Quatro casos de uso genuínos de blockchain

O Dr. Gideon Greenspan é o fundador e CEO da Coin Sciences, a empresa por trás da plataforma MultiChain para blockchains privadas.

Neste artigo de Opinião , Greenspan descreve quatro casos de uso para blockchains autorizados, argumentando que as instituições financeiras podem enfrentar mais limitações ao tentar aproveitar a Tecnologia do que se pensava anteriormente.

Quase um ano após o lançamento do MultiChain, aprendemos muito sobre como blockchains, em um sentido privado e não relacionado a criptomoedas, 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. Essa ideia, inspirada diretamente pelo Bitcoin , era que blockchains privadas (ou "livros-razão compartilhados") poderiam ser usadas para liquidar diretamente a maioria das transações de pagamento e câmbio no setor Finanças , usando tokens on-chain para representar dinheiro, ações, títulos e muito mais.

Isso é perfeitamente viável em um nível técnico, então qual é o problema?

Em uma palavra – confidencialidade. Se várias instituições estiverem usando um livro-razão compartilhado, então cada instituição vê todas as transações naquele livro-razão, mesmo que T saibam imediatamente as identidades reais das partes envolvidas.

Isso acaba sendo um problema enorme, tanto em termos de regulamentação quanto das realidades comerciais da competição interbancária. Embora várias estratégias estejam disponíveis ou em desenvolvimento para mitigar esse problema, nenhuma pode se igualar 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 KEEP a maioria das transações ocultas nesses bancos de dados intermediários, apesar dos custos envolvidos.

Baseio esta 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 a R3CEV quanto a Digital Asset estão agora trabalhando em "linguagens de descrição de contrato", emCorda e DAML respectivamente (exemplos anteriores incluem MLFi <a href="https://www.lexifi.com/product/technology/contract-description-language">https://www.lexifi.com/product/ Tecnologia/contract-description-language</a> e Contratos Ricardianos).

Estas linguagens permitem que as condições de um contrato financeiro complexo sejam representadas formalmente e sem ambiguidade num formato legível por computador, evitando ao mesmo tempo adeficiências de Ethereum-computação de propósito geral no estilo. Em vez disso, o blockchain desempenha apenas um papel de suporte, armazenando ou autenticando os contratos em formato criptografado e realizando alguma detecção básica de duplicatas.

A execução real do contrato não ocorre no blockchain – em vez disso, é realizada apenas pelas contrapartes do contrato, com a provável adição de auditores e reguladores.

No NEAR prazo, isso é provavelmente o melhor que pode ser feito, mas onde isso deixa as ambições mais amplas para blockchains permissionados? 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, focando nas principais diferenças entre blockchains e bancos de dados tradicionais, e como elas informam o conjunto de possíveis casos de uso. E no nosso caso, empiricamente, categorizando as soluções do mundo real que estão sendo construídas em nosso produto hoje.

Não é de surpreender que, quer nos concentremos na teoria ou na prática, surjam as mesmas classes de casos de uso:

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

Teoria

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

Desintermediação.Blockchains permitem que várias partes que não confiam totalmente umas nas outras compartilhem com segurança e diretamente um único banco de dados sem a necessidade de um intermediário confiável.

Confidencialidade.Todos os participantes de um blockchain veem todas as transações ocorrendo. (Mesmo se usarmos endereços 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 controla quem pode escrever o quê. Em contraste, em bancos de dados tradicionais, uma única entidade exerce controle sobre todas as operações de leitura e escrita, enquanto outros usuários estão inteiramente sujeitos aos caprichos dessa entidade.

Para resumir em uma frase: Blockchains representam uma troca na qual a desintermediação é obtida ao custo da confidencialidade.

Ao examinar os quatro tipos de caso de uso abaixo, retornaremos repetidamente a essa compensação CORE , explicando por que, em cada caso, o benefício da desintermediação supera o custo da confidencialidade reduzida.

Sistemas financeiros leves

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

Para que qualquer ativo permaneça escasso, dois problemas relacionados devem ser resolvidos. Primeiro, devemos garantir que a mesma unidade do ativo não possa ser enviada para mais de um lugar (um "gasto duplo"). Segundo, deve ser impossível para qualquer um 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 de 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 puramente ao portador, os tokens físicos podem ser roubados sem recurso
• É difícil e caro criar tokens físicos que T podem ser falsificados
• Eles são lentos e caros para serem transportados em grandes números ou por longas distâncias.

Essas deficiências podem ser evitadas deixando os tokens físicos para trás e redefinindo a propriedade dos ativos 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 decreta uma transferência de propriedade modificando o conteúdo do livro-razão, em resposta a uma Request autenticada. Ao contrário da liquidação com tokens físicos, transações questionáveis ​​podem ser revertidas de forma rápida e fácil.

Então qual é o problema com os livros-razão? Em poucas palavras, concentração de controle.

Ao colocar tanto poder em um ONE lugar, criamos um desafio de segurança significativo, tanto em termos técnicos quanto Human . Se alguém externo puder invadir o banco de dados, ele pode alterar o livro-razão à vontade, roubando fundos ou destruindo seu conteúdo completamente.

Pior ainda, alguém de 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, precisamos 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 livro-razão central e aqueles de cada uma das partes da transação.

Entra em cena o blockchain (ou "livro-razão compartilhado"). Ele fornece os benefícios dos livros-razão sem sofrer com o problema de concentração.

Em vez disso, cada entidade executa um “nó” que mantém uma cópia do livro-razão e mantém controle total sobre seus próprios ativos, que são protegidos por chaves privadas. As transações se propagam entre os nós de forma peer-to-peer, 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 poderia corromper o conteúdo do livro-razão. Como resultado, um sistema financeiro digital pode ser implantado de forma mais rápida e barata, com o benefício adicional de reconciliação automática em tempo real.

Então qual é a desvantagem? Conforme discutido anteriormente, todos os participantes de um livro-razão compartilhado veem todas as transações ocorrendo, tornando-o inutilizável em situações em que a confidencialidade é necessária. Em vez disso, os blockchains são adequados para o que chamo de sistemas financeiros leves, ou seja, aqueles em que as apostas econômicas ou o número de participantes são relativamente baixos.

Nesses casos, a confidencialidade tende a ser um problema menor – mesmo que os participantes prestem bastante atenção ao que cada um está fazendo, eles T Aprenda muito de valor. E é precisamente porque os riscos são baixos que preferimos evitar o incômodo e o custo de estabelecer um intermediário.

Alguns exemplos óbvios de sistemas financeiros leves incluem: financiamento coletivo, cartões-presente, pontos de fidelidade e moedas locais – especialmente em casos em que os ativos podem ser resgatados em mais de um lugar.

Mas também estamos vendo casos de uso no setor Finanças convencional, como negociação peer-to-peer entre gestores de ativos que não estão em competição direta. Blockchains estão até sendo testados como sistemas de contabilidade interna, em grandes organizações onde cada departamento ou local deve manter o controle de seus fundos.

Em todos esses casos, o menor custo e atrito dos blockchains proporcionam 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 umcadeia de mantimentos, como bens de luxo, produtos farmacêuticos, cosméticos e eletrônicos. E igualmente, itens críticos de documentação, como conhecimentos de embarque ou cartas de crédito.

Nas cadeias de suprimentos, que se estendem por tempo e distância, todos esses itens sofrem com falsificação e roubo.

O problema pode ser abordado 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 é precisamente espelhada por uma cadeia de transações no blockchain.

Se preferir, 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 conhecimentos de embarque, podemos acabar com o item físico completamente.

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 responderia a solicitações recebidas sobre o estado atual do jogo.

Então por que usar um blockchain em vez disso? A resposta é que, para esse tipo de aplicação, há um benefício na confiança distribuída.

Não importa onde um banco de dados centralizado seja mantido, haverá pessoas naquele lugar que têm a capacidade (e podem ser subornadas) de 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 bônus, diferentes tokens (por exemplo, para alguns bens e o conhecimento de embarque correspondente) podem ser trocados de forma segura e direta, com uma troca bidirecional garantida no nível mais baixo da blockchain.

E quanto ao problema da confidencialidade? A adequação de blockchains para procedência da cadeia de suprimentos é um resultado feliz do padrão simples de transações desta aplicação. Em contraste com os mercados financeiros, a maioria dos tokens se move em uma única direção, da origem ao ponto final, sem ser repetidamente negociado de um lado para o outro entre os participantes do blockchain.

Se os concorrentes raramente realizam transações entre si (por exemplo, de um fabricante de brinquedos para outro, ou de um varejista para outro), eles não conseguem Aprenda os "endereços" de blockchain uns dos outros e conectá-los às identidades do mundo real.

Além disso, a atividade pode ser facilmente particionada em vários livros-razão, cada um representando um pedido ou tipo diferente de mercadoria.

Manutenção de registros interorganizacionais

Ambos os casos de uso anteriores são baseados em ativos tokenizados, ou seja, representações na cadeia de um item de valor transferido entre participantes.

No entanto, há um segundo grupo de casos de uso de blockchain que não está relacionado a ativos. Em vez disso, o blockchain atua como um mecanismo para registrar coletivamente e notarizar qualquer tipo de dado, cujo significado pode ser financeiro ou não.

Um exemplo disso 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 esse arquivo de registros, porque informações falsificadas ou excluídas prejudicariam significativamente as outras. No entanto, é vital que todos concordem com o conteúdo do arquivo para evitar disputas.

Para resolver esse problema, precisamos de um banco de dados compartilhado no qual todos os registros sejam gravados, com cada registro acompanhado de um carimbo de data/hora e 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. Eles dão às organizações uma maneira de gerenciar conjuntamente esse arquivo, ao mesmo tempo em que impedem que participantes individuais (ou pequenos grupos deles) o corrompam.

Uma das conversas mais esclarecedoras que tive nos últimos dois anos foi com Michael Mainelli da Z/Yen. Por 20 anos, sua empresa vem construindo sistemas nos quais múltiplas entidades gerenciam coletivamente uma trilha de auditoria digital compartilhada, usando timestamp, assinaturas digitais e um esquema de consenso round-robin.

Conforme ele explicava os detalhes técnicos desses sistemas, ficou claro que eles são blockchains permissionados em todos os aspectos. Em outras palavras, não há nada de novo em usar um blockchain para manutenção de registros interorganizacionais – é só que o mundo finalmente se tornou ciente da possibilidade.

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

Dados não criptografados.Isso pode ser lido por todos os participantes do blockchain, proporcionando total transparência coletiva e resolução imediata em caso de disputa.

Dados criptografados.Isso só pode ser lido por participantes com a chave de descriptografia apropriada. No caso de uma disputa, qualquer um 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 com hash.Um "hash" atua como uma impressão digital compacta, representando um comprometimento com um pedaço específico de dados, mantendo esses dados ocultos. Dados alguns dados, qualquer parte pode facilmente confirmar se eles correspondem a um hash dado, mas inferir dados de seu hash é computacionalmente impossível. Apenas o hash é colocado no blockchain, com os dados originais armazenados fora da cadeia por partes interessadas, que podem revelá-los em caso de disputa.

Conforme mencionado anteriormente, o produto Corda da R3CEV adotou essa terceira abordagem, armazenando hashes em um blockchain para autenticar contratos entre contrapartes, sem revelar seus conteúdos. Esse 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 que alguns dados sejam criptografados ou tenham hash). De fato, em alguns casos, um blockchain pode ajudar a gerenciar o acesso a dados confidenciais off-chain, fornecendo um registro imutável de solicitações de acesso assinadas digitalmente.

De qualquer forma, o benefício direto da desintermediação é que nenhuma entidade adicional precisa ser criada e confiável para manter esse registro.

Agregação multipartidária

Tecnicamente falando, esta classe final de caso de uso é similar à ONE, em que várias partes estão gravando dados em um registro gerenciado coletivamente. Mas, neste caso, a motivação é diferente – superar a dificuldade infraestrutural de combinar informações de um grande número de fontes separadas.

Imagine dois bancos com bancos de dados internos de verificações de identidade de clientes. Em algum momento, eles percebem que compartilham muitos clientes, então eles entram em um acordo de compartilhamento recíproco no qual eles trocam dados de verificação para evitar trabalho duplicado.

Tecnicamente, o acordo é implementado usando replicação de dados mestre-escravo padrão, na qual cada banco mantém uma cópia somente leitura ativa 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 convidam outros três para participar desse círculo de compartilhamento. Cada um dos cinco bancos executa seu próprio banco de dados mestre, junto com quatro réplicas somente leitura dos outros. Com cinco mestres e 20 réplicas, temos 25 instâncias de banco de dados no total.

Embora seja possível, isso consome tempo e recursos consideráveis no departamento de TI de cada banco.

Avançando 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, chegamos a 10.000 instâncias. Em geral, se cada parte estiver compartilhando informações com todas as outras, o número total de instâncias de banco de dados cresce com o quadrado do número de participantes. Em algum ponto desse processo, o sistema está fadado a quebrar.

Então qual é a solução? Uma opção óbvia é que todos os bancos enviem seus dados a um intermediário confiável, cujo trabalho 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, na qual o banco de dados compartilhado é executado diretamente pelos bancos que o utilizam. Os blockchains também trazem o benefício adicional deredundância e falhapara o sistema como um todo.

É importante esclarecer que um blockchain não atua apenas como um banco de dados distribuído comoCassandra ou Repensar o DB. Ao contrário desses sistemas, cada nó de blockchain impõe um conjunto de regras que impedem que um participante modifique ou exclua os dados adicionados por outro.

De fato, ainda parece haver alguma confusão sobre isso – uma plataforma de blockchain lançada recentemente pode ser quebrada por um único nó com comportamento inadequado. Em qualquer caso, uma boa plataforma também facilitará o gerenciamento de redes com milhares de nós, entrando e saindo à vontade, se forem concedidas as permissões apropriadas.

Embora eu seja um pouco cético quanto à conexão frequentemente citada entre blockchains e a Internet das Coisas, acho que pode ser aqui que reside uma forte sinergia. Claro, cada "coisa" seria muito pequena para armazenar uma cópia completa do blockchain localmente. Em vez disso, ela transmitiria transações portadoras de dados para uma rede distribuída de nós de blockchain, que reuniriam tudo para posterior recuperação e análise.

Conclusão: Blockchains em Finanças

Comecei este artigo questionando o caso de uso inicial previsto para blockchains no setor Finanças , ou seja, a liquidação em massa de transações de pagamento e câmbio.

Embora eu acredite que essa conclusão esteja se tornando senso comum (com uma exceção notável), isso não significa que blockchains não tenham outras aplicações neste setor. Na verdade, para cada uma das quatro classes de casos de uso descritas acima, vemos aplicações claras para bancos e outras instituições financeiras. Respectivamente, são elas: pequenos círculos comerciais, procedência para Finanças comercial, autenticação de contratos bilaterais e agregação de dados AML/KYC.

O principal a entender é que, em termos de arquitetura, nossas quatro classes de casos de uso não são específicas para Finanças e são igualmente relevantes para outros setores, como seguros, saúde, distribuição, manufatura e TI.

De fato, 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 origine de uma única fonte.

Nesses casos, os blockchains oferecem uma alternativa à necessidade de um intermediário confiável, o que gera economias significativas em aborrecimentos e custos.

Este artigo foi publicado originalmente noBlog MultiChaine foi republicado aqui com a permissão do autor.

Baú do tesouroimagem via Shutterstock