệp, Internet vệ tinh; trí tuệ nhân tạo (AI), ĐTĐM, chuỗi khối, các TTDL, trung tâm tính toán...

Hình 4: Các thành phần Cơ sở hạ tầng thông tin của Trung Quốc

Từ các mô hình trên, có thể thấy các nước đều đã có tầm nhìn chiến lược rõ ràng về phát triển hạ tầng số, hướng đến mục tiêu thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, cải thiện đời sống người dân và nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia. Các lớp hạ tầng, mạng viễn thông và lớp các nền tảng có tính hạ tầng đều được các nước đưa vào thành phần của hạ tầng số để chú trọng phát triển cả lớp hạ tầng cứng là nền tảng và lớp hạ tầng mềm là động lực.

Thành phần của hạ tầng số trong các văn bản của Nhà nước

Theo Quyết định 36/QĐ-TTg ngày 11/01/2024 Quy hoạch hạ tầng thông tin và truyền thông thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến 2050 thì “hạ tầng số” được đề cập bao gồm cơ sở hạ tầng viễn thông (mạng băng rộng cố định, mạng băng rộng di động, cáp quang biển, hạ tầng IoT); hệ thống Internet Việt Nam; hạ tầng TTDL, ĐTĐM.

Theo Quyết định 749/QĐ-TTg ngày 03/6/2020 Chương trình CĐS quốc gia thì “hạ tầng số” được đề cập tại khoản 3 mục IV Điều 1 bao gồm: hạ tầng băng rộng, mạng di động 4G, 5G, hạ tầng kết nối mạng IoT, hạ tầng Internet (IXP, VNIX,...).

Theo Quyết định 411/QĐ-TTg ngày 31/3/2022 về chiến lược kinh tế số, xã hội số, hạ tầng số và nền tảng số có mối quan hệ mật thiết và hỗ trợ lẫn nhau, Nền tảng số được xây dựng trên nền tảng hạ tầng số và sử dụng hạ tầng số để phát triển các dịch vụ, ứng dụng số.

Theo Quyết định 142/QĐ-TTg ngày 02/2/2024 về chiến lược dữ liệu quốc gia, “hạ tầng dữ liệu” là một phần không thể thiếu cho việc phát triển kinh tế số, xã hội số, và đề cập đến hạ tầng IoT, hạ tầng TTDL, ĐTĐM.

Có thể thấy, khái niệm “hạ tầng số” hiện chưa cụ thể, dẫn đến sự khác biệt về cách phân loại và liệt kê các thành phần của hạ tầng số trong các văn bản khác nhau, điều này có thể gây khó khăn cho việc triển khai các chính sách, chiến lược về phát triển hạ tầng số. Do đó cần sớm có định nghĩa thống nhất về “hạ tầng số” sao cho phù hợp với thực tiễn phát triển công nghệ số và các tiêu chuẩn quốc tế. Định nghĩa “hạ tầng số” cũng cần được cập nhật thường xuyên để phù hợp với sự phát triển của công nghệ.

Đề xuất về các thành phần của Hạ tầng số Việt Nam

Dựa trên kinh nghiệm quốc tế và mô tả hạ tầng số trong các văn bản của nhà nước, chúng ta có thể đưa ra thành phần Hạ tầng số Việt Nam chia làm 4 lớp [5] bao gồm: (i) Lớp 1 - Hạ tầng viễn thông; (ii) Lớp 2 - Hạ tầng Internet; (iii) Lớp 3 – Hạ tầng dữ liệu và tương tác giữa thế giới thực và số, bao gồm: Hạ tầng IoT (3A); Hạ tầng TTDL, ĐTĐM (3B); Hạ tầng cung cấp công nghệ số như dịch vụ (3C); (iv) Lớp 4 - Hạ tầng cho chuyển đổi số.

Hình 5: Khung kiến trúc Hạ tầng số Việt Nam

Lớp 1 - Hạ tầng viễn thông

Vai trò, chức năng: Hạ tầng viễn thông cung cấp kết nối truyền dẫn băng rộng, bảo đảm mọi người, mọi thiết bị có thể kết nối với nhau mọi lúc, mọi nơi với tốc độ cao, độ trễ thấp.

Thành phần cụ thể: Hạ tầng viễn thông bao gồm: mạng băng rộng cố định mặt đất; mạng băng rộng di động mặt đất; mạng viễn thông vệ tinh; hệ thống cáp quang biển.

Lớp 2 – Hạ tầng Internet

Vai trò, chức năng: Hạ tầng Internet cung cấp dịch vụ truy nhập Internet và dịch vụ kết nối Internet, quản lý và tối ưu lưu lượng qua mạng Internet; bảo đảm cho các dịch vụ trực tuyến luôn sẵn sàng và hoạt động hiệu quả.

Thành phần cụ thể: Hạ tầng Internet bao gồm: các trạm trung chuyển Internet - Internet Exchange (IX); Hệ thống máy chủ DNS (Domain Name System); các bộ định tuyến – Router; Switch và thiết bị mạng khác.

Lớp 3 - Hạ tầng dữ liệu và tương tác thế giới thực - số

Vai trò, chức năng: Cung cấp khả năng kết nối và tương tác thông minh giữa thế giới vật lý (thực) và thế giới số (số); cung cấp khả năng lưu trữ, xử lý, tính toán dữ liệu.

Thành phần: Hạ tầng IoT, Hạ tầng dữ liệu, Hạ tầng cung cấp công nghệ số như dịch vụ. (a) Lớp 3A – Hạ tầng Internet vạn vật (IoT)

- Vai trò, chức năng: Hạ tầng IoT là hạ tầng sử dụng công nghệ cảm biến và các phương tiện truyền dẫn thích hợp để thu thập, truyền dẫn, xử lý thông tin giữa con người, máy móc và vạn vật với nhau, cung cấp khả năng tương tác giữa thế giới thực và thế giới số.

- Thành phần cụ thể: Hạ tầng IoT bao gồm tập hợp các thiết bị, nền tảng và phần mềm cung cấp công cụ và dịch vụ để thu thập, kết nối, quản lý, giám sát, lưu trữ và phân tích dữ liệu từ các thiết bị IoT.

(b) Lớp 3B – Hạ tầng trung tâm dữ liệu, điện toán đám mây

- Vai trò, chức năng: Hạ tầng TTDL, ĐTĐM cung cấp môi trường an toàn và hiệu quả để lưu trữ và xử lý khối lượng lớn dữ liệu lớn, đồng thời bảo đảm các dịch vụ và dữ liệu luôn sẵn sàng và có độ tin cậy cao.

- Thành phần cụ thể: Hạ tầng dữ liệu bao gồm: các TTDL và hệ thống ĐTĐM.

(c) Lớp 3C – Hạ tầng cung cấp công nghệ số như dịch vụ

Vai trò, chức năng: Hạ tầng cung cấp công nghệ số như dịch vụ cung cấp các công nghệ tiên tiến như trí tuệ nhân tạo (AI), Chuỗi khối (Blockchain) và các công nghệ khác dưới dạng dịch vụ. Hạ tầng này giúp tăng cường khả năng tiếp cận công nghệ tiên tiến, giảm chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành bằng cách sử dụng tài nguyên công nghệ dưới dạng dịch vụ.

Thành phần cụ thể: Hạ tầng cung cấp công nghệ số như dịch vụ bao gồm: hạ tầng AI (Hạ tầng dữ liệu đáp ứng hạ tầng tính toán cho Trí tuệ nhân tạo, Mô hình, thuật toán, công cụ, phần mềm phát triển AI, dữ liệu lớn,...); hạ tầng Blockchain (Mạng ngang hàng gồm các nút được kết nối với nhau, giao thức đồng thuận, các khối chứa thông tin giao dịch được xác nhận và các chuỗi kết nối các khối,...).

Lớp 4 - Hạ tầng cho CĐS

Vai trò, chức năng: Hạ tầng cho chuyển đổi số là tập hợp các nền tảng số cơ bản có tính hạ tầng, phục vụ cho việc thực hiện các giao dịch số, tạo nên một “hạ tầng mềm” cho không gian số. Hạ tầng này cung cấp một môi trường chung, an toàn và hiệu quả, cho phép nhiều bên cùng tham gia giao dịch và phát triển các ứng dụng số, giải pháp số trên quy mô toàn xã hội.

Các nền tảng số thuộc lớp này phải có các đặc tính: (i) tương thích, mở (sử dụng tiêu chuẩn mở), cho phép phát triển nhiều loại ứng dụng số với nhiều công nghệ và nhà cung cấp khác nhau và (ii) hoạt động trên quy mô xã hội.

- Thành phần cụ thể: Hạ tầng này bao gồm các nền tảng số cơ bản sau:

+ Nền tảng định danh người dân và xác thực điện tử;

+ Nền tảng thanh toán điện tử và hóa đơn điện tử;

+ Nền tảng chia sẻ dữ liệu;

+ Các nền tảng số có tính hạ tầng khác đáp ứng các đặc tính nêu trên.

Nội dung bài nghiên cứu đã khái quát hóa kinh nghiệm quốc tế và hiện trạng ở Việt Nam để đề xuất kiến trúc thành phần của hạ tầng số Việt Nam, trong đó xác định nội hàm, thành phần của hạ tầng số. Việc nghiên cứu này sẽ là nguồn tài liệu cho cơ quan quản lý nhà nước sớm ban hành hướng dẫn về phát triển hạ tầng số Việt Nam, qua đó góp phần tập trung nguồn lực, thúc đẩy đồng bộ, khai thác hiệu quả hạ tầng số, giúp cải thiện chất lượng cuộc sống, tăng cường quản lý nhà nước hiệu quả và tạo điều kiện cho đổi mới sáng tạo và phát triển bền vững.

“
1.https://www.imda.gov.sg/-/media/imda/files/programme/digital-connectivity-blueprint/digital-connectivity-blueprint-report.pdf
2. https://www.gstsuvidhakendra.org/introduction-about-india-stack/
3. https://www.undp.org/publications/accelerating-sdgs-through-digital-public-infrastructure-compendium-potential-digital-public-infrastructure
4. https://ictvietnam.vn/xay-dung-co-so-ha-tang-moi-kinh-nghiem-tu-trung-quoc-59582.html
5. Nguyên tắc xếp lớp:(i) các thành phần có vai trò tương đương thì xếp vào cùng một lớp; (ii) lớp trên sử dụng dịch vụ của các lớp dưới.

“
Tài liệu tham khảo:
1. Singapore: https://www.imda.gov.sg/-/media/imda/
files/programme/digital-connectivity-blueprint/digital-
connectivity-blueprint-report.pdf;
2. Báo cáo của UNDP và G20: https://www.undp.org/
publications/accelerating-sdgs-through-digital-public-
infrastructure-compendium-potential-digital-public-
infrastructure;
3. Ấn Độ: https://indiastack.org/index.html
4. Trung Quốc: https://ictvietnam.vn/xay-dung-co-so-ha-tang-
moi-kinh-nghiem-tu-trung-quoc-59582.html