Предисловие

Технология блокчейн быстро развивается на протяжении последнего десятилетия, укореняясь в различных областях и преобразуя многие отрасли, а управление цепочкой поставок - это область с значительным потенциалом для применения блокчейна. Как важная часть современных предпринимательских операций, управление цепочкой поставок требует эффективной координации ресурсов в различных регионах глобализированного ландшафта для обеспечения плавного обслуживания и производственных процессов и точного удовлетворения потребностей клиентов. Благодаря своим характеристикам прозрачности, надежности и автоматизации, технология блокчейн может улучшить возможности обмена информацией между пользователями и повысить производительность других элементов в цепочке поставок, таких как производство, инвентаризация и транспортировка.

В этом курсе мы начнем с представления основных принципов блокчейна, а затем изучим его применение в управлении цепочкой поставок. Децентрализованный распределенный реестр и криптографическая безопасность блокчейна делают его идеальным решением для многих проблем в информационных системах цепочки поставок. Установив данные цепочки поставок в блокчейне с неизменяемыми записями, предприятия могут реализовать прослеживаемость продуктов на протяжении всего процесса, начиная с закупки и проверки сырья до реального мониторинга во время производства и от управления логистикой во время отправки до продажи розничными торговцами. Таким образом, все участники цепочки поставок могут делиться данными в реальном времени, увеличивать видимость процессов, обеспечивать качество продукции, повышать эффективность сотрудничества и снижать риски задержек и ошибок. Мы предоставим практические примеры и опыт в этой отрасли, чтобы помочь вам глубже понять применение блокчейна в управлении цепочкой поставок.

Основные принципы блокчейна

Блокчейн - это особый тип базы данных, в которой хранение данных подчиняется определенным правилам и не может быть произвольно удалено или изменено. Его основным технологическим компонентом является распределенный реестр, в котором каждый кусок данных связан с предыдущим, и данные, хранящиеся таким образом, обычно называются "блоком".

Каждый блок строится на основе предыдущего блока, связанный и упорядоченный по временным меткам и идентифицированный уникальным хэш-значением, сгенерированным хэш-функцией. Поэтому он называется "блокчейн". Новые данные могут быть добавлены только как часть блока в цепочку блоков, и набор блоков составляет базу данных блокчейна.

Широко признано, что в сети блокчейна:

1. Данные могут быть добавлены.
2. Данные не могут быть произвольно удалены или изменены.
3. Каждый кусочек данных связан с предыдущим.

Эта недоступная для вмешательства база данных ценна, поскольку для ее работы не требуется доверенного центрального органа (посредника третьей стороны), что минимизирует вероятность злоупотребления или недобросовестного использования доверия. Ее характеристики прозрачности данных, легкой проверки и непреложности значительно снижают стоимость доверия.

Блокчейн полагается на сверхузловую распределенную сеть и использует механизм консенсуса для достижения общего понимания среди всех участников данных, содержащихся в базе данных, и синхронизации любых обновлений. После того как блок добавлен в блокчейн, его можно считать постоянно действительным.

В результате блокчейн технология может служить информационным фактором для улучшения отзывчивости и эффективности управления цепочкой поставок. Она может повысить прозрачность, отслеживаемость и координацию обмена данными между различными участниками, а также предотвратить подделку и мошенничество.

Введение в технологию блокчейн

Шифрование

Криптография является основой технологии блокчейн, и ее применения включают в себя цифровые подписи, асимметричное шифрование и хэш-функции. Цифровые подписи используются для проверки подлинности и целостности данных, обеспечивая отсутствие вмешательства в данные. Асимметричное шифрование использует открытый и закрытый ключи, при этом данные шифруются открытым ключом при инициировании транзакции и расшифровываются с помощью закрытого ключа, обеспечивая конфиденциальность и безопасность передачи информации.

Криптография играет ключевую роль в блокчейне, обеспечивая безопасность данных, предотвращая несанкционированный доступ и подделку, а также обеспечивая участников анонимностью и защитой конфиденциальности, что позволяет блокчейну безопасно обрабатывать чувствительную информацию и транзакции.

Механизм консенсуса

В распределенных системах возникает проблема доверия среди участников. Обеспечение коммуникации и достижение консенсуса среди всех участников в присутствии недостоверной информации известно как Проблема византийских генералов. Системы, способные преодолеть эту проблему, называются системами с византийской устойчивостью к сбоям (BFT).

Традиционные подходы полагаются на доверенные центральные органы для определения подлинности и порядка данных. Однако сети блокчейн между сверстниками используют механизмы консенсуса для разрешения споров.

Целью механизмов консенсуса является определение истинных данных в сети и правильное упорядочение событий. Различные блокчейн-платформы и проекты могут использовать различные механизмы консенсуса, такие как Proof-of-Work (PoW) и Proof-of-Stake (PoS).
В механизме PoW участники должны решить сложную математическую задачу, чтобы доказать свой вклад в систему и получить право на запись данных. В механизме PoW участники должны иметь определенное количество криптовалюты в качестве залога для отправки данных. Злоумышленные узлы будут идентифицированы и понесут убытки, тем самым избегая злонамеренных атак и обеспечивая возможность всем участникам достичь консенсуса для обеспечения бесперебойной работы сети блокчейн.

Структура сети блокчейн

Блокчейн — это распределенный реестр, поддерживаемый множеством взаимно недоверенных участников с использованием механизмов шифрования и консенсуса. Эти участники обычно называются узлами, но не все узлы одинаковы. Их можно классифицировать в зависимости от их функциональности как полные узлы, легкие узлы и узлы майнера. Полные узлы выполняют обширные проверки содержимого блока, включая проверку транзакций и хранение полных копий блокчейна. Однако для их работы требуются значительные ресурсы. Легкие узлы подключаются к другим полным узлам и проверяют только ограниченные данные блоков, что требует меньше ресурсов хранилища и пропускной способности. Узлы-майнеры являются либо полными узлами, либо легкими узлами и отвечают за предоставление вычислительной мощности или токенов стейкинга для обработки транзакций, получения вознаграждений от алгоритма консенсуса и защиты сети блокчейн от вредоносных атак.

Запись данных и обмен между различными узлами создают децентрализованную, пиринговую, синхронную и недоверительную блокчейн-сеть, которая смягчает риск отдельной точки отказа, приводящего к сбою системы.

Публичный блокчейн, Частный блокчейн, Консорциум блокчейн

Технологию блокчейн можно применять в различных сценариях. В зависимости от идентичности и целей участников, ее можно классифицировать как публичные блокчейны, частные блокчейны и консорциальные блокчейны.

Публичный блокчейн

Публичный блокчейн - это открытая сеть блокчейна, в которой может участвовать любой желающий, и транзакции и проверки могут проводиться анонимно. Данные и транзакции на публичном блокчейне открыты для всех, что позволяет всем участникам просматривать и проверять их. Типичные примеры публичных блокчейнов включают Bitcoin и Ethereum. Они характеризуются децентрализацией и прозрачностью, но также сталкиваются с проблемами масштабируемости.

Частный Блокчейн

Частный блокчейн - это сеть блокчейнов, ограниченная приглашенными или авторизованными участниками. Он часто используется в организациях или конкретных сценариях бизнес-приложений, обеспечивая улучшенную конфиденциальность и безопасность. Это позволяет лучше контролировать доступ к данным, обеспечивая прозрачность данных только внутри внутренней сети. Некоторые примеры частных блокчейнов - это KitChain и Платформа IBM Blockchain, которые удовлетворяют конкретные потребности предприятия, такие как высокая пропускная способность, низкая задержка и нулевые комиссии.

Консорциумный блокчейн

Консорциумный блокчейн - это тип сети блокчейн, который интегрирует открытые и частные функции блокчейна. Он совместно управляется и эксплуатируется несколькими организациями или учреждениями, и участники должны заключать соглашения для определения механизмов консенсуса и правил обмена данными. Консорциумные блокчейны обычно применяются к блокчейн-проектам, связанным с конкретными отраслями или партнерствами, такими как клиринг платежей между финансовыми учреждениями. Примеры консорциумных блокчейнов включают AntChain и Energy Web Foundation.

Умные контракты

Смарт-контракты - это самовыполняющийся код с программируемой логикой в блокчейне, аналогичный детерминированным программам. Они выполняют конкретные задачи, когда выполняются определенные условия. Смарт-контракты работают по принципу "если...то...". Их правила заранее определены программистами и могут быть воспроизведены и выполнены всеми узлами после развертывания в сети блокчейна.

Смарт-контракты позволяют устанавливать доверительные соглашения, обеспечивая пользователям возможность проводить безопасные и надежные транзакции без необходимости доверять третьей стороне. Они могут быть использованы для реализации различных бизнес-процессов и сделок. Смарт-контракты вступают в силу только при выполнении определенных условий, что означает, что если условия не будут выполнены, смарт-контракт не будет выполнен.

Применение смарт-контрактов может устранить необходимость посредников, что значительно снизит операционные издержки, связанные с человеческими ошибками и задержками. Их можно использовать для разработки различных типов децентрализованных приложений (DApps).

Сократите производственные циклы для улучшения прослеживаемости

В электронной промышленности восемь партнерских компаний, включая Arrow, Lenovo, Micron, SK Hynix, ZT Systems и Wiwynn, использовали блокчейн-сервисы, предоставленные Microsoft Azure, для оптимизации существующих циклов производства и закупок в своей цепочке поставок.

Глобальное вспышка пандемии COVID-19 в 2020 году сделала управление цепями поставок еще более сложным, с нарушениями в транспортных маршрутах и непредсказуемым спросом, приводящим к значительным задержкам в сроках производства для многих производителей. Через технологию блокчейн независимые узлы данных на цепи поставок были связаны для формирования сети данных для обмена информацией, обеспечивая частую коммуникацию между партнерами поставок.

Сеть блокчейна сделала данные в каждом звене цепочки поставок прозрачными, начиная с поставки компонентов, производства и транспортировки и заканчивая складированием и доставкой. Это не только обеспечивает видимый и надежный обмен данными, но и позволяет осуществлять отслеживаемость товаров, облегчая проактивное и динамичное управление цепочкой поставок.

В будущем управление качеством также будет усилено, распространяясь дальше на минеральные сырьевые материалы, центры обработки данных и утилизацию (End of Life).

Создавая «цифровые двойники» для каждого компонента для записи соответствующих документов и информации, становится возможным предотвратить попадание поддельных и низкокачественных компонентов в цепочку поставок. Это также позволяет верифицировать источники компонентов вверх по потоку, избегая использования сырья, полученного нечеловечным образом, и конфликтных минералов, а также выявлять проблемы качества в сложных процессах.

Торговля без бумажной документации снижает издержки

Бесбумажная торговля - идеальная цель для международной коммерции, которая не только значительно повысит эффективность глобальной логистики, но также принесет пользу независимым трейдерам и потребителям из разных стран. По данным Trademark East Africa, в рамках одной сделки африканским предпринимателям может потребоваться заполнить до 96 бумажных документов.
Для решения проблем цифровизации, с которыми сталкиваются кенийские экспортеры, Восточноафриканский торговый знак сотрудничает с Фондом IOTA для создания критической системы доступа к торговым документам на основе сети Tangle в Кении. Они делятся информацией с таможней стран назначения, чтобы ускорить процесс экспорта, дополнительно повышая конкурентоспособность кенийских компаний на мировом уровне.

В настоящее время Торговая марка Восточной Африки сделала этот проект стратегическим приоритетом и экспериментирует с новыми торговыми маршрутами. Например, они исследуют экспорт чая в Великобританию, экспорт рыбы в Бельгию и экспорт текстиля в США. Они также сотрудничают с другими правительствами Восточной Африки для тестирования интеграции этой технологии с их пограничными службами.

Это приложение помогло кенийским пограничным агентствам установить стандарты для межотраслевого обмена торговой информацией через границу, приближая нас к глобальной цели сделать торговлю доступной и легкой для всех. Проект получил сильную поддержку от правительственных агентств развития Нидерландов, Великобритании и США.

Улучшенная безопасность пищевых продуктов

Компания Intel заключила партнерство с крупным независимым дистрибьютором голубики Curry & Company для укрепления трассируемости и контроля качества цепочки поставок продовольствия с использованием блокчейна Hyperledger Sawtooth. Это партнерство обеспечивает возможность транспортировки свежей голубики на рынок для продажи в определенные сроки после сбора урожая.

Платформа Intel® Connected Logistics интегрирована с сетью блокчейн, включая датчики на всей цепочке поставок и используя технологию Интернета вещей (IoT) для мониторинга таких факторов реального времени, как температура, влажность и условия освещения. Система может проверять и отслеживать экологические условия для продуктов на каждом этапе, начиная с уборки и хранения и заканчивая доставкой, обеспечивая оптимальную свежесть продуктов и высокое качество для потребителей.

По сравнению с традиционными методами управления цепочкой поставок, внедрение технологии блокчейн значительно улучшило прослеживаемость и безопасность продовольствия. Путем непрерывного мониторинга состояния фруктов можно проактивно избежать потенциального порчи продуктов и проблем с отзывом, а также снизить количество продовольственных отходов.

Кроме того, цифровые записи заменили множество ручных записей данных, облегчая обмен данными между партнерами цепочки поставок и способствуя высокоэффективному, прозрачному и надежному сотрудничеству между ними.

Укрепление транспорта и логистики

Maersk, одна из крупнейших в мире компаний по морским контейнерным перевозкам и эксплуатации судов, сотрудничает с IBM для создания TradeLens, системы отслеживания в реальном времени на основе блокчейна для международных грузоперевозок. Эта платформа обеспечивает удобное и безопасное совместное использование информации, позволяя различным предприятиям в рамках цепочки поставок сотрудничать, тем самым способствуя более прозрачной и эффективной глобальной торговле.

Функционирование платформы TradeLens зависит от множества датчиков, установленных на товары, транспортные блоки и портовое оборудование, которые используют технологию Интернета вещей для отслеживания местоположения товаров и других данных, таких как температура, вибрации, влажность и т. д. Информация записывается в блокчейн для доступа всех пользователей, обеспечивая постоянное мониторинг статуса груза.

Более того, когда корабль достигает своего пункта назначения, используются заранее запрограммированные коды смарт-контрактов для автоматического заполнения документов, связанных с контейнерами и товарами, таких как финансовые расчеты, тарифные платежи, проверки и т. д. Через основную автоматизированную функцию взаимодействия TradeLens участники могут оптимизировать рабочие процессы и ускорить обработку данных. Блокчейн-сеть гарантирует, что все данные надежны, без ошибок или неточностей.
В настоящее время несколько международных морских компаний используют TradeLens для снижения логистических издержек. Компании, такие как Agility, APM Terminals, PSA International, CMA CGM, DP World и другие, используют технологию блокчейн для повышения скорости и эффективности консолидации грузов, деклараций, таможенного оформления, платежей и других операций.

Охрана окружающей среды и соблюдение норм

Южноафриканская бумажная компания Sappi и индийский производитель целлюлозы и волокон Birla Cellulose объединились для создания GreenTrack, системы отслеживания потока тканевой продукции и переработанных материалов. Партнеры могут использовать трассировку в реальном времени, сканируя QR-коды, что гарантирует, что производственный процесс полностью исходит из сертифицированных устойчивых лесов. Это помогает потребителям принимать более обоснованные решения о покупках. В настоящее время платформой воспользовались более 250 партнеров в цепи поставок, включая известные компании, такие как Walmart и Marks & Spencer.

В рыболовной отрасли TraSeable Solutions сотрудничает с Всемирным фондом дикой природы (ВФДП), чтобы удовлетворить потребности клиентов в цепях поставок морепродуктов, соответствующих стандартам ESG и предотвращающих незаконный рыболов. Их система собирает данные о каждом улове судна, включая координаты, журналы улова и данные о команде, а затем помечает упаковку продукции QR-кодами, чтобы позволить конечным потребителям извлекать информацию, записанную в сети блокчейн, и минимизировать продажу незаконно пойманной рыбы. В ювелирной отрасли De Beers, один из крупнейших производителей алмазов, использует блокчейн-платформу Tracr для отслеживания алмазов с момента добычи, обработки и доставки до ювелирных магазинов. Каждому алмазу присваивается уникальный идентификатор сразу после добычи. Датчики определяют секцию, чистоту, цвет и вес каждого алмаза, а затем информация записывается на платформе Tracr. Последующие данные о полировке, обработке, доставке и перепродаже также обновляются в реальном времени, что позволяет всем заинтересованным сторонам проследить и изучить путь алмаза. Это не только повышает прозрачность и доверие к записям, но и предотвращает попадание в рынок бриллиантов-кровавиков через незаконные каналы.

Заключение

В этом курсе мы исследовали применение блокчейна в управлении цепочкой поставок. Технология блокчейн хранит данные в распределенном реестре, обеспечивая неизменяемость и децентрализацию. Она также использует механизмы консенсуса для обеспечения того, чтобы участники пришли к согласию, тем самым обеспечивая прозрачность данных, их прослеживаемость и безупречную координацию. Кроме того, мы получили представление о различных типах блокчейн-сетей, таких как публичные блокчейны, частные блокчейны и консорциальные блокчейны, предлагая предприятиям гибкость выбора наиболее подходящей технологии в соответствии с их конкретными случаями использования и требованиями.

В управлении цепочкой поставок технология блокчейн продемонстрировала значительный успех. Она доказала свою эффективность в сокращении производственных циклов, улучшении отслеживаемости продукции, улучшении управления транспортом и логистикой, снижении ручных операционных затрат и обеспечении защиты окружающей среды и соответствия. Использование смарт-контрактов значительно улучшило управление цепочкой поставок, обеспечивая безопасные и надежные транзакции и бизнес-операции. Оно также сократило потребность в посредниках и снизило операционные затраты, связанные с человеческими ошибками и задержками.

На предстоящем уроке мы погрузимся в приложения блокчейна в финансировании цепочки поставок и исследуем будущие тенденции и потенциальные вызовы.

Выноски

1. Блокчейн - это особый тип базы данных, который хранит данные с использованием распределенного реестра и цепной структуры, характеризующийся неизменяемостью и децентрализацией.
2. Через механизмы консенсуса блокчейн гарантирует, что все участники достигают согласия относительно включенных данных и синхронизируют любые обновления, обеспечивая прозрачность данных, их отслеживаемость и координацию.
3. Шифрование играет ключевую роль в технологии блокчейн, включая цифровые подписи, асимметричное шифрование и хэш-функции. Оно обеспечивает безопасность данных и конфиденциальность транзакций.
4. Механизмы консенсуса играют ключевую роль в решении проблем доверия в распределенных системах, обеспечивая подлинные данные и правильное упорядочивание. К общим механизмам относятся Proof-of-Work и Proof-of-Stake.
5. Публичные блокчейны - это открытые блокчейн-сети, в которых каждый может участвовать, а данные и транзакции являются общедоступными, отличающиеся децентрализацией и прозрачностью.
6. Частные блокчейны - это сети блокчейнов с ограниченным числом участников, используемые в организациях или в конкретных сценариях применения, обеспечивающие более высокую конфиденциальность и безопасность.
7. Консорциумные блокчейны - это тип сети блокчейн, который объединяет как общедоступные, так и частные функции блокчейн, совместно управляемый и эксплуатируемый несколькими организациями или учреждениями.
8. Смарт-контракты - это самовыполняющиеся коды на блокчейне с программной логикой, обеспечивающие безопасные и надежные транзакции и бизнес-операции без необходимости доверия к третьим сторонам. Они могут устранить необходимость посредников, снизить операционные расходы, вызванные человеческими ошибками и задержками, и используются для разработки различных децентрализованных приложений (DApps).
9. В управлении цепочкой поставок технология блокчейн была практически применена в различных сценариях, включая сокращение производственных циклов, повышение прослеживаемости, улучшение безопасности продовольствия, укрепление транспорта и логистики, снижение ручных операционных затрат, повышение эффективности сотрудничества между предприятиями, поощрение охраны окружающей среды и обеспечение соответствия.