Die Zivilluftfahrt ist eine globale Branche, in der die Synchronisierung und Verarbeitung großer Datenfelder kontinuierlich stattfindet. Mitte des 20. Jahrhunderts waren Flugreservierungssysteme eines der ersten Beispiele für die Verwendung von Computersystemen und Datenübertragungsnetzen. Mal sehen, wie die Blockchain-Technologie heute dazu beitragen kann, eine einfache Aufgabe auf den ersten Blick schneller und effizienter zu lösen: einen Passagier von Punkt „A“ nach Punkt „B“ zu bringen?
Gegeben
Eine große Anzahl von Organisationen, die an dem Prozess teilnehmen
- Mindestens eine Fluggesellschaft;
- Verkaufsstelle, über die das Ticket gekauft wurde (dies kann die Website der Fluggesellschaft oder das Büro eines Reisebüros sein);
- Inventarsystemanbieter (Passagierservice-System);
- Mindestens zwei Flughäfen
- Luftkontrolldienst;
- Grenz- und Zollkontrolldienste (für internationale Flüge);
- Lieferant und Tanker;
- Organisation für Flugzeugwartung ;
- Anbieter von Lebensmitteln und anderen Dienstleistungen;
- Der Betreiber des Treueprogramms, wenn der Passagier Mitglied eines solchen Programms ist;
- Versicherungsgesellschaft, wenn der Passagier eine Zusatzversicherung abgeschlossen hat.
Lassen Sie uns die Aufgabe komplizieren
Alle Teilnehmer des Prozesses müssen über relevante Daten zu ihrem Teil der Transportorganisation verfügen. Nämlich:
- Angaben zum Zeitpunkt der Ankunft des Luftfahrzeugs, dem ausgewiesenen Parkplatz des Luftfahrzeugs;
- Informationen zum verkauften Ticket;
- Register der für den Flug registrierten Passagiere;
- Angaben zur Verfügbarkeit der erforderlichen Visa sowie zur Pass- und Zollkontrolle;
- Daten zu den am Flughafen erbrachten Dienstleistungen, einschließlich Lebensmittel- und Kraftstoffdienstleistungen - Umfang der Dienstleistungen und genauer Zeitpunkt der Erbringung der Dienstleistungen;
- Informationen zu technischen Kontroll- und Reparaturmaßnahmen;
- Informationen über den Übergang der Besatzung vor dem Flug und vieles mehr.
Gleichzeitig können zusätzliche Anforderungen an einige Informationsflüsse gestellt werden. Zum Beispiel der Austausch von Daten mit mehreren unabhängigen Quellen / Verbrauchern aus Authentifizierungen von Informationsquellen oder die Aufrechterhaltung der Invarianz des Verlaufs von Datenänderungen mit der Möglichkeit der Prüfung.
Datenaustausch
Gedruckte Dokumente vs Excel vs API vs ...?
Alle Organisationen verfügen über Informationssysteme, die sich auf die Verwaltung der operativen Aktivitäten, die Erfassung von Einnahmen und Ausgaben beziehen. Der Grad der Automatisierung der Informationsinteraktion mit Auftragnehmern variiert von der Übertragung gedruckter Dokumente über die Übertragung an digitale Data Warehouses bis hin zur Verwendung verschiedener Integrationsmechanismen:
Dateien exportieren / importieren
verschiedene Formate (CSV, XML, Excel ..)
Im Bereich der Zivilluftfahrt globale Plattformen für die Interaktion von Organisationen im Prozess der Lufttransportarbeit:
- BSP (Abrechnungs- und Abrechnungsplan);
- GDS (Global Distribution System);
- PSS (Passenger Service System).
Wir haben darüber in unserem vorherigen Artikel geschrieben . Die Plattformen arbeiten als Service und werden von Verbänden und Unternehmen wie IATA, SITA, Amadeus usw. unterstützt. Alle aktuellen Plattformen sind zentralisiert: Es gibt eine Organisation, die den Service bereitstellt, alle Software und Serverkapazitäten unter ihrer Kontrolle. Unter dem Gesichtspunkt der Entwicklung und Unterstützung von Systemen ist die Bereitstellung eines Servicelevels praktisch, es gibt jedoch auch Nachteile:
- Zusätzliche Kosten für Prozessteilnehmer im Zusammenhang mit der Zahlung für Plattformdienste;
- Weitergabe von Informationen an eine externe Organisation. Daten von geschäftlichem Wert können kompromittiert oder Dritten zur Verfügung gestellt werden.
- Der Dienstanbieter kann die Regeln der Informationsinteraktion beeinflussen.
API
Mit der API können Sie die direkte Interaktion zwischen Auftragnehmern organisieren. Einer der API-Standards ist NDC (New Distribution Capabilities), das für den direkten Verkauf von Tickets und zusätzlichen Diensten vorgesehen ist. Gleichzeitig gibt es bei der Interaktion mit Auftragnehmern während der Bodenabfertigung noch keine solchen Standards. Die fragmentierte Implementierung von Datenintegrationsdiensten basiert nicht auf allgemein anerkannten Standards.
API ist ein Tool für die Zusammenarbeit zwischen Auftragnehmern, mit dem Sie ein Unternehmen oder eine Organisation in eine Plattform verwandeln können. Die potenzielle Erstellung einer API für alle Optionen für die Interaktion mit Gegenparteien kann jedoch einerseits zur Zentralisierung der Dienste führen, über die die Interaktion stattfindet, und andererseits zu einer Erhöhung der Anzahl und Art der Integrationen und der Komplexität der Informationslandschaft von Organisationen.
Blockchain?
Wir haben:
- Viele Datenquellen, die in einem Informationsfeld gesammelt werden müssen;
- Die entscheidende Bedeutung der Richtigkeit von Daten, Herkunftsquellen und Zeitpunkt des Auftretens;
- Der direkte Datenaustausch ist der Verwendung von Vermittlern bei der Datenübertragung vorzuziehen.
Die Verwendung von Blockchain- / verteilter Registrierungstechnologie scheint ein logischer Teil der Lösung des komplexen Problems zu sein, das wir zu Beginn identifiziert haben: Übertragen Sie den Passagier von Punkt „A“ nach Punkt „B“. Dank dieser Technologie erhalten alle Teilnehmer des Prozesses eine Version der Daten und verbringen keine Zeit und keine anderen Ressourcen mit der Koordination und Diskussion.
Einzelne Datenversion für mehrere Teilnehmer
Mithilfe der Funktionen einer verteilten Registrierung können Organisationen gemäß ihren Regeln schnell und mit Kontrolle über die Zeit und die Quelle der Nachricht sowie die Tatsache der Zustellung Informationen mit dem im Interaktionsschema erforderlichen Mindest- oder Null-Offenlegungsgrad austauschen, wenn mehrere Organisationen Daten zu einem bestimmten Kontext empfangen und senden. Passagier, Flug, ULD (Unit Load Device, Luftcontainer) usw.
Der Kernwert der verteilten Hauptbuchtechnologie basiert auf zwei Schlüsselelementen.
- nachgewiesene Herkunft der Daten (obwohl die Blockchain NICHT die Zuverlässigkeit der Daten garantiert, macht sie jedoch deutlich, wer welche Daten wann in die Registrierung aufgenommen hat);
- Kontrollierte Prozesse - Alle Teilnehmer können sehen und verstehen, wie Daten einen vorab vereinbarten, programmierten Prozess durchlaufen.
Intelligente Verträge
Datenaustauschregeln können in Form von intelligenten Verträgen beschrieben werden, die das Datenmodell für einen bestimmten Prozess definieren. Ein intelligenter Vertrag wird in einer neutralen verteilten Registrierungsumgebung ausgeführt, die vor dem Zugriff oder dem Einfluss Dritter geschützt ist. Dies garantiert die Festlegung der chronologischen Abfolge der von den Parteien eingegebenen Informationen und bildet so einen Prüfpfad.
Der Code des Smart Contract bestimmt die Zugriffsebenen auf Daten, wer und unter welchen Bedingungen Daten eingeben können. Neben den am Prozess beteiligten Organisationen sind die Orakel eine wichtige Datenquelle - Informationssysteme, die Daten aus der externen Umgebung in die Blockchain übertragen. Orakel können zum Beispiel sein:
- zertifizierte Massenzähler in Betankungsfahrzeugen;
- Börsen mit aktuellen Wechselkursen;
- Mustererkennungssysteme.
Der Zugriff auf Daten aus der externen Umgebung ermöglicht die Automatisierung der Erfüllung von Transaktionsbedingungen, Algorithmen zur Berechnung der Servicekosten.
Sieht gut aus, wie man das umsetzt?
v1.0: Ethereum
Im Jahr 2017 startete S7 Airlines in Zusammenarbeit mit der Alfa-Bank, einer der ersten Fluggesellschaften, ein Blockchain-basiertes Technologieprojekt, das nun aktiv im Prozess der Interaktion von S7 Airlines mit dem Agentennetzwerk verwendet wird und es Ihnen ermöglicht, Ticketverkaufsdaten mit Zahlungsvorgängen zu verknüpfen .
Der Prozess der Informations- und Zahlungsinteraktion mit Agenten wurde als Sonderfall für die Schaffung von Unternehmensnetzwerken angesehen, deren Zweck darin besteht, Geschäfts- und Produktionsprozesse zu beschleunigen und die Betriebskosten aufgrund der direkten und sicheren Informations- und Zahlungsinteraktion von Organisationen zu senken.
Die von S7 TechLab entwickelte Blockchain-Plattform sah sofort den Aufbau von Netzwerken für Prozesse vor, in denen Unternehmen Geschäftsinformationen austauschen und bei Erreichen bestimmter Bedingungen ein intelligenter Vertrag eine Bankzahlung initiiert. Damit Transaktionen in der Blockchain rechtliche Konsequenzen haben, wurde ein rechtlicher Rahmen entwickelt, der es der Bank ermöglicht, Zahlungen auf der Grundlage von Daten aus der Blockchain-Transaktion zu leisten.
Die erste Version der Blockchain-Plattform wurde auf der Grundlage des Ethereum-Protokolls unter Verwendung des Proof-Of-Authority-Konsenses implementiert, bei dem auf der Ebene der intelligenten Systemverträge ein Kreis von Organisationsvalidatoren sowie ein Zugriffsmodell festgelegt wurden. Hierzu wurden die Funktionen des Parity- Clients verwendet.
Die Architektur beinhaltete die Bereitstellung eines separaten Netzwerks für einen bestimmten Prozess. Die Hauptrollen der Teilnehmer:
- Eine Organisation, die an einem bestimmten Prozess teilnimmt (z. B. beim Verkauf von Tickets, ist es ein Agent oder eine Fluggesellschaft)
- Eine Bank, die Zahlungen bereitstellt, die durch eine in der Blockchain platzierte Transaktion initiiert wurden.
On-Chain-Komponenten der ersten Version der Plattform (Smart Contracts) wurden in Solidity mithilfe von Smart Contract-Aktualisierungstechniken implementiert, was bei Smart Contracts auf Basis von EVM (Ethereum Virtual Machine) eine Reihe von Schwierigkeiten bei der Entwicklung und beim Support verursacht. Off-Chain-Komponenten wurden hauptsächlich in JavaScript / Node.JS implementiert, da die stabilsten Bibliotheken (web3.js, Trüffel und andere) auf diesem Stapel implementiert wurden.
Die auf dem Ethereum-Protokoll basierende Blockchain-Plattform war ein guter Anfang, da sie 2017 die stabilste Technologie war, die intelligente Verträge unterstützt. Viele Bibliotheken sind verfügbar. Mit der weiteren Erweiterung der Anforderungen und der Entwicklung der Funktionalität stießen wir jedoch auf eine Reihe von Einschränkungen, die dem Ethereum-Protokoll inhärent sind ::
- Transaktionen sind nicht endgültig, sie werden mit einfacher Mehrheit der Stimmen von Knoten akzeptiert - Validatoren;
- Eine einzige Betriebsregistrierung, die allen Teilnehmern zur Verfügung steht. Entscheidungen, die auf Quorum und anderen erweiterten Implementierungen von Ethereum-Kunden mit Unterstützung für private Transaktionen im Jahr 2017 basierten, waren immer noch instabil.
- Solidity als Entwicklungssprache hatte erhebliche Einschränkungen bei der implementierten Logik. Die Implementierung einer komplexen Logik war problematisch: Wenn beispielsweise eine bestimmte Anzahl von Variablen in einem intelligenten Vertrag verwendet wurde, warf der Compiler einen
stack too deep Stapelfehler, und die weitere Erweiterung der intelligenten Vertragslogik musste mit erheblichen technologischen Tricks erfolgen.
v2.0: Hyperledger Fabric
In der zweiten Jahreshälfte 2017 wurde eine stabile Version des Hyperledger Fabric 1.0- Frameworks mit folgenden Funktionen veröffentlicht:
- Zwei-Phasen-Commit;
- Kanalbasierte Datenisolation
- PKI-basierte Authentifizierung;
- Flexibles Modell zur Konfiguration von Netzwerkteilnehmern (Membership Service Provider);
- Erweitertes System zum Festlegen von Berechtigungen für Vorgänge (Richtlinien);
- Einheitliche Codebasis auf Go.
Dies hat uns überzeugt, die Blockchain-Plattform basierend auf diesem Framework weiterzuentwickeln. Die Zeit hat gezeigt, dass die Wahl die richtige war: Jetzt verwendet ein wesentlicher Teil der auf der verteilten Registrierung basierenden Unternehmensprojekte auf industrieller Ebene die Hyperledger Fabric-Technologie. Die Schaffung von Systemen, die zwischen Organisationen verteilt sind, setzt voraus, dass alle Teilnehmer mit den verwendeten Technologien vertraut sind. Die Dokumentation, die bekannten Verwendungspraktiken und die Marktakzeptanz des Hyperledger Fabric vereinfachen die Interaktion mit Partnern.
Die Blockchain-Technologien im Jahr 2017 (und derzeit auch) befinden sich in einem rasanten Entwicklungsstadium, und wir mussten eine erhebliche Anzahl unserer eigenen Komponenten entwickeln, die mit folgenden Problemen konfrontiert waren:
- Mangel an Best Practices bei der Entwicklung und dem Testen von Blockchain-Anwendungen;
- Fehlen eines einfachen und stabilen SDK on Go;
- Fehlende Vorgehensweisen zur Aufrechterhaltung des Netzwerkdienstniveaus (Netzwerkkonfiguration, Knotenüberwachung, Notfallreaktion usw.)
- Komplexe Rekonfiguration von Netzwerkteilnehmern.
In den zwei Jahren der Entwicklung der S7-Blockchain-Plattform haben wir uns von der manuellen Bereitstellung von Netzwerken und dem Schreiben einfacher intelligenter Verträge zur Bildung von Tools entwickelt, mit denen wir schnell Blockchain-Netzwerke mit externen Partnern erstellen können. Basierend auf den Erfahrungen mit der Bereitstellung einzelner Projekte haben wir Folgendes entwickelt:
- Mittel zum Bereitstellen von Netzwerkkomponenten in K8S oder auf virtuellen Servern / Cloud-Diensten;
- Dezentrale Netzwerk- und Netzwerkzugriffsverwaltung;
- Mittel zur Überwachung und Aufrechterhaltung des Servicelevels;
- Komponenten für die Entwicklung intelligenter Verträge und Off-Chain-Anwendungen, einschließlich Datenverschlüsselung;
- Netzwerkanalyse-Tools (Explorer) unter Berücksichtigung von Meta-Beschreibungen des Datenmodells der Code-Codes;
- Gateways zu Banken für Zahlungsvorgänge.
Open Source
Einige unserer Entwicklungen haben wir in Open Source veröffentlicht :
Eine Bibliothek, mit der Sie intelligente Verträge strukturiert strukturieren können. Die neueste Version enthält auch Tools zur Codegenerierung, die auf Meta-Beschreibungen von gRPC-Diensten und Protobuf-Nachrichten basieren und die Angabe der Schnittstellen intelligenter Verträge (Kettencodes) von Hyperledger Fabric sowie die Automatisierung der Erstellung von SDKs für die Interaktion mit intelligenten Verträgen ermöglichen.
Darüber hinaus sind folgende Funktionen implementiert:
- Weiterleitung von Funktionsaufrufen;
- Funktionen der Zwischenverarbeitung (Middleware);
- Objektzustandszuordnung;
- Erweiterte Implementierung von MockStub.
eigenes vereinfachtes SDK:
- Einfache und klare Komponenten;
- Plug-in-Erkennungsanbieter und Crypto-Suite;
- Integrierte GRPC-Metriken;
- GRPC-Anrufausgleich basierend auf go-grpc;
- Ein separates Paket für die Arbeit mit Fabric CA;
- Verfolgungsvorgänge basierend auf OpenTracing (Jaeger).
Laufende Projekte
Mit diesem Toolkit wurden bereits mehrere Projekte entwickelt:
Basierend auf einem digitalen Smart-Vertrag im AFSC-System (Aviation Fuel Smart Contracts) vereinbaren S7 Airlines und der Treibstofflieferant die vorläufige Treibstoffmenge und deren Preis. Diese Daten werden verwendet, um dem Tankerfahrer am Flughafen technische Spezifikationen zuzuweisen. Nachdem der Flugzeugkommandant den Betreiber nach der genauen Menge an Treibstoff gefragt hat, die für den Abschluss des Fluges benötigt wird, wird ein Online-Antrag an die Bank der Fluggesellschaft gesendet, um den entsprechenden Betrag auf dem Konto zu reservieren. Die sofortige Bestätigung durch die Bank gibt Ihnen den Beginn des Betankens.
die im kommerziellen Betrieb ist (Umsatz hat bereits 300 Millionen Rubel pro Monat überschritten ). Ein ähnliches System wird auch für ein großes Transportunternehmen eines Drittanbieters implementiert.
Eine Reihe von Projekten befindet sich in der Entwicklung, darunter Projekte im Zusammenhang mit der Zusammenarbeit mit Flughäfen und Unternehmen, die Bodenabfertigung von Flugzeugen anbieten.
In welchen Projekten kann die Blockchain-Technologie die Luftfahrt als Branche auf ein noch höheres Niveau bringen? Das vielleicht wichtigste ist die Sicherheit. Die Blockchain kann als virtuelles Journal fungieren, in dem alle Informationen über die Wartung einzelner Teile des Flugzeugs aufgezeichnet werden: woher sie kamen, wer mit ihnen gearbeitet hat, wohin sie als nächstes gehen usw. Dank dieser Transparenz kann die Blockchain die Luftsicherheit auf ein ganz neues Niveau bringen.
Und auch Treueprogramme. Hier nur ein Beispiel: Durch die Tokenisierung von Treuepunkten können diese für den Kunden flüssiger und bequemer werden. Sie können eine durchgängige Zusammenarbeit in der Reisebranche zwischen Fluggesellschaften, Hotels, Reedereien und Autovermietungen ermöglichen.
Und das ist noch nicht alles. Trotz der Tatsache, dass die aktuellen Beispiele noch die ersten Schritte sind, wird die Verwendung der Blockchain mit hoher Wahrscheinlichkeit einen enormen Einfluss auf die Transformation der Zivilluftfahrtindustrie im Bereich der Informations- und Zahlungsinteraktion haben, was sicherlich dazu beitragen wird, den Interaktionsprozess zwischen Passagier- und Luftfahrtunternehmen noch komfortabler zu gestalten und zuverlässig.
Geschäftswert
Nach Wertschöpfung mit Blockchain-Technologie: Bewertung von Blockchain
Die Vorteile des Internationalen Wirtschaftsforums, der Zivilluftfahrtindustrie und der gesamten Reisebranche können am meisten von der Automatisierung der Interaktion mithilfe intelligenter Verträge, einer einzigen Version der Daten für alle Teilnehmer des Prozesses und der Fähigkeit zur Schaffung neuer Arten von Produkten und Dienstleistungen profitieren. Erstens aufgrund der Modernisierung von Technologien, die den Informationsfluss zwischen Partnern bedienen.
Auf der Grundlage der Blockchain können Prozesse implementiert werden, die eine Zahlungsinteraktion erfordern (Zahlung für Flughäfen / Treibstofflieferanten usw. oder gegenseitige Zahlungen im Rahmen von Interline-Vereinbarungen), sowie Prozesse mit Zahlungen, die nicht in Zusammenhang stehen, z. B. Fakten zu Flügen.
Intelligente Verträge können Regeln enthalten, die zuvor zwischen Partnern für die automatisierte Überprüfung von Bedingungen und die Ausführung von Aktionen vereinbart wurden, einschließlich der Zahlung, wodurch die manuelle Arbeit erheblich reduziert wird, was zu Verzögerungen und potenziellen Fehlern führt.
Die Zeitstempel, die allen Blockchain-Transaktionen beiliegen, können auch
Ermöglichen Sie die Kontrolle über Service Level Agreements (SLAs), z
Erfüllung des technologischen Zeitplans für die Wartung des Flugzeugs am Flughafen.
Solche Lösungen wurden in Kombination mit dem Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) und Maschinenmustererkennungstechnologien maximiert. Die in intelligenten Verträgen gespeicherten und berücksichtigten Fakten können ohne menschliches Eingreifen so automatisiert wie möglich in die Blockchain gelangen.
Fallstricke
Für Unternehmensnetzwerke ist ein Konsortialschema relevant, bei dem Netzwerkknoten von einzelnen Organisationen - Netzwerkteilnehmern - unterstützt werden. Der Zugriff auf Netzwerkknoten kann abhängig von den Interoperabilitätsanforderungen sowohl Konsortialmitgliedern als auch externen Organisationen gehören. Berücksichtigen Sie die Haupthindernisse beim Aufbau von Unternehmensnetzwerken.
Aus geschäftlicher Sicht:
- Identifizierung des Interaktionsprozesses von Gegenparteien, bei dem eine Dezentralisierung wirklich erforderlich ist. Untersuchung der Struktur der Informationsinteraktion, der Bedingungen für die Zugänglichkeit von Daten;
- Richtige Einschätzung der Auswirkungen eines Wechsels des Paradigmas der Interaktion mit Auftragnehmern und der Kosten für die Umsetzung;
- Organisation der Arbeit in einem Konsortium von Gegenparteien, einschließlich direkter Wettbewerber.
In Bezug auf die Technologie:
- Das derzeitige Fehlen „idealer“ verteilter Netzwerkbetriebsalgorithmen, die Sicherheit, Skalierbarkeit und Dezentralisierung kombinieren (wählen Sie 2 von 3);
- Fehlen standardisierter Ansätze zur Entwicklung intelligenter Verträge und Rechtspraktiken;
- Mangel an Best Practices bei der Erstellung solcher Systeme.
Hauptsache, die Nachteile sind keine Hindernisse, sondern Wachstumszonen. Die Zukunft ist interessanter, wir müssen an etwas arbeiten.