Quatre cas d'utilisation authentiques de la blockchain

Où les registres partagés ajoutent une valeur réelle à l'informatique d'entreprise

Près d'un an après la première sortie MultiChain, nous avons beaucoup appris sur la façon dont les blockchains, dans un sens privé et non crypto-monnaie, peuvent et ne peuvent pas être appliquées à des problèmes du monde réel. Permettez-moi de partager ce que nous savons jusqu'à présent.

Pour commencer, la première idée avec laquelle nous (et beaucoup d'autres) avons commencé, semble être fausse. Cette idée, directement inspirée du bitcoin, était que les chaînes de blocs privées (ou «registres partagés») pouvaient être utilisées pour régler directement la majorité des transactions de paiement et d'échange dans le secteur financier, en utilisant des jetons en chaîne pour représenter des espèces, des actions, des obligations et plus.

Ceci est parfaitement réalisable au niveau technique, alors quel est le problème? En un mot, confidentialité. Si plusieurs institutions utilisent un registre partagé, chaque institution voit chaque transaction sur ce registre, même si elles ne connaissent pas immédiatement l'identité réelle des parties impliquées. Cela s'avère être un énorme problème, à la fois en termes de réglementation et de réalités commerciales de la concurrence interbancaire. Bien que diverses stratégies soient disponibles ou en cours de développement pour atténuer ce problème, aucune ne peut égaler la simplicité et l'efficacité d'une base de données centralisée gérée par un intermédiaire de confiance, qui conserve un contrôle total sur qui peut voir quoi. Pour l'instant du moins, il semble que les grandes institutions financières préfèrent garder la plupart des transactions cachées dans ces bases de données intermédiaires, malgré les coûts impliqués.

Je fonde cette conclusion non seulement sur notre propre expérience, mais aussi sur la direction prise par plusieurs startups de premier plan dont l'objectif initial était de développer des registres partagés pour les banques. Par exemple, R3CEV et Digital Asset travaillent désormais sur des «langages de description de contrat», en Corde ainsi que DAML respectivement (les exemples précédents incluent MLFi ainsi que Contrats Ricardiens). Ces langages permettent de représenter formellement et sans ambiguïté les conditions d'un contrat financier complexe dans un format lisible par ordinateur, tout en évitant les lacunes du calcul à usage général de style Ethereum. Au lieu de cela, la blockchain ne joue qu'un rôle de soutien, stockant ou notariant les contrats sous forme cryptée et effectuant une détection de base des doublons. L'exécution réelle du contrat n'a pas lieu sur la blockchain - elle est plutôt effectuée uniquement par les contreparties du contrat, avec l'ajout probable d'auditeurs et de régulateurs.

À court terme, c'est probablement le meilleur qui puisse être fait, mais où cela laisse-t-il les ambitions plus larges pour les blockchains autorisées? Y a-t-il d'autres applications pour lesquelles ils peuvent constituer une partie plus importante du puzzle?

Cette question peut être abordée à la fois théoriquement et empiriquement. Théoriquement, en se concentrant sur les principales différences entre les chaînes de blocs et les bases de données traditionnelles, et comment celles-ci informent l'ensemble des cas d'utilisation possibles. Et dans notre cas, empiriquement, en catégorisant les solutions du monde réel construites sur MultiChain aujourd'hui. Sans surprise, que nous nous concentrions sur la théorie ou la pratique, les mêmes classes de cas d'utilisation se présentent:

• Systèmes financiers légers.
• Suivi de provenance.
• Tenue de dossiers interorganisations.
• Agrégation multipartite.

Avant de les expliquer en détail, récapitulons la théorie. Comme je l'ai discuté avant, les deux différences les plus importantes entre les blockchains et les bases de données centralisées peuvent être caractérisées comme suit:

1. Désintermédiation. Les blockchains permettent à plusieurs parties qui ne se font pas totalement confiance de partager en toute sécurité et directement une seule base de données sans avoir besoin d'un intermédiaire de confiance.
2. Confidentialité: Tous les participants à une blockchain voient toutes les transactions en cours. (Même si nous utilisons des adresses pseudonymes et une cryptographie avancée pour masquer certains aspects de ces transactions, une blockchain divulguera toujours plus d'informations qu'une base de données centralisée.)

En d'autres termes, les blockchains sont idéales pour les bases de données partagées dans lesquelles chaque utilisateur est capable de lire tout sauf pas d'utilisateur unique contrôle qui peut écrire quelle. En revanche, dans les bases de données traditionnelles, une seule entité exerce un contrôle sur toutes les opérations de lecture et d'écriture, tandis que les autres utilisateurs sont entièrement soumis aux caprices de cette entité. Pour résumer en une phrase:

Les blockchains représentent un compromis dans lequel la désintermédiation est obtenue au détriment de la confidentialité.

En examinant les quatre types de cas d'utilisation ci-dessous, nous reviendrons à plusieurs reprises sur ce compromis de base, expliquant pourquoi, dans chaque cas, l'avantage de la désintermédiation l'emporte sur le coût d'une confidentialité réduite.

Systèmes financiers légers

Commençons par la classe d'applications blockchain qui sera la plus familière, dans laquelle un groupe d'entités souhaite mettre en place un système financier. Dans ce système, un ou plusieurs actifs rares sont négociés et échangés entre ces entités.

Pour tous un atout pour rester rare, deux problèmes connexes doivent être résolus. Tout d'abord, nous devons nous assurer que la même unité de l'actif ne peut pas être envoyée à plus d'un endroit (une «double dépense»). Deuxièmement, il doit être impossible pour quiconque de créer de nouvelles unités de l'actif sur un coup de tête («falsification»). Toute entité qui pourrait faire l'une ou l'autre de ces choses pourrait voler une valeur illimitée au système.

Les jetons physiques, tels que les pièces de monnaie métalliques ou le papier imprimé en toute sécurité, constituent une solution courante à ces problèmes. Ces jetons résolvent trivialement le problème de la double dépense, car les règles de la physique empêchent (littéralement) qu'un jeton se trouve à deux endroits en même temps. Le problème de la contrefaçon est résolu en rendant le jeton extrêmement difficile à fabriquer. Pourtant, les jetons physiques souffrent de plusieurs défauts qui peuvent les rendre peu pratiques:

• En tant que purs actifs au porteur, les jetons physiques peuvent être volés sans trace ni recours.
• Ils sont lents et coûteux à déplacer en grand nombre ou sur de longues distances.
• Il est difficile et coûteux de créer des jetons physiques qui ne peuvent pas être falsifiés.

Ces lacunes peuvent être évitées en laissant les jetons physiques derrière et en redéfinissant la propriété des actifs en termes d'un grand livre géré par un intermédiaire de confiance. Dans le passé, ces registres étaient basés sur des registres papier, et aujourd'hui ils ont tendance à fonctionner sur des bases de données régulières. Dans les deux cas, l'intermédiaire procède à un transfert de propriété en modifiant le contenu du grand livre, en réponse à une demande authentifiée. Contrairement au règlement avec des jetons physiques, les transactions douteuses peuvent être annulées rapidement et facilement.

Alors, quel est le problème avec les registres? En un mot, concentration de contrôle. En mettant autant de puissance en un seul endroit, nous créons un défi de sécurité important, à la fois en termes techniques et humains. Si quelqu'un d'extérieur peut pirater la base de données, il peut modifier le registre à volonté, voler les fonds d'autres personnes ou détruire complètement son contenu. Pire encore, quelqu'un à l'intérieur pourrait corrompre le grand livre, et ce type d'attaque est difficile à détecter ou à prouver. En conséquence, partout où nous avons un registre centralisé, nous devons investir beaucoup de temps et d'argent dans des mécanismes pour maintenir l'intégrité de ce registre. Et dans de nombreux cas, nous exigeons une vérification continue à l'aide d'un rapprochement par lots entre le grand livre central et ceux de chacune des parties à la transaction.

Entrez dans la blockchain (ou «grand livre partagé»). Cela offre les avantages des registres sans souffrir du problème de concentration. Au lieu de cela, chaque entité exécute un «nœud» contenant une copie du grand livre et conserve un contrôle total sur ses propres actifs, qui sont protégés par des clés privées. Les transactions se propagent entre les nœuds de manière peer-to-peer, la blockchain garantissant le maintien du consensus. Cette architecture ne laisse aucun point d'attaque central par lequel un pirate informatique ou un initié pourrait corrompre le contenu du registre. En conséquence, un système financier numérique peut être déployé plus rapidement et à moindre coût, avec l'avantage supplémentaire d'un rapprochement automatique en temps réel.

Alors quel est l'inconvénient? Comme discuté précédemment, tous les participants d'un grand livre partagé voient toutes les transactions en cours, ce qui le rend inutilisable dans les situations où la confidentialité est requise. Au lieu de cela, les blockchains conviennent à ce que j'appelle léger les systèmes financiers, à savoir ceux dans lesquels les enjeux économiques ou le nombre d'acteurs sont relativement faibles. Dans ces cas, la confidentialité a tendance à être moins un problème - même si les participants prêtent une attention particulière à ce que font les autres, ils n'apprendront pas beaucoup de valeur. Et c'est précisément car les enjeux sont faibles et nous préférons éviter les tracas et les coûts de mise en place d'un intermédiaire.

Quelques exemples évidents de systèmes financiers légers incluent: le financement participatif, les cartes-cadeaux, les points de fidélité et les devises locales - en particulier dans les cas où les actifs sont remboursables à plusieurs endroits. Mais nous constatons également des cas d'utilisation dans le secteur financier traditionnel, comme le trading peer-to-peer entre des gestionnaires d'actifs qui ne sont pas en concurrence directe. Les blockchains sont même testées interne les systèmes comptables, dans les grandes organisations où chaque département ou site doit garder le contrôle de ses fonds. Dans tous ces cas, le moindre coût et frottement des blockchains offre un avantage immédiat, tandis que la perte de confidentialité n'est pas un problème.

Suivi de la provenance

Voici un deuxième cas d'utilisation que nous entendons à plusieurs reprises de la part des utilisateurs de MultiChain: suivre l'origine et le mouvement d'articles de grande valeur à travers une chaîne d'approvisionnement, tels que les produits de luxe, les produits pharmaceutiques, les cosmétiques et l'électronique. Et également, les éléments essentiels de la documentation tels que les connaissements ou les lettres de crédit. Dans les chaînes d'approvisionnement qui s'étendent sur le temps et la distance, tous ces articles souffrent de contrefaçon et de vol.

Le problème peut être résolu à l'aide de chaînes de blocs de la manière suivante: lorsque l'élément de valeur élevée est créé, un jeton numérique correspondant est émis par une entité de confiance, qui agit pour authentifier son point d'origine. Ensuite, chaque fois que l'élément physique change de mains, le jeton numérique est déplacé en parallèle, de sorte que la chaîne de possession réelle est reflétée avec précision par une chaîne de transactions sur la blockchain.

Si vous le souhaitez, le jeton agit comme un «certificat d'authenticité» virtuel, qui est beaucoup plus difficile à voler ou à falsifier qu'un morceau de papier. À la réception du jeton numérique, le destinataire final de l'article physique, qu'il s'agisse d'une banque, d'un distributeur, d'un détaillant ou d'un client, peut vérifier la chaîne de possession jusqu'au point d'origine. En effet, dans le cas de documents tels que les connaissements, nous pouvons supprimer complètement l'article physique.

Bien que tout cela ait du sens, le lecteur astucieux remarquera qu'une base de données régulière, gérée (disons) par le fabricant d'un article, peut accomplir la même tâche. Cette base de données stockerait un enregistrement du propriétaire actuel de chaque article, accepterait les transactions signées représentant chaque changement de propriétaire et répondrait aux demandes entrantes concernant l'état actuel des choses.

Alors pourquoi utiliser une blockchain à la place? La réponse est que, pour ce type d'application, la confiance distribuée présente un avantage. Peu importe où se trouve une base de données centralisée, il y aura des gens à cet endroit qui ont la capacité (et peuvent être soudoyés) de corrompre son contenu, en marquant les articles falsifiés ou volés comme légitimes. En revanche, si la provenance est suivie sur une blockchain appartenant collectivement aux participants d'une chaîne d'approvisionnement, aucune entité individuelle ou petit groupe d'entités ne peut corrompre la chaîne de traçabilité, et les utilisateurs finaux peuvent avoir plus confiance dans les réponses qu'ils reçoivent. En prime, différents jetons (par exemple pour certaines marchandises et le connaissement correspondant) peuvent être échangés en toute sécurité et directement, avec un échange bidirectionnel garantie au niveau le plus bas de la blockchain.

Qu'en est-il du problème de la confidentialité? La pertinence des chaînes de blocs pour la provenance de la chaîne d'approvisionnement est un résultat heureux du modèle simple de transactions de cette application. Contrairement aux marchés financiers, la plupart des jetons se déplacent dans une seule direction, de l'origine au point final, sans être échangés à plusieurs reprises entre les participants de la blockchain. Si les concurrents effectuent rarement des transactions entre eux (par exemple, fabricant de jouets en fabricant de jouets ou détaillant en détaillant), ils ne peuvent pas apprendre les «adresses» de la chaîne de blocs des autres et les connecter à des identités réelles. De plus, l'activité peut être facilement divisée en plusieurs registres, chacun représentant un ordre ou un type de bien différent.

Tenue de registres interorganisations

Les deux cas d'utilisation précédents sont basés sur des actifs tokenisés, c'est-à-dire des représentations en chaîne d'un élément de valeur transféré entre les participants. Cependant, il existe un deuxième groupe de cas d'utilisation de la blockchain qui n'est pas lié aux actifs. Au lieu de cela, la chaîne agit comme un mécanisme d'enregistrement et de notarisation collectivement tous type de données, dont la signification peut être financière ou autre.

Un tel exemple est une piste d'audit des communications critiques entre deux ou plusieurs organisations, par exemple dans les secteurs de la santé ou du droit. Aucune organisation individuelle du groupe ne peut faire confiance à la maintenance de ces archives d'enregistrements, car des informations falsifiées ou supprimées endommageraient considérablement les autres. Néanmoins, il est essentiel que tous s'entendent sur le contenu des archives, afin d'éviter les conflits.

Pour résoudre ce problème, nous avons besoin d'une base de données partagée dans laquelle tous les enregistrements sont écrits, chaque enregistrement étant accompagné d'un horodatage et d'une preuve d'origine. La solution standard serait de créer un intermédiaire de confiance, dont le rôle est de collecter et de stocker les enregistrements de manière centralisée. Mais les blockchains offrent une approche différente, donnant aux organisations un moyen de gérer conjointement ces archives, tout en empêchant les participants individuels (ou de petits groupes de ceux-ci) de les corrompre.

L'une des conversations les plus enrichissantes que j'ai eues ces deux dernières années a été avec Michael Mainelli of Z / Yen. Depuis 20 ans, son entreprise construit des systèmes dans lesquels plusieurs entités gèrent collectivement une piste d'audit numérique partagée, en utilisant l'horodatage, les signatures numériques et un schéma de consensus à tour de rôle. En expliquant les détails techniques de ces systèmes, il est devenu clair qu'il s'agissait de blockchains autorisées à tous égards. En d'autres termes, il n'y a rien de nouveau à utiliser une blockchain pour la tenue de registres interorganisationnelle - c'est juste que le monde a enfin pris conscience de cette possibilité.

En ce qui concerne les données réelles stockées sur la blockchain, il existe trois options populaires:

• Données non cryptées. Ceci peut être lu par chaque participant de la blockchain, offrant une transparence collective totale et une résolution immédiate en cas de litige.
• Données cryptées. Cela ne peut être lu que par les participants disposant de la clé de déchiffrement appropriée. En cas de litige, n'importe qui peut révéler cette clé à une autorité de confiance telle qu'un tribunal et utiliser la blockchain pour prouver que les données originales ont été ajoutées par une certaine partie à un moment donné.
• Données hachées. UNE "hachage»Agit comme une empreinte digitale numérique compacte, représentant un engagement envers une donnée particulière tout en gardant ces données cachées. Compte tenu de certaines données, n'importe quelle partie peut facilement confirmer si elle correspond à un hachage donné, mais en déduisant des données de son hachage est impossible en calcul. Seul le hachage est placé sur la blockchain, les données originales étant stockées hors chaîne par les parties intéressées, qui peuvent les révéler en cas de litige.

Comme mentionné précédemment, le produit Corda de R3CEV a adopté cette troisième approche, stockage des hachages sur une blockchain pour notariser les contrats entre contreparties, sans révéler leur contenu. Cette méthode peut être utilisée à la fois pour les descriptions de contrat lisibles par ordinateur, ainsi que pour les fichiers PDF contenant de la documentation papier.

Naturellement, la confidentialité n'est pas un problème pour la tenue de dossiers inter-organisationnels, car le but est de créer une archive partagée que tous les participants peuvent voir (même si certaines données sont cryptées ou hachées). En effet, dans certains cas, une blockchain peut aider à gérer l'accès aux données confidentielles hors chaîne, en fournissant un enregistrement immuable des demandes d'accès signées numériquement. Quoi qu'il en soit, l'avantage direct de la désintermédiation est qu'aucune entité supplémentaire ne doit être créée et approuvée pour conserver cet enregistrement.

Agrégation multipartite

Techniquement parlant, cette dernière classe d'utilisation est similaire à la précédente, dans la mesure où plusieurs parties écrivent des données dans un enregistrement géré collectivement. Cependant, dans ce cas, la motivation est différente: surmonter la difficulté infrastructurelle de combiner des informations provenant d'un grand nombre de sources distinctes.

Imaginez deux banques avec des bases de données internes de vérification de l'identité des clients. À un moment donné, ils remarquent qu'ils partagent beaucoup de clients, ils concluent donc un accord de partage réciproque dans lequel ils échangent des données de vérification pour éviter le travail en double. Techniquement, l'accord est mis en œuvre en utilisant la norme réplication des données maître-esclave, dans lequel chaque banque conserve une copie en lecture seule en direct de la base de données de l'autre, et exécute des requêtes en parallèle sur sa propre base de données et la réplique. Jusqu'ici tout va bien.

Imaginez maintenant que ces deux banques en invitent trois autres à participer à ce cercle de partage. Chacune des 5 banques gère sa propre base de données principale, ainsi que 4 répliques en lecture seule des autres. Avec 5 maîtres et 20 répliques, nous avons 25 instances de base de données au total. Bien que faisable, cela consomme beaucoup de temps et de ressources dans le service informatique de chaque banque.

Avance rapide au point où 20 banques partagent des informations de cette manière, et nous examinons 400 instances de base de données au total. Pour 100 banques, nous atteignons 10,000 XNUMX instances. En général, si chaque partie partage des informations avec une autre, le nombre total d'instances de base de données augmente avec le carré du nombre de participants. À un moment donné de ce processus, le système est voué à l'échec.

Alors quelle est la solution? Une option évidente est que toutes les banques soumettent leurs données à un intermédiaire de confiance, dont le travail consiste à regrouper ces données dans une seule base de données principale. Chaque banque peut alors interroger cette base de données à distance ou exécuter une réplique locale en lecture seule dans ses quatre murs. Bien qu'il n'y ait rien de mal à cette approche, les blockchains offrent une alternative moins chère, dans laquelle la base de données partagée est gérée directement par les banques qui l'utilisent. Les blockchains apportent également l'avantage supplémentaire de redondance ainsi que basculement pour le système dans son ensemble.

Il est important de préciser qu'une blockchain n'agit pas uniquement comme une base de données distribuée comme Cassandra or RepenserDB. Contrairement à ces systèmes, chaque nœud de la chaîne de blocs applique un ensemble de règles qui empêchent un participant de modifier ou de supprimer les données ajoutées par un autre. En effet, il semble toujours y avoir une certaine confusion à ce sujet - une plate-forme de blockchain récemment publiée peut être rompue par un seul nœud qui se comporte mal. Dans tous les cas, une bonne plate-forme facilitera également la gestion de réseaux avec des milliers de nœuds, rejoignant et quittant à volonté, si les autorisations appropriées sont accordées.

Bien que je sois un peu sceptique quant à la connexion souvent citée entre les chaînes de blocs et Internet des Objets (IoT), Je pense que c'est peut-être là que réside une telle synergie. Bien sûr, chaque «chose» serait trop petite pour stocker localement une copie complète de la blockchain. Au contraire, il transmettrait des transactions portant des données à un réseau distribué de nœuds de blockchain, qui les rassembleraient pour une récupération et une analyse plus poussées.

Conclusion: les blockchains en finance

J'ai commencé cette pièce en questionnant le cas d'utilisation initial envisagé pour les blockchains dans le secteur financier, à savoir le règlement en masse des transactions de paiement et d'échange. Bien que je pense que cette conclusion devient la sagesse courante (avec un exception notable), cela ne signifie pas que les blockchains n'ont pas d'autres applications dans ce secteur. En fait, pour chacune des quatre classes de cas d'utilisation décrites ci-dessus, nous voyons des applications claires pour les banques et autres institutions financières. Il s'agit respectivement des petits cercles commerciaux, de la provenance du financement du commerce, de la notarisation des contrats bilatéraux et de l'agrégation des données AML / KYC.

La clé pour comprendre est que, sur le plan architectural, nos quatre classes de cas d'utilisation ne sont pas groupe de neurones pour financer, et sont également pertinents pour d'autres secteurs tels que l'assurance, la santé, la distribution, la fabrication et l'informatique. En effet, les blockchains privées devraient être envisagées pour toute situation dans laquelle deux organisations ou plus ont besoin d'une vision partagée de la réalité, et cette vision ne provient pas d'une seule source. Dans ces cas, les blockchains offrent une alternative au besoin d'un intermédiaire de confiance, conduisant à des économies importantes de tracas et de coûts.

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Source: https://www.multichain.com/blog/2016/05/four-g Genuine-blockchain-use-cases/