Die gesamte Geschichte der Menschheit besteht aus Versuchen, die alte Ordnung der Dinge zu zerstören und eine neue, natĂŒrlich bessere, zu schaffen. (Anonymer Autoren)
Im vorherigen Artikel haben wir die Technologien analysiert, auf denen alle Blockchains basieren. Es ist an der Zeit zu verstehen, welche Aufgaben moderne Blockchains lösen können. ZunĂ€chst wollen wir einen Blick auf die Analyse des aktuellen Stands von Blockchain und die Perspektiven fĂŒr die Zukunft werfen. Als technischer Spezialist finde ich die Firma Gartner mit ihren zahlreichen Reifegrad-Zyklen (Hype Cycles) ansprechend. Der Graph zeigt den Reifezyklus von Blockchain im GeschĂ€ftsbereich Ende 2018. Welche Schlussfolgerungen können wir daraus ziehen?
Analyse von Gartner
- Aus dem Graphen ist zu erkennen, dass viele moderne Branchen versuchen, Blockchain zur Lösung ihrer Produktionsaufgaben zu nutzen, und jedes Jahr entstehen neue Branchen, die beginnen, Blockchain zu erforschen.
- Dennoch hat keine Industrie bisher weder die ProduktivitÀtsplatte noch den Abhang der Erleuchtung erreicht.
- NatĂŒrlich werden nicht alle Branchen, die sich jetzt auf dem Weg zum Höhepunkt der Erwartungen befinden, die ProduktivitĂ€tsplatte erreichen, aber angesichts der Massenbewegung werden wir in 5-10 Jahren Zeugen einer weit verbreiteten Nutzung verschiedener AnwendungsfĂ€lle sein.
- Wo bleiben Bitcoin, Mining und ĂŒberhaupt KryptowĂ€hrungen, werden Sie fragen? Diese Technologien bringen doch erhebliche Gewinne? Sie waren in den Graphen vergangener Jahre zu sehen, haben in diesem Jahr aber bereits die ProduktivitĂ€tsplatte nach den vorgesehenen 10 Jahren verlassen.
Der nÀchste Graph zeigt die Reife der Blockchain-Technologien:
Was kann man ĂŒber diesen Graphen sagen?
- Die meisten modernen Blockchain-Technologien befinden sich ebenfalls in der Diskussion. Aber nicht, weil es neue Technologien sind, sondern weil Branchen ihre Anwendbarkeit auf ihre Datenstrukturen, Volumen und Verarbeitungsgeschwindigkeiten erforschen und Möglichkeiten suchen, wie Blockchain-Technologien die Effizienz steigern und die Kosten senken können.
- Das Interesse an KryptowÀhrungs-Mining, klassischer Blockchain und im Allgemeinen an der Technologie der verteilten Ledger beginnt abzunehmen.
Lass uns nun sehen, fĂŒr welche AnwendungsfĂ€lle die Industrie versucht, Blockchain einzusetzen. Gartner fĂŒhrte Ende 2018 eine Untersuchung durch und prĂ€sentierte die Ergebnisse in Form einer Matrix, in der die AnwendungsfĂ€lle horizontal aufgelistet sind, die Industrien vertikal und die Kreise an den Schnittpunkten zeigen, wie gefragt ein bestimmter Anwendungsfall in einer bestimmten Industrie ist:
Welche Schlussfolgerungen lassen sich aus dieser Tabelle ziehen?
- Die meisten Projekte nutzen Blockchain zur Aufzeichnung, Verbreitung und gemeinschaftlichen Nutzung von Daten (Shared Record Keeping und Internal Record Keeping).
- Ein erheblicher Teil der Projekte verwendet Blockchain zur Verfolgung von Wertbewegungen oder EigentĂŒmerwechseln (Asset Tracking).
- Identifikation (Identity Management) ist zwar nur schrittweise, aber in praktisch allen Industrien notwendig.
- Im Moment ist Tokenisierung (Digital Tokens) nicht besonders gefragt und, was ĂŒberraschend ist, das gleiche lĂ€sst sich ĂŒber Smart Contracts (Smart Contracts) sagen.
Ăbergreifendes Schema der Blockchain
Wenn Blockchain in Bezug auf eine bestimmte Industrie dargestellt wird, sind alle Diagramme prinzipiell gleich: Es gibt ein Blockchain-Netzwerk, in das Teilnehmer Informationen ĂŒber Dapp (decentralized application) eingeben und lesen. Der Unterschied liegt in den Details, beispielsweise können nicht nur Menschen, sondern auch IoT-GerĂ€te (Internet der Dinge) Informationen in die Blockchain eingeben. Lassen Sie uns ein verallgemeinertes Schema am Beispiel von IoT betrachten, da dies eine der am hĂ€ufigsten diskutierten Anwendungen der Blockchain ist. Wir statten IoT-GerĂ€te zusĂ€tzlich mit einer SIM-Karte zum Ăbertragen von Messwerten aus, wobei wir das Mobilfunknetz des Betreibers verwenden, oder besser mit eSIM, um beliebige Mobilfunknetze zu nutzen. Das Mobilfunknetz wird selbstverstĂ€ndlich 5G sein, da die Betreuung von IoT-GerĂ€ten eine der Hauptanwendungen des 5G-Netzes ist. GPS-/GLONASS-Module sollen den Standort verfolgen. FĂŒr den vollen Betrieb von Smart Contracts ist es notwendig, Informationen aus externen Quellen zu haben, z. B. aktuelle Aktien- oder WĂ€hrungskurse. Dazu werden sogenannte Blockchain-Orakel verwendet. Der abschlieĂende Schliff: ein KI-Modul zur Datenanalyse. , dass KI-Algorithmen (Artificial Intelligence) effektiv mit Daten aus der Blockchain arbeiten werden, da sie vollstĂ€ndig, konsistent und eindeutig zeitlich sortiert sind.
So haben wir ein allgemeines Schema fĂŒr Blockchain-Projekte erhalten. Jetzt kann man dazu jede Ăberschrift schreiben und das Schema fĂŒr verschiedene Branchen anpassen. Zum Beispiel: âVerfolgung der Bewegungen von Tankwagen fĂŒr die Erdölindustrieâ oder âProduktion von Bauteilen fĂŒr die Automobilbrancheâ oder âLieferungen von Bauernfleisch an EinzelhĂ€ndlerâ.
Blockchain + IoT + 5G + GPS + KI
Lass uns zu konkreten AnwendungsfĂ€llen ĂŒbergehen.
Fallanalysen
Lass uns FĂ€lle fĂŒr die genannten Branchen zusammenstellen und darĂŒber nachdenken, in welchen Blockchains sie umgesetzt werden können. Es stellt sich heraus, dass wir nichts suchen mĂŒssen, da es bereits die "" mit Beispielen und Links gibt. Darin sind AnwendungsfĂ€lle fĂŒr Blockchain in den folgenden Branchen gesammelt:
- Automobilindustrie
- öffentlicher Sektor
- Bergbau
- Gesundheitswesen
- Kultur und Kunst
- Immobilien
- Produktion
- Einzelhandel
- Landwirtschaft
- Telekommunikation
- Transport
- Finanzsektor
- Energiebranche
- Urheberrecht
Fazit aus der Analyse der Fallstudien
- NatĂŒrlich ist Blockchain gut auf Fintech anwendbar, da Transaktionen und der EigentumsĂŒbergang von Werten die Grundlage des Finanzsystems bilden.
- Blockchain lĂ€sst sich logisch in FĂ€llen anwenden, in denen es "Lieferketten" gibt, zum Beispiel beim Transport von Containern. Der Container wird als Wert dargestellt, der von einem Transportunternehmen an ein anderes ĂŒbertragen wird. Oder beispielsweise die Kennzeichnung von Lebensmitteln und die Nachverfolgung der gesamten Lieferkette von der Landwirtschaft bis zu EinzelhĂ€ndlern. In diesem Fall kann der KĂ€ufer sicherstellen, dass das Produkt von einem bestimmten Hersteller unter bestimmten Bedingungen hergestellt wurde. Derzeit kann man solchen Informationen auf Etiketten nur bedingt vertrauen.
- Ein aktueller Fall zur Identifizierung von Personen im IAM (Identity and Access Management) und der Speicherung personenbezogener Daten. Mit dem Aufkommen der Blockchain gibt es eine Lösung, die auf der Speicherung von personenbezogenen Daten in einem verteilten Register basiert. Durch das Zero Knowledge Proof-Protokoll kann eine Person selbst entscheiden, welche Daten sie wem zur VerfĂŒgung stellt. Ein klassisches Beispiel ist die BestĂ€tigung, dass ein BĂŒrger 18 Jahre alt ist. Derzeit wird dafĂŒr ein Ausweis oder FĂŒhrerschein verwendet, auf dem sich Daten befinden, die fĂŒr die ĂberprĂŒfung irrelevant sind, wie die Meldeadresse. Mit der Blockchain kann ĂŒberprĂŒft werden, dass die Person 18 Jahre alt ist, ohne andere Informationen preiszugeben.
- Im selben Kontext liegt auch der Fall der Aufnahme von medizinischen Daten von Patienten in die Blockchain, um diese zwischen Einrichtungen zu ĂŒbertragen, ohne die PrivatsphĂ€re zu verletzen. Dies ist ein gemeinsames Merkmal vieler FĂ€lle, in denen auf der einen Seite die Identifizierung von Personen und die Möglichkeit der problemfreien Verbreitung von Informationen erforderlich sind, wĂ€hrend auf der anderen Seite personenbezogene und private Daten geschĂŒtzt (verschlĂŒsselt) werden mĂŒssen.
Blockchain und Staat
In vielen LĂ€ndern gibt es staatliche Programme zur Entwicklung von Blockchain. Auch in Russland gibt es eine , in dem Blockchain (verteiltes Register) als eines der Entwicklungsrichtungen betrachtet wird. FĂŒr den Staat ist die Entwicklung von Blockchain in den folgenden Bereichen von Bedeutung:
- Schaffung von Registern fĂŒr GrundstĂŒckstransaktionen, beispielsweise fĂŒr Immobilien;
- Schaffung von Registern zur Aufzeichnung von Personenstandsakten, beispielsweise fĂŒr die Registrierung von Geburten, EheschlieĂungen, Scheidungen;
- Aufzeichnung der Wahlergebnisse und Abstimmungen in der Blockchain.
Blockchain und Telekommunikation
Die in der Telekommunikationsindustrie umgesetzten FĂ€lle werden die meisten Menschen beeinflussen. ist die Anwendung der Blockchain fĂŒr Telekommunikationsanbieter am relevantesten fĂŒr die Lösung der folgenden Aufgaben:
- Anbieter können Vermittler (Clearingstellen) bei der Bereitstellung von Roaming-Diensten umgehen und Zahlungen direkt miteinander abwickeln.
- Identifizierung von Personen und IoT-GerÀten.
- Automatische ZĂ€hlung von VerstöĂen gegen die Bedingungen fĂŒr die Bereitstellung von Dienstleistungen an Abonnenten (SLA) auf der Grundlage von Smart Contracts und Auszahlung von EntschĂ€digungen.
- FĂŒhrung einer verteilten Datenbank gestohlener Telefone.
- Die FĂŒhrung einer verteilten Datenbank fĂŒr MNP (Mobile Number Portability) und die Abschaffung des Mittelsmanns in Form einer zentralisierten Datenbank.
Analyse von Blockchains
Um die Systeme zu systematisieren, habe ich versucht, eine Klassifikation von Blockchains nach Generationen zu finden. Eine allgemein anerkannte habe ich nicht gefunden, aber alle stimmen darin ĂŒberein, dass die erste Generation Bitcoin ist, die zweite Ethereum, und danach hĂ€ngt alles von persönlichen Vorlieben ab. Ich denke, die folgende Klassifikation macht Sinn:
- Erste Generation (Bitcoin): unterstĂŒtzt nur die FunktionalitĂ€t des Transfers von KryptowĂ€hrungen von einem Konto auf ein anderes.
- In die zweite Generation wurden Smart Contracts (Ethereum) und Multivalutadienste (BitShares) eingefĂŒhrt.
- Die dritte Generation ermöglicht den Umgang nicht nur mit KryptowĂ€hrungen, sondern auch mit beliebigen digitalen Vermögenswerten (Assets), die Umsetzung beliebiger GeschĂ€ftslogik und eine flexible Anpassung des Konsensalgorithmus. Ein Beispiel fĂŒr eine universelle Blockchain ist Hyperledger Fabric.
Lassen Sie uns auch die Vertreter aller Generationen betrachten, aus Sicht der Merkmale, die helfen, zu verstehen, welche AnwendungsfÀlle auf jener oder dieser Blockchain realisiert werden können:
Bitcoin
Ethereum
Bitshares
Hyperledger Fabric
Exonum
Blockchain-Generation
1
2
2
3
3
Website
Leistung in TPS
7
20-30
10,000
1000
10,000
Kann man eine private Blockchain erstellen
nein
nein
ja
ja
ja
Anzahl der Knoten im Netzwerk
Mehr als 10.000
Mehr als 10.000
Effektiv 20 â 30 Knoten
Die Effizienz wird durch das System Apache Kafka bestimmt
Die Effizienz wird durch den BFT-Konsens bestimmt: 10-20 Knoten
Durchschnittliche TransaktionsgebĂŒhren
0.5$
0.1$
niedriger als bei Ethereum
nein
nein
UnterstĂŒtzte Betriebssysteme fĂŒr Knoten
Windows, Linux, MacOS
Windows, Linux, MacOS, Raspberry Pi
Ubuntu, Windows
Windows, Linux, MacOS
Linux, MacOS
Bereitstellung der Knoten
Manuell
Manuell, Docker
Manuell
Docker, docker-compose
Manuell, Docker
Konsens
PoW
Pow
DPoS
Abstimmungssystem, verwendet Apache Kafka
BFT
Smart Contract
Nicht im allgemeinen VerstÀndnis
Programmiersprache Solidity
Vorgefertigte und ihre Anzahl ist begrenzt. ErgÀnzungen in C++
Programmiersprachen Go, JS
Rust
Programmiersprache, in der die Blockchain geschrieben ist
C++
C++
C++
Go
Rust
DB zur Speicherung von Blockchain-Daten
LevelDB
LevelDB
LevelDB
goleveldb â LevelDB in Go
RocksDB
Entwicklung und UnterstĂŒtzung
Satoshi Nakamoto & Co
Vitalik Buterin & Co
Dan Larimer & Co
Die Linux Foundation, IBM, Oracle
Bitfury Group
EinschrÀnkungen bei der Umsetzung von AnwendungsfÀllen
Leistung und das Vorhandensein von GebĂŒhren.
Leistung und das Vorhandensein von GebĂŒhren. Geeignet fĂŒr Pilotprojekte und PoCs.
Das Vorhandensein von GebĂŒhren und die begrenzte Anzahl von umgesetzten Nutzungsszenarien.
Hyperledger Fabric â nichts schrĂ€nkt ein, wenn man keine hohen Leistungsanforderungen erwartet.
Exonum schrĂ€nkt den BFT-Konsens und die hohen EintrittshĂŒrden ein, da zur Implementierung von Smart Contracts diese in den Quellcode eingebettet werden mĂŒssen.
Fazit
Derzeit wird die Verwendung einer neuen Technologie oft als Lösung fĂŒr ein Problem dargestellt. Daher ist es zunĂ€chst wichtig zu ĂŒberprĂŒfen, ob in diesem speziellen Fall tatsĂ€chlich Blockchain erforderlich ist. Dazu mĂŒssen Fragen beantwortet werden, ob die gesamte aufgezĂ€hlte FunktionalitĂ€t benötigt wird?
- Kryptographie
- UnverÀnderlichkeit und VollstÀndigkeit der Datenhistorie
- DezentralitÀt
- Dezentralisierung
- Tokenisierung
- Smart Contracts
Falls nicht alle aufgezĂ€hlten Eigenschaften benötigt werden, ist es möglicherweise effizienter, Technologien zu verwenden, die sich von der Blockchain unterscheiden. Wenn dennoch beschlossen wird, Blockchain zu verwenden, mĂŒssen die Besonderheiten der Blockchain beachtet werden, die aufgrund ihrer Natur nicht verĂ€ndert werden können:
- Verschiedene Blockchains haben unterschiedliche technische Eigenschaften und EinschrÀnkungen, daher sollte je nach Anwendungsfall die entsprechende Blockchain gewÀhlt werden.
- Je nach Konsens unterscheidet sich die Leistung der Blockchain um GröĂenordnungen. Und wenn eine bestimmte Blockchain ausgewĂ€hlt wird, wird sie wahrscheinlich nicht âoptimiertâ werden können.
- Lineare Skalierbarkeit ist eine ĂŒbliche Anforderung fĂŒr Informationssysteme. Blockchain kann jedoch schlechter als linear skalieren.
- Die Daten, die gespeichert werden mĂŒssen, können eine Struktur aufweisen, die die Effizienz der Anwendung von Blockchain beeintrĂ€chtigt.
- In privaten Blockchains muss die Sicherheit mindestens so hoch sein wie in den verwendeten Unternehmens-IT-Systemen.
Aufgrund dieser EinschrÀnkungen wird Blockchain derzeit hauptsÀchlich in einfachsten AnwendungsfÀllen eingesetzt, in denen die Beseitigung von MittelsmÀnnern erforderlich ist oder die AuthentizitÀt und UnverÀnderlichkeit der Daten unter Teilnehmern, die nicht unter einer einheitlichen Kontrolle stehen, sichergestellt werden muss.
Im nÀchsten Abschnitt werden wir die Blockchain in der Cloud aufbauen und sehen, wie alles funktioniert.
Das ist erst der Anfang!
Quelle: habr.com
