De hele menselijke geschiedenis is een poging om de oude orde van dingen te vernietigen en een nieuwe, uiteraard betere, op te bouwen. (Anonieme auteur)
In het vorige artikel keken we naar de technologieƫn waarop alle blockchains zijn gebaseerd. Het is tijd om te begrijpen welke problemen moderne blockchains kunnen oplossen. Laten we beginnen met een blik op de analyse van de huidige staat van blockchain en de vooruitzichten voor de toekomst. Als technische specialist bewonder ik het bedrijf Gartner met zijn talrijke technologie volwassenheidscycli (Hype Cycles). De grafiek toont de volwassenheidscyclus van blockchain in het bedrijfsleven aan het einde van 2018. Welke conclusies kunnen we trekken?
Analyse van Gartner
- Uit de grafiek blijkt dat veel moderne industrieƫn proberen blockchain toe te passen om hun productieproblemen op te lossen, en elk jaar komen er nieuwe industrieƫn bij die blockchain gaan onderzoeken.
- Tegelijkertijd is er nog geen enkele industrie die het productiviteitsplatou heeft bereikt, laat staan dat ze zelfs maar aan de helling van verlichting zijn.
- Natuurlijk zullen niet alle industrieƫn die momenteel op weg zijn naar de piek van verwachtingen, het productiviteitsplatou bereiken, maar gezien de omvang van de beweging zullen we over 5-10 jaar getuige zijn van alomtegenwoordig gebruik van een aantal cases.
- Maar waar is Bitcoin, mining en Ć¼berhaupt cryptocurrency, vraagt u zich misschien af? Deze technologieĆ«n brengen toch aanzienlijke winst? Ze stonden in de grafieken van voorgaande jaren, maar dit jaar hebben ze het productiviteitsplatou al verlaten in de gebruikelijke 10 jaar.
De volgende grafiek toont de volwassenheid van blockchain-technologieƫn:
Wat kunnen we over deze grafiek zeggen?
- De meeste moderne blockchain-technologieƫn bevinden zich ook op de hype-golf. Maar niet omdat dit nieuwe technologieƫn zijn, maar omdat industrieƫn ze onderzoeken op toepasbaarheid voor hun datastructuren, verwerkingsvolume en -snelheid, en zoeken naar mogelijkheden om met behulp van blockchain-technologie de efficiƫntie te verhogen en kosten te verlagen.
- De interesse in cryptocurrency-mining, klassiek blockchain en in het algemeen de technologie van gedistribueerde grootboeken begint af te nemen.
Laten we nu eens kijken naar de gevallen waarin de industrie probeert blockchain toe te passen. Gartner voerde eind 2018 een onderzoek uit en presenteerde de resultaten in de vorm van een matrix, waarin de gevallen horizontaal en de industrieƫn verticaal zijn opgesomd, en de cirkels op de kruispunten tonen hoe gewild een bepaald geval in een specifieke industrie is:
Welke conclusies kunnen we uit deze tabel trekken?
- De meeste projecten gebruiken blockchain voor het vastleggen, verspreiden en delen van gegevens (Shared Record Keeping en Internal Record Keeping).
- Een aanzienlijk deel van de projecten maakt gebruik van blockchain om de beweging van waarde of de verandering van eigenaren te volgen (Asset Tracking).
- Identificatie (Identity Management) is langzaam, maar nodig in vrijwel alle industrieƫn.
- Op dit moment is tokenisatie (Digital Tokens) niet erg gewild en, wat verrassend is, hetzelfde kan gezegd worden over smart contracts (Smart Contracts).
Algemene blockchain-schemas
Wanneer blockchain wordt getekend in relatie tot een bepaalde industrie, zijn alle schema's in principe hetzelfde: er is een blockchain-netwerk waarin deelnemers informatie vastleggen en lezen met behulp van een Dapp (decentralized application). Het enige verschil zit in de details, bijvoorbeeld dat niet alleen mensen, maar ook IoT-apparaten (Internet of Things) informatie in de blockchain kunnen vastleggen. Laten we het algemene schema bekijken aan de hand van een voorbeeld met IoT, aangezien dit een van de meest besproken toepassingen van blockchain is. We zullen IoT-apparaten uitrusten met een SIM-kaart voor het verzenden van gegevens, gebruik makend van het mobiele netwerk van de provider, of beter nog, eSIM, zodat verschillende mobiele netwerken gebruikt kunnen worden. Het mobiele netwerk zal uiteraard 5G zijn, aangezien de bediening van IoT-apparaten een van de belangrijkste toepassingen van het 5G-netwerk is. GPS/GLONASS-modules kunnen de locatie volgen. Voor de volledige werking van smart contracts is informatie uit externe bronnen noodzakelijk, zoals actuele aandelen- of valutakoersen. Hiervoor worden zogenaamde blockchain-orakels gebruikt. De laatste schakel is een kunstmatige intelligentiemodule voor data-analyse. , dat AI-algoritmen (Artificial Intelligence) efficiƫnt zullen werken met gegevens uit de blockchain, aangezien deze volledig, consistent en chronologisch gesorteerd zijn.
Op deze manier hebben we een samenvattend schema van blockchainprojecten gekregen. Nu kunnen we er elke titel aan toevoegen en het schema geschikt maken voor verschillende industrieƫn. Bijvoorbeeld, "Het volgen van de beweging van tankwagens voor de olie-industrie" of "Productie van onderdelen voor de auto-industrie" of "Levering van boerderijvlees aan detailhandels".
Blockchain + IoT + 5G + GPS + AI
Laten we overgaan naar specifieke casussen.
Analyse van casussen
Laten we casussen voor de genoemde industrieĆ«n selecteren en denken aan welke blockchains ze kunnen worden geĆÆmplementeerd. Het blijkt dat we niets hoeven te zoeken, omdat er een actuele "" is met voorbeelden en links. Deze bevat casussen over het gebruik van blockchain in de volgende industrieĆ«n:
- automobielindustrie
- overheidssector
- extractieve sector
- gezondheidszorg
- cultuur en kunst
- vastgoed
- productie
- detailhandel
- landbouw
- telecom
- transport
- financiƫle sector
- energiesector
- auteursrechtregistratie
Conclusies uit de analyse van de set casussen
- Natuurlijk past blockchain goed in fintech, aangezien transacties en de eigendomsoverdracht van waarde de basis vormen van de financiƫle systemen.
- Blockchain is logisch toe te passen in casussen waar 'leveringsketens' zijn, bijvoorbeeld het vervoer van containers. Een container vertegenwoordigt een waarde die van de ene transportmaatschappij naar de andere wordt overgedragen. Of bijvoorbeeld de etikettering van voedselproducten en het volgen van de hele leveringsketen van producten van boerderij tot detailhandel. In dit geval kan de koper zich ervan vergewissen dat het product door een specifieke producent onder specifieke voorwaarden is gemaakt. Momenteel kan men dergelijke informatie op etiketten alleen op basis van vertrouwen aannemen.
- Huidige casus over identificatie van mensen IAM (Identity and Access Management) en de opslag van persoonlijke gegevens. Met de komst van blockchain is er een oplossing ontstaan die gebaseerd is op de opslag van persoonlijke gegevens in een gedistribueerd register. Met behulp van het Zero Knowledge Proof-protocol kan een persoon zelf bepalen welke gegevens aan wie worden verstrekt. Een klassiek voorbeeld hiervan is de bevestiging dat een burger 18 jaar oud is. Momenteel wordt hiervoor een paspoort of rijbewijs gebruikt, waarin gegevens zijn opgenomen die niet relevant zijn voor de controle zelf, zoals de woonplaats. Door blockchain te gebruiken, kan worden gecontroleerd of iemand 18 jaar oud is zonder andere informatie vrij te geven.
- In dezelfde lijn ligt de casus van het vastleggen van medische gegevens van patiƫnten in de blockchain, zodat deze tussen instellingen kunnen worden overgedragen zonder de vertrouwelijkheid te schenden. Dit is een gemeenschappelijk kenmerk van veel casussen, waar aan de ene kant identificatie van mensen en de mogelijkheid tot ongehinderde verspreiding van informatie nodig zijn, terwijl aan de andere kant bescherming (versleuteling) van persoonlijke en privƩgegevens noodzakelijk is.
Blockchain en de staat
In veel landen bestaan er overheidsprogramma's voor de ontwikkeling van blockchain. Ook in Rusland is er waarbij blockchain (gedistribueerd register) wordt beschouwd als een van de ontwikkelingsrichtingen. Voor de staat is de ontwikkeling van blockchain relevant in de volgende gebieden:
- Het creƫren van registers van eigendomstransacties, bijvoorbeeld met onroerend goed;
- Het creƫren van registers voor het vastleggen van burgerlijke staatshandelingen, bijvoorbeeld voor de registratie van geboorten, huwelijken en scheidingen;
- Het vastleggen van de resultaten van verkiezingen en stemmingen in de blockchain.
Blockchain en Telecom
De casussen die in de telecomsector zijn gerealiseerd, zullen invloed hebben op de meeste mensen. is het voor telecomoperators het meest relevant om blockchain toe te passen voor het oplossen van de volgende taken:
- Operators kunnen de tussenpersonen (clearingcentra) bij het aanbieden van roaming elimineren en rechtstreeks betalingen tussen elkaar uitvoeren.
- Identificatie van mensen en IoT-apparaten.
- Automatische telling van overtredingen van service level agreements (SLA) op basis van een smart contract en uitbetaling van vergoedingen.
- Het bijhouden van een gedistribueerde database van gestolen telefoons.
- Het beheren van gedistribueerde databases voor MNP (Mobile Number Portability) en het elimineren van de tussenpersoon in de vorm van een gecentraliseerde database.
Blockchain-analyse
Om te systematiseren, heb ik geprobeerd een classificatie van blockchains op generaties te vinden. Een algemeen erkende heb ik niet gevonden, maar iedereen is het erover eens dat de eerste generatie Bitcoin is, de tweede Ethereum, en verder hangt alles af van persoonlijke voorkeuren. Ik denk dat de volgende classificatie logisch is:
- Eerste generatie (Bitcoin): ondersteunt alleen de functionaliteit van het overdragen van cryptocurrency van de ene rekening naar de andere.
- In de tweede generatie werden slimme contracten (Ethereum) en multi-valuta-ondersteuning (BitShares) toegevoegd.
- De derde generatie maakt ook transacties mogelijk met digitale activa (assets), implementeert willekeurige bedrijfslogica en stelt de consensusalgoritmen flexibel in. Een voorbeeld van een universele blockchain is Hyperledger Fabric.
Laten we ook vertegenwoordigers van alle generaties beschouwen, vanuit het perspectief van kenmerken die helpen begrijpen welke use cases op de verschillende blockchains kunnen worden geĆÆmplementeerd:
Bitcoin
Ethereum
Bitshares
Hyperledger Fabric
Exonum
Blockchain-generatie
1
2
2
3
3
Website
Prestaties in TPS
7
20-30
10,000
1000
10,000
Is het mogelijk om een privƩ-blockchain te maken
nee
nee
ja
ja
ja
Aantal nodes in het netwerk
Meer dan 10.000
Meer dan 10.000
EfficiĆ«nt 20 ā 30 nodes
Efficiƫntie wordt bepaald door het Apache Kafka-systeem
Efficiƫntie wordt bepaald door de BFT-consensus: 10-20 nodes
Gemiddelde transactiekosten
0.5$
0.1$
minder dan bij Ethereum
nee
nee
Ondersteunde besturingssystemen voor nodes
Windows, Linux, MacOS
Windows, Linux, MacOS, Raspberry Pi
Ubuntu, Windows
Windows, Linux, MacOS
Linux, MacOS
Implementatie van nodes
Handmatig
Handmatig, Docker
Handmatig
Docker, docker-compose
Handmatig, Docker
Consensus
PoW
PoW
DPoS
Stem-systeem, gebruikt Apache Kafka
BFT
Slim contract
Niet in de algemeen aanvaarde zin
Programmeertaal Solidity
Vooraf geĆÆnstalleerd en aantal is beperkt. Toevoegen in C++
Programmeringstalen Go, JS
Rust
Programmeer taal waarop de blockchain is geschreven
C++
C++
C++
Go
Rust
DB voor het opslaan van blockchain-gegevens
LevelDB
LevelDB
LevelDB
goleveldb ā LevelDB in Go
RocksDB
Ontwikkeling en ondersteuning
Satoshi Nakamoto & Co
Vitalik Buterin & Co
Dan Larimer & Co
The Linux Foundation, IBM, Oracle
Bitfury Group
Beperkingen bij het implementeren van use cases
Prestaties en aanwezigheid van commissie.
Prestaties en aanwezigheid van commissie. Geschikt voor pilots en PoC's.
Aanwezigheid van commissie en beperkt aantal geĆÆmplementeerde gebruiksscenario's.
Hyperledger Fabric ā er zijn geen beperkingen, tenzij hoge prestatiekenmerken worden verwacht.
Exonum beperkt de BFT-consensus en heeft een hoge instapdrempel, omdat smart contracts in de broncode moeten worden ingebed.
Conclusie
Tegenwoordig wordt het gebruik van een nieuwe technologie vaak gepresenteerd als de oplossing voor een probleem. Daarom is het eerst nodig om te verzekeren dat blockchain in dit specifieke geval echt noodzakelijk is. Beantwoord hiervoor de vraag of alle genoemde functionaliteiten nodig zijn?
- Cryptografie
- Onveranderlijkheid en volledigheid van de gegevenshistorie
- Decentralisatie
- Tokenisatie
- Smart contracts
- Als niet alle genoemde kenmerken nodig zijn, kan het mogelijk efficiƫnter zijn om andere technologieƫn dan blockchain toe te passen. Als besloten wordt om blockchain toch te gebruiken, moet men zich bewust zijn van de kenmerken van blockchain die, vanwege zijn aard, niet kunnen worden veranderd:
Verschillende blockchains hebben verschillende technische specificaties en beperkingen, dus afhankelijk van de use case moet de juiste blockchain worden gekozen.
- Afhankelijk van de consensus verschilt de prestatie van blockchain aanzienlijk. En als een bepaalde blockchain is gekozen, zal deze waarschijnlijk niet "geoptimaliseerd" kunnen worden.
- Lineaire schaalbaarheid is een gebruikelijke vereiste voor informatiesystemen. Blockchain kan echter slechter schalen dan lineair.
- Gegevens die moeten worden opgeslagen, kunnen een structuur hebben die de effectiviteit van blockchain vermindert.
- In private blockchains moet de beveiliging minstens zo goed zijn als in de gebruikte bedrijfssystemen.
- Vanwege deze beperkingen wordt blockchain momenteel voornamelijk gebruikt in de eenvoudigste use cases, waar het nodig is om tussenpersonen te elimineren of waar authenticiteit en onveranderlijkheid van gegevens onder deelnemers die niet onder Ć©Ć©n enkele controle staan, bereikt moeten worden.
In het volgende deel zullen we blockchain in de cloud uitwerken en bekijken hoe alles werkt.
Dit is pas het begin!
De hele geschiedenis van de mensheid is een poging om de oude orde te vernietigen en een nieuwe, uiteraard betere, op te bouwen.
Bron: habr.com
