Oi Habr! Trago a sua atenção a tradução do
artigo "Você precisa de um Blockchain"
Parte 1 (Gerenciamento da cadeia de suprimentos)
O Blockchain foi introduzido como uma inovação tecnológica que poderia levar a uma revolução nas relações públicas e no comércio.Esta reputação está parcialmente relacionada às suas propriedades que permitem que as partes desconfiem umas das outras para interagir e trocar ativos financeiros sem depender de terceiros confiáveis.
Neste artigo, analisaremos criticamente se a blockchain é realmente a melhor solução para um caso de uso específico.
Distinguimos entre blockchains público (sem permissão) Bitcoin \ Ethereum e privado (com permissão) Hyperledger \ Corda e contrastamos suas propriedades com as dos bancos de dados gerenciados centralmente. mostraremos uma metodologia estruturada para determinar as abordagens técnicas ideais para resolver problemas específicos aplicados. Analisaremos três casos - Gerenciamento da cadeia de suprimentos, Pagamentos interbancários e internacionais e Organizações autônomas descentralizadas.
- Fundo Blockchain
O nome blockchain vem de uma cadeia de blocos. Cada bloco é associado ao anterior por meio de um hash criptográfico. Um bloco é uma estrutura de dados que permite armazenar uma lista de transações. Os nós da rede Blockchain criam e trocam transações e alteram o estado da blockchain. As transações podem dar sentido à quantidade de dinheiro, mas não se limitam a esse aplicativo e podem, por exemplo, executar programas de usuário chamados contratos inteligentes.
As seguintes diferenças são características dos participantes nas redes em consideração. Como em qualquer banco de dados, um "escritor" é uma entidade que grava o estado no banco de dados. No blockchain, isso se refere ao participante envolvido no protocolo de consenso e participando do preenchimento do blockchain com dados. O escritor acumula transações em blocos e anexa blocos ao blockchain. Um escritor também pode ser chamado de "validador". O "Reader" é uma entidade que não está envolvida no preenchimento da blockchain, mas pode participar do processo de criação de transações ou simplesmente ler, analisar ou auditar a blockchain.
Sistemas públicos de blockchain
Bitcoin e Ethereum fornecem um exemplo de redes públicas abertas e descentralizadas. Qualquer nó pode ingressar e sair da rede e se tornar um validador ou leitor a qualquer momento. não existe um órgão de governo central que controle a associação ou restrinja os leitores ou escritores. Essa abertura implica a legibilidade dos registros por qualquer nó. O uso de primitivas criptográficas, no entanto, fornece a capacidade técnica de criar uma rede pública de blockchain com informações privadas ocultas (Zerocash)
Sistemas blockchain privados
Para limitar o número de participantes, foram propostos os chamados sistemas privados de blockchain. Aqui, a autoridade central distribui os direitos e atributos das operações de leitura e gravação para o blockchain. Para garantir isolamento e privacidade, leitores e gravadores podem ter cadeias de blocos paralelas separadas conectadas umas às outras. Os sistemas mais conhecidos são o Hyperledger e o Corda R3.
- As propriedades
A Verificabilidade Pública permite que todos verifiquem a correção do estado atual do sistema. Nos registros distribuídos, cada estado é acordado pelos validadores; este é um subconjunto limitado de todos os usuários. Qualquer observador, no entanto, pode garantir que o status do registro seja alterado de acordo com o protocolo e que todos os observadores tenham o mesmo tipo de registro. Em sistemas centralizados, diferentes observadores podem ter diferentes tipos de estado. Portanto, eles não podem determinar a correção da transação. Em vez disso, eles devem confiar na autoridade central.
A transparência dos dados e o processo de atualização do estado é um requisito para o escrutínio público, no entanto, a quantidade de informações disponíveis para o navegador pode variar e nem todo participante precisa acessar cada peça de informação.
A confidencialidade é uma parte importante de qualquer sistema.Há uma contradição interna entre confidencialidade e transparência. A confidencialidade é certamente mais fácil de obter em um sistema centralizado, porque não requer transparência e escrutínio público.
A integridade das informações garante que as informações sejam protegidas contra alterações não autorizadas, ou seja, que os dados recebidos estejam corretos. A integridade das informações está intimamente ligada ao escrutínio público. Se o sistema fornecer verificabilidade pública, qualquer pessoa poderá verificar a integridade dos dados; caso contrário, a integridade só poderá ser garantida se o sistema centralizado não estiver comprometido.
A redundância de dados é importante para muitos casos de uso. Nos sistemas blockchain, a redundância é inerentemente garantida por meio da replicação nos nós. Em sistemas centralizados, a redundância geralmente é obtida pela replicação em vários servidores físicos e pela criação de backups.
A Trust Anchor determina quem representa a autoridade mais alta
neste sistema, que tem o direito de conceder e revogar permissões de leitura
e acesso de gravação ao sistema.
A contradição entre transparência e confidencialidade . Existe um compromisso inerente entre transparência e confidencialidade. Um sistema completamente transparente permite que qualquer pessoa veja qualquer parte da informação, ou seja, a confidencialidade não é fornecida. Da mesma forma, em um sistema totalmente privado, ele não fornece nenhuma transparência. No entanto, o sistema pode fornecer confidencialidade garantida, sem vazamento de informações sobre o status de cada participante individual. A confidencialidade no sistema público pode ser alcançada usando métodos criptográficos, mas geralmente ocorre às custas de menor eficiência. A criptomoeda Zerocash, por exemplo, usa criptografia computacionalmente cara para garantir o anonimato completo, ao mesmo tempo em que fornece transparência suficiente para verificar publicamente o status do registro.
- Onde a blockchain faz sentido Em geral, o uso de uma blockchain aberta ou fechada faz sentido quando várias entidades que desconfiam mutuamente desejam interagir e alterar o estado do sistema, e pelo menos não usar terceiros confiáveis. Para facilitar o processo de tomada de decisão, fornecemos o diagrama na Fig. 1. é considerada uma ou várias partes que escrevem o estado do sistema, ou seja, o escritor, essa é uma entidade com o direito de gravar em um banco de dados típico ou em um participante de consenso no sistema blockchain.
Se não houver necessidade de armazenar dados, um banco de dados não será necessário, ou seja, blockchain, como uma forma de banco de dados, é inútil. Da mesma forma, se houver apenas um escritor, o blockchain não fornece garantias adicionais e a base usual é mais adequada porque fornece melhor desempenho em termos de largura de banda e latência. Se um terceiro confiável (TPA) estiver disponível, existem duas opções: a primeira opção é se o TPA estiver sempre online, as operações de gravação poderão ser transferidas para ele e funcionar como um verificador para transições de estado. Segundo, se o TPA geralmente estiver offline, ele pode funcionar como uma autoridade de certificação na configuração de uma blockchain permitida, ou seja, onde todos os escritores do sistema são conhecidos. Se todos os escritores confiam um no outro, ou seja, assumem que nenhum participante é malicioso, um banco de dados compartilhado por gravação é provavelmente a melhor solução. Se eles não confiam um no outro, usar uma blockchain privada faz sentido.
Dependendo da verificação pública ser necessária, qualquer pessoa pode ler o status (blockchain público com diferenciação de direitos) ou o conjunto de leitores também pode ser limitado (blockchain privado com diferenciação de direitos) Se o conjunto de autores não for fixo e for desconhecido para os participantes, como é o caso de com muitas criptomoedas como Bitcoin, uma blockchain pública é uma solução adequada:
Na tabela 1, comparamos algumas propriedades de blockchains públicas e privadas e bancos de dados centralizados. Em um sistema centralizado, o desempenho em termos de atraso e taxa de transferência é muito melhor do que em sistemas blockchain, pois os sistemas blockchain têm complexidade adicional (comunicativa e computacional) devido ao mecanismo de consenso. Por exemplo, o Bitcoin atualmente suporta uma taxa de transferência de aproximadamente 7 transações por segundo (que pode ser expandida para aproximadamente 66 sem comprometer a segurança), enquanto um sistema centralizado como a Visa pode processar mais de cinquenta mil transações em seu pico. Há um compromisso entre a descentralização, ou seja, quão bem o sistema é escalado para gravadores sem confiança e largura de banda mútuas, ou seja, quantos estados de atualização o sistema pode processar em um determinado momento. Ao decidir sobre o uso de um sistema blockchain, esse compromisso também deve ser levado em consideração. - Casos de uso
Gerenciamento da cadeia de suprimentos
No gerenciamento da cadeia de suprimentos (SCM), o fluxo de materiais e serviços necessários para produzir um determinado produto inclui vários ciclos intermediários de armazenamento e produção até a entrega no ponto final de consumo. Normalmente, várias empresas interagem e negociam globalmente dentro de uma determinada cadeia de suprimentos. Devido a essa complexidade, os custos associados ao gerenciamento de ativos, processos e detecção de falhas são especialmente caros.
Várias empresas (por exemplo, Skuchain, Provenge, Walmart, Everledger) anunciam soluções baseadas em blockchain para aumentar a eficácia das soluções de gerenciamento da cadeia de suprimentos. Alguns até argumentam que a tecnologia blockchain está abrindo o caminho para a cadeia de demanda, em vez de cadeias de suprimentos, onde as empresas se beneficiarão de uma maior flexibilidade na interação com diferentes mercados e no equilíbrio de riscos de preços. O SCM tradicional é orientado por agendamento e comunicação. A demanda futura é estimada com base na demanda passada e atual; as informações são enviadas às partes interessadas que esperam receber informações relevantes a tempo, a fim de responder a mudanças, atrasos ou erros. As empresas decidem qual produto será lançado no mercado a que horas e os clientes controlam indiretamente a demanda.
No gerenciamento da cadeia de demanda (DCM), o interesse do cliente está no centro - preços reduzidos, atendimento ao cliente mais rápido e entrada mais rápida no mercado com uma idéia ou produto minimamente viável (MVP) são apenas alguns exemplos. O DCM aumentará a flexibilidade, exigindo que todas as partes interessadas tenham dados em tempo real para ver o que os consumidores desejam e compram. Assim, todos os participantes da cadeia de demanda devem estar intimamente conectados à rede. Ao contrário do SCM, que “otimiza o fluxo” e pode se basear em avaliações incompletas e imprecisas do mercado, o DCM exige que as empresas tenham uma visão completa e precisa do mercado e escolhem ativamente as melhores soluções de fabricação. Portanto, o fluxo de informações no DCM é do tipo pull e não do tipo push : as partes interessadas não precisam esperar pelas notificações, elas podem solicitar ativamente o status do sistema.
Os membros do SCM variam amplamente em diferentes cadeias de suprimentos, e os mesmos membros podem desempenhar papéis diferentes em diferentes cadeias de suprimentos. A base de segmentação para vários atores da cadeia de suprimentos geralmente é determinada por sua propriedade na parte do produto produzido. Isso significa que, para cada cadeia de suprimentos na qual o participante está envolvido, é necessária uma blockchain separada - que degrada claramente o desempenho da decisão final.
Seguindo nossa metodologia da Seção 3, SCM, é claro que a retenção de dados é necessária. Vários validadores estão envolvidos, ou seja, vários participantes do SCM que possuem uma certa parcela do produto final. O Skuchain foi projetado para usar uma única fonte de confiança, que, no entanto, elimina o componente descentralizado do blockchain e, portanto, será equivalente a um servidor central confiável. Continuando nossa metodologia, tecnicamente o SCM pode sempre usar o TTP on-line. Se isso não for possível, pelo menos todos os validadores serão conhecidos, o que nos permite escolher entre uma blockchain pública ou privada. Esse raciocínio nos deixa com a questão de saber se todos os validadores podem ser confiáveis. O gerenciamento da cadeia de suprimentos tem um problema inerente
interface entre o mundo digital e o físico. Uma pessoa, ou alguma máquina sob o controle de um validador, como regra, é obrigada a registrar que um determinado produto chegou ao armazém e, por exemplo, sua qualidade é adequada. Se não houver confiança no trabalho desses funcionários, toda a cadeia de suprimentos está tecnicamente comprometida, pois qualquer dado pode ser fornecido por um invasor. Se, por outro lado, todos os validadores forem confiáveis, o blockchain não será necessário - um banco de dados comum com acesso de gravação o organizará.
Observe que, se, de alguma forma, a conexão entre os mundos físico e digital for implementada de maneira segura, as considerações anteriores deverão ser revisadas.
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