Quatro casos de uso genuínos de blockchain

Onde livros-razão compartilhados agregam valor real à TI corporativa

Quase um ano após o primeiro lançamento MultiChain, aprendemos muito sobre como os blockchains, em um sentido privado e não criptomoeda, podem e não podem ser aplicados a problemas do mundo real. Permita-me compartilhar o que sabemos até agora.

Para começar, a primeira ideia com a qual nós (e muitos outros) começamos parece estar errada. Esta ideia, inspirada diretamente pelo bitcoin, era que blockchains privados (ou "livros compartilhados") poderiam ser usados ​​para liquidar diretamente a maioria das transações de pagamento e câmbio no setor financeiro, usando tokens em cadeia para representar dinheiro, ações, títulos e mais.

Isso é perfeitamente viável em um nível técnico, então qual é o problema? Em um mundo, confidencialidade. Se várias instituições estiverem usando um livro-razão compartilhado, cada instituição verá todas as transações nesse livro-razão, mesmo que não conheçam imediatamente as identidades do mundo real das partes envolvidas. Isso acaba sendo um grande problema, tanto em termos de regulamentação quanto nas realidades comerciais da competição interbancária. Embora várias estratégias estejam disponíveis ou em desenvolvimento para mitigar esse problema, nenhuma pode se comparar à simplicidade e eficiência de um banco de dados centralizado gerenciado por um intermediário confiável, que mantém controle total sobre quem pode ver o quê. Por enquanto, pelo menos, parece que as grandes instituições financeiras preferem manter a maioria das transações escondidas nesses bancos de dados intermediários, apesar dos custos envolvidos.

Baseio essa conclusão não apenas em nossa própria experiência, mas também na direção tomada por várias startups proeminentes, cujo objetivo inicial era desenvolver livros-razão compartilhados para bancos. Por exemplo, tanto R3CEV quanto Digital Asset estão trabalhando agora em "linguagens de descrição de contrato", em Corda e Daml respectivamente (exemplos anteriores incluem MLFi e Contratos Ricardianos) Essas linguagens permitem que as condições de um contrato financeiro complexo sejam representadas formal e inequivocamente em um formato legível por computador, evitando o falhas de computação de propósito geral no estilo Ethereum. Em vez disso, o blockchain desempenha apenas um papel de suporte, armazenando ou autenticando os contratos de forma criptografada e realizando alguma detecção básica de duplicatas. A execução efetiva do contrato não ocorre no blockchain - ao contrário, é realizada apenas pelas contrapartes do contrato, com a provável adição de auditores e reguladores.

No curto prazo, isso é provavelmente o melhor que pode ser feito, mas onde isso deixa as ambições mais amplas para blockchains permitidos? Existem outras aplicações para as quais eles podem formar uma parte mais significativa do quebra-cabeça?

Essa questão pode ser abordada tanto teórica quanto empiricamente. Teoricamente, focalizando as principais diferenças entre blockchains e bancos de dados tradicionais e como eles informam o conjunto de possíveis casos de uso. E, em nosso caso, empiricamente, categorizando as soluções do mundo real que estão sendo construídas no MultiChain hoje. Não é de surpreender que, quer nos concentremos na teoria ou na prática, surgem as mesmas classes de caso de uso:

• Sistemas financeiros leves.
• Rastreamento de proveniência.
• Manutenção de registros interorganizacionais.
• Agregação multipartidária.

Antes de explicar isso em detalhes, vamos recapitular a teoria. Como eu tenho discutido antes, as duas diferenças mais importantes entre blockchains e bancos de dados centralizados podem ser caracterizadas da seguinte forma:

1. Desintermediação. Os blockchains permitem que várias partes que não confiam totalmente umas nas outras compartilhem de forma segura e direta um único banco de dados sem a necessidade de um intermediário confiável.
2. Confidencialidade: Todos os participantes em um blockchain veem todas as transações ocorrendo. (Mesmo se usarmos endereços de pseudônimos e criptografia avançada para ocultar alguns aspectos dessas transações, um blockchain sempre vazará mais informações do que um banco de dados centralizado.)

Em outras palavras, blockchains são ideais para bancos de dados compartilhados nos quais cada usuário é capaz de ler Tudo mas nenhum usuário único controla quem pode escrever o que. Por outro lado, em bancos de dados tradicionais, uma única entidade exerce controle sobre todas as operações de leitura e gravação, enquanto outros usuários estão inteiramente sujeitos aos caprichos dessa entidade. Para resumir em uma frase:

Blockchains representam um trade-off no qual a desintermediação é obtida à custa da confidencialidade.

Ao examinar os quatro tipos de caso de uso a seguir, voltaremos repetidamente a essa questão central, explicando por que, em cada caso, o benefício da desintermediação supera o custo da redução da confidencialidade.

Sistemas financeiros leves

Vamos começar com a classe de aplicativos blockchain que será mais familiar, na qual um grupo de entidades deseja configurar um sistema financeiro. Dentro deste sistema, um ou mais ativos escassos são transacionados e trocados entre essas entidades.

Para que qualquer ativo para permanecer escasso, dois problemas relacionados devem ser resolvidos. Em primeiro lugar, devemos garantir que a mesma unidade do ativo não pode ser enviada para mais de um lugar (um “gasto duplo”). Em segundo lugar, deve ser impossível para qualquer pessoa criar novas unidades do ativo por capricho (“falsificação”). Qualquer entidade que pudesse fazer qualquer uma dessas coisas poderia roubar valor ilimitado do sistema.

Uma solução comum para esses problemas são tokens físicos, como moedas de metal ou papel impresso com segurança. Esses tokens resolvem trivialmente o problema do gasto duplo, porque as regras da física (literalmente) impedem que um token esteja em dois lugares ao mesmo tempo. O problema da falsificação é resolvido tornando o token extremamente difícil de fabricar. Ainda assim, os tokens físicos sofrem de várias deficiências que podem torná-los impraticáveis:

• Como ativos de portador puros, os tokens físicos podem ser roubados sem rastros ou recurso.
• Eles são lentos e caros para se mover em grandes números ou por longas distâncias.
• É complicado e caro criar tokens físicos que não podem ser falsificados.

Essas deficiências podem ser evitadas deixando para trás os tokens físicos e redefinindo a propriedade do ativo em termos de um livro-razão gerenciado por um intermediário confiável. No passado, esses livros-razão eram baseados em registros em papel e hoje tendem a ser executados em bancos de dados regulares. De qualquer forma, o intermediário efetua uma transferência de propriedade modificando o conteúdo do livro-razão, em resposta a uma solicitação autenticada. Ao contrário da liquidação com tokens físicos, as transações questionáveis ​​podem ser revertidas de forma rápida e fácil.

Qual é o problema dos livros-razão? Em poucas palavras, concentração de controle. Ao colocar tanto poder em um só lugar, criamos um desafio de segurança significativo, tanto em termos técnicos quanto humanos. Se alguém externo puder invadir o banco de dados, poderá alterar o livro-razão à vontade, roubando fundos de terceiros ou destruindo seu conteúdo completamente. Pior ainda, alguém dentro pode corromper o livro-razão e esse tipo de ataque é difícil de detectar ou provar. Como resultado, onde quer que tenhamos um livro-razão centralizado, devemos investir tempo e dinheiro significativos em mecanismos para manter a integridade desse livro-razão. E, em muitos casos, exigimos verificação contínua usando reconciliação baseada em lote entre o razão central e os de cada uma das partes da transação.

Digite o blockchain (ou “razão compartilhada”). Isso fornece os benefícios de livros sem sofrer o problema de concentração. Em vez disso, cada entidade executa um “nó” que mantém uma cópia do razão e mantém controle total sobre seus próprios ativos, que são protegidos por chaves privadas. As transações se propagam entre os nós de forma ponto a ponto, com o blockchain garantindo que o consenso seja mantido. Essa arquitetura não deixa nenhum ponto de ataque central através do qual um hacker ou insider possa corromper o conteúdo do livro-razão. Como resultado, um sistema financeiro digital pode ser implantado de forma mais rápida e econômica, com o benefício adicional de reconciliação automática em tempo real.

Qual é a desvantagem? Conforme discutido anteriormente, todos os participantes em um livro razão compartilhado veem todas as transações ocorrendo, tornando-o inutilizável em situações em que a confidencialidade é necessária. Em vez disso, blockchains são adequados para o que chamo leve sistemas financeiros, nomeadamente aqueles em que a participação económica ou o número de participantes é relativamente baixo. Nesses casos, a confidencialidade tende a ser menos problemática - mesmo que os participantes prestem muita atenção ao que cada um está fazendo, eles não aprenderão muito. E é precisamente Porque as apostas são baixas e preferimos evitar o incômodo e o custo de configurar um intermediário.

Alguns exemplos óbvios de sistemas financeiros leves incluem: crowdfunding, vales-presente, pontos de fidelidade e moedas locais - especialmente nos casos em que os ativos podem ser resgatados em mais de um lugar. Mas também estamos vendo casos de uso no setor financeiro convencional, como a negociação ponto a ponto entre gestores de ativos que não estão em concorrência direta. Blockchains estão até sendo testados como interno sistemas de contabilidade, em grandes organizações onde cada departamento ou local deve manter o controle de seus fundos. Em todos esses casos, o custo mais baixo e a fricção das cadeias de bloqueio fornecem um benefício imediato, enquanto a perda de confidencialidade não é uma preocupação.

Rastreamento de proveniência

Aqui está uma segunda classe de caso de uso que ouvimos repetidamente dos usuários do MultiChain: rastrear a origem e o movimento de itens de alto valor em uma cadeia de suprimentos, como produtos de luxo, produtos farmacêuticos, cosméticos e eletrônicos. E, da mesma forma, itens essenciais de documentação, como conhecimentos de embarque ou cartas de crédito. Em cadeias de suprimentos que se estendem no tempo e na distância, todos esses itens são falsificados e roubados.

O problema pode ser resolvido usando blockchains da seguinte maneira: quando o item de alto valor é criado, um token digital correspondente é emitido por uma entidade confiável, que atua para autenticar seu ponto de origem. Então, toda vez que o item físico muda de mãos, o token digital é movido em paralelo, de modo que a cadeia de custódia do mundo real seja precisamente espelhada por uma cadeia de transações no blockchain.

Se quiser, o token está agindo como um “certificado de autenticidade” virtual, que é muito mais difícil de roubar ou falsificar do que um pedaço de papel. Ao receber o token digital, o destinatário final do item físico, seja um banco, distribuidor, varejista ou cliente, pode verificar a cadeia de custódia até o ponto de origem. De fato, no caso de documentação como conhecimento de embarque, podemos dispensar totalmente o item físico.

Embora tudo isso faça sentido, o leitor astuto notará que um banco de dados regular, gerenciado (digamos) pelo fabricante de um item, pode realizar a mesma tarefa. Esse banco de dados armazenaria um registro do proprietário atual de cada item, aceitando transações assinadas representando cada mudança de propriedade e respondendo às solicitações de entrada relacionadas ao estado atual do jogo.

Então, por que usar um blockchain em vez disso? A resposta é que, para esse tipo de aplicativo, há um benefício para a confiança distribuída. Não importa onde um banco de dados centralizado seja mantido, haverá pessoas naquele local que têm a capacidade (e podem ser subornadas) para corromper seu conteúdo, marcando itens falsificados ou roubados como legítimos. Por outro lado, se a procedência for rastreada em um blockchain pertencente coletivamente aos participantes de uma cadeia de suprimentos, nenhuma entidade individual ou pequeno grupo de entidades pode corromper a cadeia de custódia e os usuários finais podem ter mais confiança nas respostas que recebem. Como um bônus, tokens diferentes (digamos, para algumas mercadorias e o conhecimento de embarque correspondente) podem ser trocados com segurança e diretamente, com uma troca bidirecional garantido no nível de blockchain mais baixo.

E quanto ao problema da confidencialidade? A adequação de blockchains para proveniência da cadeia de suprimentos é um resultado feliz do padrão simples de transações deste aplicativo. Em contraste com os mercados financeiros, a maioria dos tokens se move em uma única direção, da origem ao ponto final, sem ser repetidamente trocada entre os participantes da blockchain. Se os concorrentes raramente negociam entre si (por exemplo, fabricante de brinquedos para fabricante de brinquedos, ou varejista para varejista), eles não podem aprender os “endereços” de blockchain uns dos outros e conectá-los às identidades do mundo real. Além disso, a atividade pode ser facilmente dividida em vários livros, cada um representando um pedido ou tipo de mercadoria diferente.

Manutenção de registros interorganizacionais

Ambos os casos de uso anteriores são baseados em ativos tokenizados, ou seja, representações em cadeia de um item de valor transferido entre os participantes. No entanto, há um segundo grupo de casos de uso de blockchain que não está relacionado a ativos. Em vez disso, a rede atua como um mecanismo para registrar coletivamente e autenticar qualquer tipo de dado, cujo significado pode ser financeiro ou outro.

Um exemplo é uma trilha de auditoria de comunicações críticas entre duas ou mais organizações, digamos, nos setores de saúde ou jurídico. Nenhuma organização individual no grupo pode ser confiável para manter este arquivo de registros, porque informações falsificadas ou excluídas danificariam significativamente as outras. No entanto, é vital que todos concordem com o conteúdo do arquivo, a fim de evitar disputas.

Para resolver este problema, precisamos de um banco de dados compartilhado no qual todos os registros são gravados, com cada registro acompanhado por um carimbo de data / hora e uma prova de origem. A solução padrão seria criar um intermediário confiável, cuja função é coletar e armazenar os registros centralmente. Mas os blockchains oferecem uma abordagem diferente, dando às organizações uma maneira de gerenciar esse arquivo em conjunto, enquanto evita que participantes individuais (ou pequenos grupos) o corrompam.

Uma das conversas mais esclarecedoras que tive nos últimos dois anos foi com Michael Mainelli of Z / Yen. Por 20 anos, sua empresa vem construindo sistemas nos quais várias entidades gerenciam coletivamente uma trilha de auditoria digital compartilhada, usando timestamping, assinaturas digitais e um esquema de consenso round robin. Conforme ele explicou os detalhes técnicos desses sistemas, ficou claro que eles são blockchains permitidos em todos os aspectos. Em outras palavras, não há nada de novo no uso de blockchain para manutenção de registros interorganizacionais - é apenas que o mundo finalmente percebeu essa possibilidade.

Em termos de dados reais armazenados no blockchain, existem três opções populares:

• Dados não criptografados. Ele pode ser lido por todos os participantes do blockchain, proporcionando total transparência coletiva e resolução imediata no caso de uma disputa.
• Dados criptografados. Isso só pode ser lido por participantes com a chave de descriptografia apropriada. Em caso de disputa, qualquer pessoa pode revelar essa chave a uma autoridade confiável, como um tribunal, e usar o blockchain para provar que os dados originais foram adicionados por uma determinada parte em um determinado momento.
• Dados hash. UMA "hash”Atua como uma impressão digital compacta, representando um compromisso com uma parte específica dos dados, mantendo-os ocultos. Com alguns dados, qualquer parte pode confirmar facilmente se ele corresponde a um determinado hash, mas inferir dados da seu hash é computacionalmente impossível. Apenas o hash é colocado na blockchain, com os dados originais armazenados fora da cadeia pelas partes interessadas, que podem revelá-los em caso de disputa.

Conforme mencionado anteriormente, o produto Corda da R3CEV adotou esta terceira abordagem, armazenando hashes em um blockchain para autenticar contratos entre as contrapartes, sem revelar seu conteúdo. Este método pode ser usado tanto para descrições de contratos legíveis por computador, quanto para arquivos PDF contendo documentação em papel.

Naturalmente, a confidencialidade não é um problema para a manutenção de registros interorganizacionais, porque todo o propósito é criar um arquivo compartilhado que todos os participantes possam ver (mesmo se alguns dados forem criptografados ou hash). De fato, em alguns casos, um blockchain pode ajudar a gerenciar o acesso a dados confidenciais fora da cadeia, fornecendo um registro imutável de solicitações de acesso assinadas digitalmente. De qualquer forma, o benefício direto da desintermediação é que nenhuma entidade adicional deve ser criada e confiável para manter esse registro.

Agregação multipartidária

Tecnicamente falando, essa classe final de caso de uso é semelhante à anterior, em que várias partes estão gravando dados em um registro gerenciado coletivamente. No entanto, neste caso, a motivação é diferente - superar a dificuldade de infraestrutura de combinar informações de um grande número de fontes separadas.

Imagine dois bancos com bancos de dados internos de verificações de identidade do cliente. Em algum ponto, eles percebem que compartilham muitos clientes, então eles entram em um acordo de compartilhamento recíproco no qual trocam dados de verificação para evitar trabalho duplicado. Tecnicamente, o acordo é implementado usando replicação de dados mestre-escravo, em que cada banco mantém uma cópia ativa somente leitura do banco de dados do outro e executa consultas em paralelo em seu próprio banco de dados e na réplica. Até agora tudo bem.

Agora imagine que esses dois bancos convidem três outros para participar desse círculo de compartilhamento. Cada um dos 5 bancos executa seu próprio banco de dados mestre, junto com 4 réplicas somente leitura dos outros. Com 5 mestres e 20 réplicas, temos 25 instâncias de banco de dados no total. Embora factível, isso consome tempo e recursos perceptíveis no departamento de TI de cada banco.

Avance rapidamente para o ponto em que 20 bancos estão compartilhando informações dessa forma, e estamos olhando para 400 instâncias de banco de dados no total. Para 100 bancos, alcançamos 10,000 instâncias. Em geral, se todas as partes estão compartilhando informações umas com as outras, o número total de instâncias do banco de dados aumenta com o quadrado do número de participantes. Em algum ponto desse processo, o sistema está fadado a entrar em colapso.

Então, qual é a solução? Uma opção óbvia é que todos os bancos enviem seus dados a um intermediário confiável, cuja função é agregar esses dados em um único banco de dados mestre. Cada banco poderia então consultar esse banco de dados remotamente ou executar uma réplica local somente leitura dentro de suas próprias quatro paredes. Embora não haja nada de errado com essa abordagem, os blockchains oferecem uma alternativa mais barata, em que o banco de dados compartilhado é executado diretamente pelos bancos que o utilizam. Blockchains também trazem o benefício adicional de redundância e failover para o sistema como um todo.

É importante esclarecer que um blockchain não está agindo apenas como um banco de dados distribuído como Cassandra or Repensar DB. Ao contrário desses sistemas, cada nó blockchain impõe um conjunto de regras que evita que um participante modifique ou exclua os dados adicionados por outro. Na verdade, ainda parece haver alguma confusão sobre isso - uma plataforma de blockchain lançada recentemente pode ser quebrada por um único nó com comportamento incorreto. Em qualquer caso, uma boa plataforma também facilitará a gestão de redes com milhares de nós, que entram e saem à vontade, desde que tenham as devidas permissões.

Embora eu seja um pouco cético em relação à tão citada conexão entre blockchains e o Internet das Coisas, Eu acho que pode ser aqui que reside uma grande sinergia. Claro, cada “coisa” seria muito pequena para armazenar uma cópia completa do blockchain localmente. Em vez disso, ele transmitiria transações portadoras de dados para uma rede distribuída de nós de blockchain, que agruparia tudo para posterior recuperação e análise.

Conclusão: Blockchains em finanças

Comecei esta peça questionando o caso de uso inicial idealizado para blockchains no setor financeiro, ou seja, a liquidação em massa de transações de pagamento e câmbio. Embora eu acredite que esta conclusão está se tornando uma sabedoria comum (com um Exceção notavel), isso não significa que os blockchains não tenham outras aplicações neste setor. Na verdade, para cada uma das quatro classes de caso de uso descritas acima, vemos aplicativos claros para bancos e outras instituições financeiras. Respectivamente, são eles: pequenos círculos comerciais, proveniência para financiamento do comércio, notarização de contratos bilaterais e a agregação de dados AML / KYC.

A chave para entender é que, arquitetonicamente, nossas quatro classes de caso de uso não são específico para finanças e são igualmente relevantes para outros setores, como seguros, saúde, distribuição, manufatura e TI. Na verdade, blockchains privados devem ser considerados para qualquer situação em que duas ou mais organizações precisem de uma visão compartilhada da realidade, e essa visão não se origina de uma única fonte. Nesses casos, os blockchains oferecem uma alternativa para a necessidade de um intermediário confiável, levando a economias significativas de aborrecimento e custos.

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Fonte: https://www.multichain.com/blog/2016/05/four-genuine-blockchain-use-cases/