Процесс внедрения и применения blockchain в логистической среде
Существующие методы повышения надежности цепи поставок. Определение blockchain и принцип его работы. Provenance-blockchain: решение для повышения прозрачности в цепи поставок. Разработка плана внедрения технологии blockchain на примере компании "Maersk".
Рубрика | Маркетинг, реклама и торговля |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 03.09.2018 |
Размер файла | 4,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Введение
- Глава 1. Классические методы повышения надежности цепи поставок
- 1.1 Существующие методы повышения надежности цепи поставок
- 1.2 Определение blockchain и принцип его работы
- Глава 2. Blockchain и умные контракты в логистике
- 2.1 Обзор публикаций связанных с blockchain.
- 2.2 Трехмерная цепь поставок
- 2.3 Provenance - blockchain: решение для повышения прозрачности в цепи поставок
- 2.4 Blockchain, умные контракты и их применение в логистике
- Глава 3. Разработка плана внедрения технологии blockchain на примере компании «Maersk»
- 3.1 Алгоритм внедрения blockchain в компанию Maersk
- 3.2 Экономический анализ системы
- Заключение
- Список использованной литературы
Введение
Сложные цепей поставок, с их обширными сетями различных субъектов, состоящих из скрытых элементов как для поставщика, так и для потребителя, вызывают вопросы о мониторинге цепочек поставок на нескольких уровнях. Эти слои могут содержать социально и этически сомнительные виды деятельности, такие, как эксплуатация природных и человеческих ресурсов, оставление экологических следов, отходы производства и транспорта. В большинстве сделок эти факторы скрыты либо из-за отсутствия прозрачности в цепях поставок, либо из-за информационной асимметрии в деловых соглашениях. Параллельно с этим растет интерес к знаниям о происхождении продукции от потребителей и спрос на устойчивые перевозки.
Рассмотрим истоки повседневных товаров. Продукты импортированы и проданы с лимитированной информацией на ярлыке о изготовителе или самой продукции. Обычно пишут “Сделано в X”. Десять лет назад ни поставщик, ни заказчик не задумывались об ограниченности этой информации. Однако с расширением глобального рынка спрос на информацию увеличился. Преимущество продавцов в знаниях о востребованных товарах и услугах может способствовать некачественному обслуживанию при высоком уровне цены, чтобы максимизировать прибыль. Следовательно, покупатели могут заплатить большую сумму за низкое качество обслуживания из-за их неспособности получить доступ к той же информации.
Актуальность данной работы обусловлена отсутствием прозрачности в цепях поставок, а также высоким уровнем бюрократии, что значительно тормозит процесс, снижает надежность цепи, увеличивает издержки, и, как следствие, конечную стоимость товара. Также стоит отметить отсутствие фундаментальных исследований blockchain в области логистики. Это говорит о том, что, во-первых, логистический научный аппарат значительно отстает от тенденций современного мира, во-вторых, отсутствует теоретическая база для внедрения технологии, которая способна принести значительные улучшения в область логистики.
Целью данной работы является изучение потенциального применения blockchain в логистической цепи для повышения ее надежности и прозрачности, а также для снижения затрат на документооборот и вообще для снижения затрат в целом. Исследование будет проводится на примере компании Maersk.
Объект исследования - blockchain система компании Maersk.
Предмет исследования - процесс внедрения и применения blockchain в логистической среде, а также влияние технологии на эту среду.
Для достижения поставленной цели в дипломной работе реализуются следующие задачи:
· Изучение классических методов повышения надежности цепи поставок;
· Изучения понятия blockchain и принципов его работы;
· Изучения понятия «умные контракты» и принципов их работы;
· Изучение и анализ литературы, связанной с blockchain и умными контрактами;
· Описание трехмерных цепей поставок;
· Исследование технологии Provenance;
· Исследование влияния умных контрактов на надежность цепи поставок;
· Алгоритмизация внедрения blockchain на предприятии Maersk;
· Экономическое обоснование внедрения технологии в Maersk.
Данное исследование основано на общенаучных (анализ, синтез, моделирование, статистика) и специальных (системный, сравнительный) методах.
Теоретическая и методологическая основа исследования представлена научными статьями, публикациями в СМИ и электронных ресурсах, материалами отечественных (Агафонова А. Н., Пермякова А. А., Бочкарев П. А., Воронов М. П., Часовских В. П., Мехоношина Н. В., Фрейман Е. Н. и других) и зарубежных (Baker J., Akerlof, G. A., Nakamoto S. и других) авторов. Кроме того, в ходе исследования использованы нормативно-правовые акты и документы официальной отчетности, опубликованные на официальном портале компании «Maersk» и «IBM».
Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.
В первой главе изучены самые популярные методы обеспечения надежности цепи поставок. Также в первой главе дается понятие термина «blockchain» и раскрывается принцип его работы.
Во второй главе анализируются основные литературные источники, дается описание системам, которые способствуют развитию blockchain в логистике, а также описывается как blockchain и умные контракты способны повысить надежность цепи поставок.
В третьей главе описывается алгоритм внедрения «blockchain» на примере компании «Maersk» и «IBM», а также обосновывается экономическая выгода.
Глава 1. Классические методы повышения надежности цепи поставок
blockchain логистический поставка
Технологический процесс позволил снизить огромное количества издержек производства, возникающих в механической или физической среде. Например, с переходом к индустриальному обществу, повсеместная автоматизация позволила значительно увеличить объемы выпускаемой продукции или уменьшить количество брака. С технологической точки зрения большинство процессов выпуска той или иной достаточно массовой продукции находятся в таком состоянии, когда физические издержки близки к минимальным при данном уровне развития технологий. Однако, остается еще множество возможностей для сокращения издержек в экосистеме производства товара или услуги. Логистические затраты могут занимать от 15% до 30% розничной цены товара [13, с. 14]. Плюс логистическая система играет значительную роль в общей цепочке получения клиентом товара, так как от логистики зависит скорость доставки и качество полученного товара. Учитывая перечень этих факторов, который далеко не является исчерпывающим, существует необходимость в получение конкурентного преимущества при помощи управления цепями поставок.
Сама концепция управления цепями поставок появилась в 1982 году в статье К. Оливера и М. Вебера [9, с. 122], где управление цепями поставок описывалось как материальный поток, идущий через каналы распределения от поставщика к конечному покупателю. В качестве главной идеи авторы выделили, что цепь поставок должна быть непрерывной, а повышение ее эффективности должно вестись с учетом требований всех участников. Это определило подход к управлению цепью поставок, как к управлению интегрированной системой, где главный ресурс - информация [14, с. 14].
На сегодняшний день до сих пор не существует единого определения того, что такое цепь поставок, также до сих пор ведутся споры по поводу основных свойств, классификаций и декомпозиций цепи поставок. Анализ литературы в книге Иванова Д. А. [8, с. 425-427] показал, что общепризнанными свойствами являются: адаптивность, гибкость, жизнестойкость/устойчивость, иерархичность, прочность/робастность, сложность, структурированность и целостность.
Рисунок 1 - Взаимосвязь основных категорий и свойств для анализа цепей поставок относительно неопределенности [8, с. 426]
Для успешного исследования проблемы повышения надежности цепи поставок и последующей дискуссии на основе проведенной работы, необходимо дать определения основным терминам, которые будут использоваться в данной работе, чтобы избежать разногласий и недопонимания при изучении любой конкретно взятой части данной работы.
Главным термином в теории надежности цепи поставок является понятие «отказа», так как отказ означает прекращение выполнения обязательств по договору. Классификация отказов представлена в таблице 2.
Таблица 1 - Основные понятия и определения терминов в области надёжности и безопасности цепей поставок [4], [6], [16]
Адаптивность |
Свойство цепи изменять свое поведение с целью сохранения, улучшения или приобретения новых характеристик для достижения поставленных целей в условиях меняющейся во времени среды, априорная информация о которой является неполной |
|
Безопасность |
Сопротивление преднамеренному акту незаконного вмешательства, рассчитанному на нанесение вреда или ущерба цепи поставок или посредством цепи поставок |
|
Безотказность |
свойство, характеризующее способность цепи поставок функционировать без отказов в течении определенного времени в соответствии с условиями договоров между участниками цепи |
|
Восстанавливаемость |
Свойство, характеризующее способность цепи поставок к устранению возникающих отказов и ликвидации их последствий |
|
Дефект |
Внутреннее воздействие, влекущее допустимое отклонение от условий контрактов между участниками цепи поставок |
|
Исправность |
состояние цепи поставок, которое характеризует соответствие функционирование цепи поставок условиям договора |
|
Надежность |
Это временной показатель качества работы цепи поставок, связанный с вероятностью безотказного нормального его функционирования (в заданных условиях работы) с учетом влияния внешней среды |
|
Надежность |
Функционирование цепи поставок в части собственно поставок: логистический микс - 7R |
|
Надежность |
Свойство цепи поставок сохранять в установленных пределах значения всех своих характеристик и элементов (безотказности, долговечности, восстанавливаемости, сохраняемости), которые характеризуют способность цепи выполнять все свои функции в соответствии с условиями договоров между ее участниками |
|
Надежность поставки в цепи |
Набор таких критериев, как эффективность выполнения заказов с точки зрения соблюдения сроков поставки, качества предоставляемых услуг, ассортимента продукции и совокупных затрат |
|
Неисправность |
Состояние цепи поставок, при котором она способна выполнять все свои основные функции, при нарушении условий договора |
|
Неработоспособность |
Состояние цепи поставок, когда она не способна выполнять свои функции в соответствии с договором |
|
Скорость реакции |
Скорость, с которой данная цепь поставок обслуживает конечного потребителя, которая может быть выражена в следующих показателях: * Длительность цикла выполнения заказа * Длительность производственного цикла * Длительность логистического цикла |
|
Отказ |
Потеря цепью поставок или ее элементами способности выполнять свои функции в соответствии с договорами между участниками цепи |
|
Отказ |
Событие, состоящее в невыполнении обязательств по доставке товара по какому-либо пункту контракта, являющемуся фактором риска (время, объем, последовательность, комплектность и т.п.), из-за сбоев в реализации, предоставляемых провайдерами процессов или сервисов |
|
Повреждение |
Внешнее воздействие, вызывающее допустимое отклонение от условий контрактов между участниками цепи поставок |
|
Работоспособность |
Состояние цепи поставок, при котором она способна выполнять свои функции в соответствии с договорами между участниками цепи |
|
Робастность |
Свойство, заключающееся в способности цепи выдерживать определенный уровень возмущающих воздействий |
|
Сбой |
Самоустраняющийся отказ, приводящий к кратковременной частичной потере работоспособности либо устраняемый незначительными усилиями без существенных временных и финансовых затрат |
|
Устойчивость |
Состояние цепи поставок, находящейся в плановом режиме функционирования устойчиво, если при фиксированном множестве допустимых управляющих воздействий ограниченные и относительно малые по величине возмущающие воздействия приводят к ограниченным и относительно малым изменениям выходных переменных |
Классификация отказов является первым шагом к разработке стратегии по их устранению. Однако, для создания эффективной стратегии по обеспечению надежности цепи поставок необходимо сгруппировать отказы по тем параметрам, которые они изменяют в случае возникновения. Группировка приведена в таблице 3.
Возникновение отказов в цепи поставок можно рассматривать на микро- и макроуровне. Притом возникновение отказа на микроуровне не всегда означает прекращение деятельности цепи на макроуровне. Цепь поставок является комплексной системой, которая состоит из множества подсистем, звеньев и элементов. Декомпозиция цепи поставок представлена на рисунке 2.
Таблица 2 - Классификация отказов
Основная задача теории надежности цепи поставок заключается в создании стратегии, при которой сведены к минимуму отказы на уровне элементов цепи поставок. В связи с этим можно выделить еще одно важное свойство цепи поставок - самоорганизация.
Рисунок 2 - Декомпозиция цепи поставок
Таблица 3 - Группировка отказов по изменяемым параметрам
Самоорганизация - свойство цепи поставок приспосабливать свое поведение к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. В рамках теории надежности самоорганизация является противовесом отказу, так как именно самоорганизация позволяет цепи поставок возвращаться к нормальному функционированию в кратчайшие сроки после возникновения отказа.
Учитывая все вышесказанное, можно выявить три основных свойства, которые являются решающими при разработке методологии повышения надежности цепи поставок: надежность, экономичность и безопасность. Декомпозиция приведена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Декомпозиция основных свойств цепи поставок [4, стр.29]
Опираясь на данную декомпозицию, можно заключить, что методы повышения надежности цепи поставок делятся на три основные категории:
· Повышение технической надежности. В данном случае речь идет о повышение надежности физических объектов, которые задействованы для исполнения условий договора.
· Повышение экономическая надежность заключается в необходимости обеспечить надежность всех экономических, юридических, информационных и других элементов, которые сопровождают физические процессы.
· Теория управления рисками, которая нацелена на уменьшение вероятности возникновения неблагоприятного результата и минимизацию возможных потерь.
1.1 Существующие методы повышения надежности цепи поставок
Из множества подходов к оценке и обеспечению надежности цепи поставок самое большее распространение имеют: процессный подход и разработанная на его основе SCOR-модель, создание динамичных цепей поставок и оценка качества логистического сервиса на основе показателя «совершенный заказ».
SCOR-модель (Supply Chain Operations Reference-model) - «Рекомендуемая модель операций в цепях поставок» создана для управления цепями поставок. Основная идея SCOR-модели заключается в создании единой, сравниваемой и приспособленной для оценки модели процессов внутри логистической цепи. Главными принципами SCOR-модели являются неразрывность как товарного и информационного потоков, так и функциональной интеграции. В SCOR-модель включены три популярные технологии управления: реинжиниринг бизнес-процессов, бенчмаркинг и использование наилучшей практики [17, с. 59].
Модель SCOR имеет четырехуровневую структуру (рисунок 4): глобальный уровень, конфигурационный уровень, элементарный уровень и реализационный уровень. На конфигурационном уровне описываются пять основных бизнес-процессов, на основе которых происходит дальнейшее построение модели:
1) План - комплекс действий, направленный на поддержание совокупного спроса и предложения, разрабатываемый в соответствии с политикой компании;
2) Снабжение - комплекс действий, целью которого является обеспечение производства ресурсами для удовлетворения спроса;
3) Производство - комплекс действий, направленный на трансформацию ресурсов до их конечного состояния для удовлетворения спроса;
4) Доставка - комплекс действий, обеспечивающий доставку готовой продукции для удовлетворения спроса;
5) Возврат - комплекс действий, связанный с возвратом товара.
Рисунок 4 - Уровни детализации процессов в SCOR-модель [38]
На конфигурационном уровне происходит разделение по тридцати группам «типовых» процессов, которые на третьем уровне настраиваются в соответствии с отраслевыми стандартами и рекомендациями. SCOR-модель помогает наглядно представить все протекающие в цепи поставок процессы, что служит ключом к взаимопониманию между участниками цепи, а также дает возможность для анализа времени и издержек.
Основные стадии проекта разработки SCOR-модели представлены на рисунке 5.
Ключевыми показателями эффективности в SCOR-модели являются надежность, скорость отклика, гибкость, издержки и эффективность управления активами. Показатели функционирования разделяют по уровням SCOR-модели. Показатели функционирования первого уровня, которые являются измерителями высокого ранга, которые могут обобщать ряд процессов SCOR-модели, представлены в таблице 4. Оценка эффективность на втором и третьем уровне происходит при помощи KPI, которые разрабатываются в каждой компании индивидуально, опираясь на существующую структуру бизнеса и конкретные бизнес-процессы.
Рисунок 5 - Основные стадии разработки SCOR-модели [17, с.71]
Таблица 4 - Параметры функционирования цепи поставок и показатели первого уровня [17, с. 62]
Параметры функционирования |
Определение параметров |
Показатели первого уровня |
|
Надежность цепи поставок |
Функционирование цепи поставок в части собственно поставок: логистический микс - 7R |
Выполнение поставок |
|
Нормы насыщения спроса |
|||
Доля безошибочных заказов |
|||
Отклик цепи поставок |
Скорость, с которой цепь поставок доставляет продукт конечному потребителю |
Время выполнения заказа |
|
Гибкость цепи поставок |
Темп, с которым цепь поставок реагирует на изменения ситуации на рынке с целью получения или сохранения конкурентных преимуществ |
Время реагирования |
|
Гибкость производства |
|||
Издержки цепи поставок |
Издержки, связанные с операциями в цепях поставок |
Себестоимость проданной продукции |
|
Общие издержки цепи |
|||
Производительность с добавленной стоимостью |
|||
Издержки возврата продукции |
|||
Параметры функционирования |
Определение параметров |
Показатели первого уровня |
|
Эффективность управления активами в цепи поставок |
Эффективность организации в управлении активами, поддерживающими удовлетворение спроса. Включает управление всеми активами: оборотный капитал и основные средства |
Цикл оборота денежных средств |
|
Объем запасов в днях продаж |
|||
Оборачиваемость активов |
Построение динамичных цепей поставок также является распространенным способом повышения надежности. В глобальном понимании динамичность означает быстрое реагирование на постоянно меняющийся контекст. Динамичность затрагивает все области бизнеса и является одним из главных свойств. Динамичность может относиться к финансовым, информационным, юридическим, организационным, кадровым и др. процессам. Ключевое качество динамичной компании - гибкость [19, с. 361].
В работе Гатторна Дж. указывается, что управление цепями поставок разделяют в основном на две стратегии: «бережливые» и динамичные [19 с.362]. Сравнения основных характеристик стратегий представлено в таблице 5.
Таблица 5 - Характеристики «бережливой» и динамичной стратегии
Факторы, оказывающие влияние на выбор стратегии |
Стратегия цепи поставок |
||
«Бережливая» |
Динамичная |
||
Основная ориентация |
Производительность |
Эффективность |
|
Характеристики продукции |
Стандартная |
Широкое разнообразие |
|
Цикл жизни продукции |
Длительный |
Короткий |
|
На чем делается акцент в работе цепи поставок |
Экономия на масштабах |
Скорость, гибкость и качество |
|
Использование мощностей |
Уровень задается графиком производства |
Гибкость |
|
Критерии отбора поставщиков |
Цена и качество |
Наличие резервной мощности. Скорость, гибкость и качество |
Если проанализировать данные, приведенные в таблице 5, то можно заметить, что «бережливый» вариант целесообразен в рамках устоявшегося предприятия, когда спрос предсказуем, номенклатура производимых товаров или услуг ограничена, а объемы производства высокие. Динамичный вариант необходим в более хаотичной среде, где спрос имеет большой разброс и необходимо производство разнообразной продукции.
Притом стоит отметить, что «бережливая» и динамичная стратегии не являются взаимоисключающими. Компании должны стремиться к созданию гибридной стратегии, которая объединяет оба этих подхода, что позволит добиться наибольшей эффективности. Определение варианта стратегии опирается на: применение правила Парето для дифференциации продукции на медленно реализуемую и быстрореализуемую, значение точек появления и распределение спроса на базовую и волновую составляющие.
Применение закона Парето для выбора гибридной стратегии представлено на рисунке 6.
Одна из основных проблем, которые встречаются в цепи поставок, заключается в том, что так как цепи поставок протяженные и имеют множество уровней запасов, которые находятся между производством и местом сбыта, работа цепи поставок организовывается на прогнозах, а не на «фактическом» спросе. Точка, где в верхней части цепи поставок появляется фактический спрос, называется точкой появления или точкой «проникновения заказа» [19, с. 365].
Точка появления заказа делит цепь поставок на две части: до точки появления заказа логично использовать «бережливые» стратегии, а после ее появления - динамичные (рисунок 7).
Также выбор стратегии зависит от типа спроса: при предсказуемом спросе можно пользоваться «бережливыми» стратегиями, которые позволяют экономить на масштабах производства, более хаотичный же спрос удовлетворяется через с помощью гибких и, возможно, более дорогих стратегий.
Рисунок 6 - Применение закона Парето для выбора гибридной стратегии
Рисунок 7 - Влияние точки появления заказа на процедуру выбора гибридной стратегии [19, с. 365]
Перечисленные выше методы позволяют найти наиболее оптимальный вариант гибридной стратегии.
Еще одним методом оценки и повышения надежности цепи поставок является оценка качества логистического сервиса на основе показателя «совершенный заказ» (Perfect Order Fulfillment - POF). POF подразумевает безошибочное выполнение всех операций полного цикла заказа в соответствии с условиями договора. Для оценки уровня POF могут использовать от 3 до 11 факторов, но на практике чаще всего используются следующие три: своевременность доставки, укомплектованность заказа и безошибочность исполнения заказа [18,]. Своевременность доставки означает доставку продукта или услуги точно в то время, которое было согласованно с заказчиком. Укомплектованность заказа - доставка полностью укомплектованного заказа в полном объеме, как это прописано в условиях договора. Безошибочность исполнения заказа означает доставку именно заказанного товара без повреждений при соблюдении условий транспортировки и отсутствия ошибок в документах [18].
Необходимость использования POF рассматривается в работе Е.И. Зайцева и С.А. Уварова [7]. Авторы заявляют, что данная тема тесно связана с проблемой надежности цепи поставок и вызвана большим уровнем неопределенности используемых на практике метрик, проблематичностью измерения качества логистических услуг и экономических последствий заключения контрактов на условиях POF. В некоторых работах говорится о «труднодостижимости» определенного таким образом POF на практике. Однако, есть и другое мнение: фактическое повышение уровня POF на три процента позволяет увеличить прибыль компании на один процент. Также отмечено, что компании, которые могут фактически реализовать POF, могут снизить уровень запасов до 15% и уменьшить срок оборачиваемости денежных средств до 35% [7, с. 16].
Значительной трудностью является вычисление POF. Как правило POF рассчитывают, как вероятность выполнения заказа без каких-либо ошибок путем перемножения выполнения без ошибок каждой из операций:
где n - количество операций в совершенном заказе,
Pi -вероятность безошибочного выполнения i-ой операции.
Основная проблема использования модели заключается в предположении независимой операции, которая не ограничена во времени. Суть проблемы заключается в том, что ошибка на одной стадии функционирования цепи поставок с большой долей вероятности повлечет за собой ошибку при исполнении следующей операции. Так, например, при более длительной загрузке товара в транспортное средство произойдет временной сдвиг, которым будет обусловлено опоздание транспорта к получателю. Таким образом, получателю может не хватит времени для исполнения своих обязанностей в соответствии с условиями договора. В работе Е.И. Зайцева и С.А. Уварова указывается, что необходимо использовать условные вероятности событий, которые рассчитываются при безошибочном исполнении сопряженных операций.
1.2 Определение blockchain и принцип его работы
Все перечисленные выше модели имеют больше теоретический, описательный характер. В основном данные модели можно рассматривать как классификаторы и своего рода инструкции по применению в той или иной ситуации. На практике существует множество методов, которые работают не как прикладная инструкция, но как готовый инструмент с четко заданными алгоритмами, которые выполняют определенную функцию. С недавнего времени одни из таких инструментов в логистике является технология blockchain.
В 2002 году вышла книга Ж. Бодрийяра и А.С. Генкина «Частные деньги: история и современность». В работе говорится, что на момент написания книги помимо всех государственных валют существовало еще около 3000 тысяч частных, которые выпускались локальными эмитентами и сообществами [3].
Под частными деньгами обычно понимают негосударственные фидуциарные деньги, эмитируемые и используемые в обращении частными институционными объектами.
В Российской Федерации единственным эмитентом фиатной валюты является только центральный банк Российской Федерации. Статья 71 Конституции Российской Федерации гласит: «пункт ж) установление правовых основ единого рынка; финансовое, валютное, кредитное, таможенное регулирование, денежная эмиссия, основы ценовой политики; федеральные экономические службы, включая федеральные банки». Статья 75, пункт 1 гласит: «Денежной единицей в Российской Федерации является рубль. Денежная эмиссия осуществляется исключительно Центральным банком Российской Федерации. Введение и эмиссия других денег в Российской Федерации не допускаются» [1].
Так как Конституция РФ является главенствующим законом РФ, имеющим высшую силу, то, опираясь на статьи 71 и 75, можно заявить, что денежные средства, являющиеся платежными, может выпускать только ЦБ РФ. Однако, долгое время не было законодательного регулирования электронных денежных средств, что давало возможность для использования различного рода лазеек, так как всё, что не запрещено или не оговорено на законодательном уровне, является по сути своей разрешенным и нерегулируемым. Однако, федеральный закон от 27 июня 2011 г. № 161-ФЗ «О национальной платежной системе» установил регулирование государством электронных средств.
В письме Банка России от 20 декабря 2013 г. № 249-Т, которое являлось памяткой по использованию электронных денег для кредитных организаций и их клиентов - физических лиц. В п. 1.2 этой памятки электронные деньги определяются как «безналичные денежные средства, учитываемые кредитными организациями без открытия банковского счета и переводимые с использованием электронных средств платежа» [12]. Получается, что электронные переводы являются платежом без открытия кредитного счета, а вся деятельность по использованию электронных денег похожа на учетную книгу, которую ведет банк. Банк видит, что проходит транзакция от лица А к лицу Б, после чего платеж обрабатывается банком и проверяется, а затем банк списывает средства со счета лица А и переводятся на счёт лица Б. По сути, деньги не покидают пределов банка, а совершения электронного платежа является в своем роде чеком, который обязывает банк выплатить указанную сумму чекодержателю (продавцу). Таким образом, мы подходим к тому, что электронная платежная система является централизованной базой данных, где хранится информация о всех транзакциях, совершенных участниками системы, а реальные денежные средства распределяются банком на основе записей в этой базе данных.
Так как банковская система является централизованной, значит, она полностью контролируется группой лиц, которые могу использовать ее в своих интересах. Одним из таких примеров использования является процент, который взымается с каждой транзакции и переходит в пользование банка. Также, например, банк имеет доступ к информации по всем платежам, что дает большую возможность для манипуляций клиентами. Также существует множество других вариантов негативного использования подобного рода власти. Это на протяжении долгого времени волновало криптографов.
31 Октября 2008 года человек или группа людей под ником «Satoshi Nakamoto» опубликовал статью «Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System» [34] в рассылки криптографии metzdowd.com. В статье описывается пиринговая версия электронных денег, которая позволит отправлять денежные средства от одного участника к другому без обращения к финансовым институтам. В 2009 году Сатоши Накамото выпустил готовый клиент программы «Bitcoin».
Изначальная проблема, которую видит Сатоши Накамото - существование доверенного лица во всех текущих платежных системах. С точки зрения автора такой подход имеет две основные проблемы: необходимость дополнительных начислений и невозможность необратимых транзакций. Во-первых, в существующей системе электронных платежей все транзакции проходят через доверенное лицо, как правило таким лицом выступает банк. Обращение к третьему лицу делает каждую операцию более дорогой, что делает невыгодным нечастые или мелкие транзакции. Также существуют сервисы, услуги которых являются неотменяемыми. Но в любой момент платеж можно аннулировать со стороны покупателя, поэтому продавцу приходится допускать некоторый процент мошенничества и увеличивать стоимость каждой транзакции, товара или услуги, чтобы покрыть ущерб от действий мошенников. Также из-за возможных ухищрений продавцам приходится требовать от покупателя намного больше данных, чем это в принципе необходимо, что еще затрагивает и вопрос деанонимизации покупателя.
В своей работе Сатоши Накамото предлагает решение проблемы двойной траты, которое основывается на распределенном одноранговом сервере меток времени, где хронологический порядок транзакций подтверждается вычислительной мощностью сервера. Безопасность системы строится на распределении мощностей: если под совокупным контролем честных участников системы находится больше вычислительной мощности, чем под контролем злоумышленников, то система находится в безопасности.
Чтобы понять принцип работы bitcoin и blockchain в целом, необходимо определить основные понятия.
Таблица 6 - Основные понятия структурных элементов и операций в технологии «Blockchain»
Термин |
Определение |
|
Blockchain |
Технология децентрализованного хранения данных, цепочка блоков транзакций, выстроенная по определенным правилам и обеспечивающая специфическую защиту от изменений [5, с.1] |
|
Хэш-функция |
Преобразование массива входных данных произвольной длины в выходную битовую строку установленной длины, выполняемое определенным алгоритмом [33, с.38] |
|
Термин |
Определение |
|
Криптовалюта |
Точно определения, установленного законодательством на сегодняшний день, не имеется. Однако, можно выделить основные признаки криптовалюты, которые позволят определить ее: · Децентрализованность. У каждой криптовалюты нет единого органа управления, который мог бы проводить эмиссию, контроль и т.д; · Анонимность осуществления операций с криптовалютой. Несмотря на то, что система абсолютно прозрачна и каждый участник может проследить историю транзакций до нулевого блока, система все равно остается анонимной, так как нет привязки персональных данных к кошельку владельца; · Криптовалюта не обеспечена никакими гарантиями [21, с. 11-12] |
|
Приватный ключ |
Криптографическая хэш-функция, используемая как электронная подпись или публичный адрес. Представляет численно-буквенную последовательность (битовую строку) |
|
Публичный ключ |
Криптографическая хэш-функция, используемая как электронная подпись или публичный адрес. Представляет численно-буквенную последовательность (битовую строку). Вычисляется как значение некой функции от приватного ключа |
|
Токен |
Цифровой актив |
|
DApp |
Децентрализованное приложение, которое не имеет единой точки отказа и генерирует токены, согласно криптографическим алгоритмам |
|
Ethereum |
Blockchain-платформа для создания децентрализованных приложений на основе смарт-контрактов |
|
Genesis block |
Первый блок в blockchain |
|
Множественная подпись |
Разновидность электронной подписи, которая позволяет нескольким пользователям подписывать один документ |
|
Off-chain transaction |
Транзакция, которая проводится вне blockchain, но валидируется в нем в последствии |
|
Peer-to-peer |
Оверлейная компьютерная сеть, в основе которой лежит равноправие участников. В подобного рода сетях нет централизованного сервера, который обеспечивает работоспособность сети, каждый узел в такой сети выполняет работу клиента и сервера |
|
SHA-256 |
Алгоритм хэшированая, который позволяет создавать однонаправленные хэш-функции |
|
Консенсус |
Согласие на включение определенного блока в blockchain |
|
Node |
Устройство с полной версией blockchain, которое является частью общей сети. Является основной единицей сети |
|
Умные контракты |
Это цифровые контракты, позволяющие использовать термины, зависящие от децентрализованного консенсуса, которые являются защищенными от несанкционированного доступа и, как правило, самофинансируемыми посредством автоматического выполнения |
Так как первое упоминание blockchain происходит в работе Сатоша Накамомто, посвященной bitcoin, то и рассматривать базовый принцип работы этой технологии мы будем на примере bitcoin.
Blockchain по своей сути является цепочкой блоков транзакций, которая строится по принципу дерева Меркла. Дерево Меркла - полное двоичное дерево, в листовые вершины которого помещается хэши от блоков данных, а внутренние вершины содержат хэши от сложения значений в дочерних вершинах [11].
Принцип работы следующий. Каждая монета в системе является набором цифровых подписей, которая состоит из числе и цифр. При отправке нашего цифрового актива, мы подписываем хэш предыдущей транзакции и публичный ключ будущего владельца, а затем прикрепляем эту информацию к нашей монете. Таким образом, следующий владелец монеты может проверить все транзакции, которые происходили с этой монетой, отследить ее вплоть до нулевого блока и удостовериться в ее реальности. Пример приведен на рисунке 8.
Рисунок 8 - Принцип работы транзакций в технологии blockchain [34]
Проблема данной системы связана с так называемой ситуацией «двойной траты», которая заключается в том, что следующий получатель не может проверить, сколько раз предыдущий ее владелец отправил кому-либо. Классическим вариантом решения является проверка третьи (доверенным лицом) лицом каждой транзакции. По такому принципу работают все банки. Во время совершения транзакции монета отправляется к выпустившей ее организации, которая проверяет ее на подлинность и выпускает новую, которая отправляется к получателю. Только в этом случае мы можем сказать, что мы получили настоящую монету. Главный недостаток в том, что от доверенного лица зависит работа всей системы, так как оно контролирует все транзакции.
Получатель А должен быть уверен, что данная монета не была отправлена кем-то из предшествующих владельцев другому лицу раньше, чем совершена транзакция получателю А в дереве отправленной ему монеты. В системе blockchain важно, чтобы только первая транзакция была настоящей. Обычно это решало доверенное лицо, но, чтобы избавиться от него, необходимо публично проводить все транзакции, без возможности утаить какую-либо из них, а также уметь договариваться относительно того, в каком порядке проходят транзакции. Для этого получателю необходимо доказательство того, что для каждой транзакции из цепочки большинство node'ов считают ее первой.
Описание решения в работе Накамото начинается с сервера меток времени. Основной задачей сервера является хэширование блока данных, которому должна быть присвоена метка, и публичной публикации данного хэша. Метка времени показывает, что конкретный момент именно эти данные существовали, а потому они были включены в хэш блока. Каждый новый хэш в системе включает в себя хэш предыдущего. Таким образом конструируется цепь, в которой каждое новое звено делает надежнее все предыдущие. Пример приведен на рисунке 9.
Для реализации децентрализованного оверлейного сервера меток времени, необходимо использовать систему «доказательства работы», которая похожа на Hashcash Адама Бэка [23].
Основной смысл в поиске такого значения, в начале хэша которого стояло бы определенное количества нулевых битов. Количество выполняемой работы экспоненциально зависит от количества нулей, однако для проверки значения необходимо вычислить только один хэш.
Рисунок 9 - Принцип работу участка цепи [34]
В случае с bitcoin поиск решений происходит путем перебора значения итерируемого поля-добавки в блоке. Если блок решает поставленную задачу, то его содержимое невозможно изменить, не проделав всю работу вновь. Для любого блока, кроме последнего, это еще будет означать и перевычисление всех последующих блоков. Рисунок 10.
Рисунок 10 - Принцип «доказательства работы»
Этот принцип помогает также решать вопрос о выборе версии, одобряемой большинством. В bitcoin «голосом» обладает один процессор. Цепочка из хэшей наибольшей длины будет выражать мнение большинства. Получается, что при ситуации, когда более 51% вычислительной мощности принадлежит не злоумышленникам, цепочка честных блоков обгонит любую другую. Если злоумышленник захочет внести изменение в какой-либо блок, то для этого ему придется пересчитать данный блок и все последующие, а затем генерировать блоки быстрее, чем это делает честная цепь.
Чтобы появление новых блоков не происходило слишком часто, либо, наоборот, слишком медленно, сложность решаемой задачи будет изменяться в зависимости от количества создаваемых блоков. То есть если блоков создается слишком много, то сложность задачи повышается, если же их создается слишком мало, то задача становится легче.
Система работает по следующим правилам:
1) Новые транзакции рассылаются всем узлам.
2) Каждый узел объединяет пришедшие транзакции в блок.
3) Каждый узел пытается подобрать хэш блока, удовлетворяющий текущей сложности.
4) Как только такой хэш найден, этот блок отправляется в сеть.
5) Узлы принимают блок, только если все транзакции в нем корректны и не используют уже потраченные средства.
6) Свое согласие с новыми данными узлы выражают, начиная работу над следующим блоком и используя хэш предыдущего в качестве новых исходных данных.
Так как правильной считается самая длинная цепь, то члены сети всегда работают над ее удлинением. Если одновременно в систему попадает две версии одного блока, то, логично, что какие-то пользователи получат раньше одну версию, а другие - вторую. При подобном варианте пользователи начинают работать над своей версией, сохраняя другую, если ее продолжат раньше. Разветвление исчезает, как только будет сгенерирован новый блок, который продолжит одну из ветвей, а те узлы, что развивали другую сеть, перейдут на нее.
Также новые транзакции не всегда могут оказываться у всех участников, так как если об этих транзакциях будет знать достаточное количество членов сети, то они окажутся в одном из блоков. Тогда, если узел не получил один из блоков, то при получении следующего он запросит информацию, чтобы заполнить явный пробел.
Вся система blockchain строится на заинтересованности участников сети в ее работе. Таким образом, для обеспечения работоспособности сети необходимо создание стимулов, которые будут подталкивать пользователей к генерации новых блоков.
Фактически, первая транзакция в блоке - специальная. Она генерирует новую монету, которая является собственностью создателя блока. Данная система награждает честных участников сети, стимулируя их поддерживать ее работу. Также подобным образов решается вопрос распределения денежных средств в отсутствии центрального эмитента. Такую систему можно сравнить с добычей ценных металлов: можно инвестировать свои ресурсы в поиск любого ценного вещества, в следствии чего можно получить материальное вознаграждение. В данном случае bitcoin ресурсами являются процессорное время и электричество.
Еще одним видом стимуляции является комиссия за транзакции. В случае, когда количество поступающих средств в блок больше, чем тех, которые должны из него выйти, разница между этими числами является комиссией, которая прибавляется к базовому значению награды за сгенерированный блок в первой транзакции. Впоследствии комиссия станет единственным видом вознаграждения, так как количество монет, как правило, ограничено.
Плюс данный вид стимулирования поможет уменьшить количество недобросовестных действий. Если в руках злоумышленника находится больше половины вычислительной мощности сети, то ему будет выгоднее действовать по ее правилам, генерировать новые блоки, в следствии чего он станет владельцем больше, чем половины сгенерированных цепью монет после начала его действий. Т.е. в данном случае он будет не просто поддерживать свой капитал на постоянном уровне за счет отмены транзакций, но увеличивать свой капитал за счет генерации новых блоков, и, как следствие, создание новых монет.
Когда последняя транзакция в монете-цепочке попадет в достаточно старый блок, все предыдущие операции могут быть удалены для экономии дискового пространства, а чтобы нельзя было изменить хэш блока, все транзакции в нем хранятся в виде хэш-дерева Меркла и только его корень включается в хэш блока. А размер каждого блока может быть уменьшен путем удаления ненужных ветвей дерева. Рисунок 11.
Проверка транзакций может быть осуществлена без обращения к полноценному узлу. Для этого необходимо хранить лишь заголовки блоков самой длинной цепочки, которая была получена от других участников сети, а для проверки запрашивать только хэш-поддерево интересующего блока. Пользователь не может сам проверить транзакцию, но когда он получит ссылку на блок, то сможет убедиться, что этот блок и все следующие за ним в цепочке блоки приняты и подтверждены сытью. Такая система называется системой упрощенной проверки. Принцип ее работы показан на рисунке 12.
Рисунок 11 - Принцип работы экономии дискового пространства в хэш-дереве Меркла
Данный метод проверки работает, пока хотя бы половина сети принадлежит «честным» пользователям. Обычные узлы могут проверят транзакции самостоятельно, но если злоумышленник создает самую длинную цепь блоков, то данными в этих блоках он может обмануть систему упрощенной проверки. В качестве противовеса этому можно может стать рассылка сигналов тревоги от обычных пиров, которые получают «ненастоящий» блок. Такое оповещение заставит клиент программы загружать блок полностью, чтобы проверить его на корректность.
В системе можно производить действия с отдельными монетами, но создание отдельной транзакции для каждой копейки будет слишком нелогично. Поэтому транзакции будет функционировать по принципу объединяемых и разделяемых сумм, а в самой транзакции будет существовать несколько входов и выходов. Типичная транзакция будет выглядеть следующим образом: это будет один вход от большого платежа, либо несколько входов, которые будут суммировать несколько маленьких платежей, и не больше двух выходов: первый является платежом, а второй, если есть в этом необходимость, возвращает лишние деньги отправителю. Изображение типичной транзакции представлено на рисунке 13.
Рисунок 12 - Принцип упрощенной проверки транзакции при обращении к самой длинной цепи
Текущая система банковским платежей поддерживает уровень анонимности, предоставляя информацию только сторонам-участникам и доверенному третьему лицу. Прозрачные транзакции исключают анонимность, если только публичные ключи будут привязаны к определенному лицу. Если же сохранить публичный ключ без привязки к определенному человеку, то это обеспечивает большой уровень анонимности. Модель конфиденциальности представлена на рисунке 14.
Также в качестве меры обеспеченья дополнительной меры анонимности можно создавать новую пару «открытый/закрытый» ключ для каждой транзакции. Это поможет избежать сопоставления различных платежей с одним отправителем или получателем. Однако, опять же, транзакция с несколькими входами говорит о том, что все эти средства принадлежат одному отправителю.
Последним пунктом работы Накамото является оценка системы на риски. Предположим, что недобросовестному участнику цепи удалось сгенерировать более длинную цепь, чем честным участникам цепи. Даже в таком случае он не сможет бесконечно обогащаться, так как система не примет такие транзакции. В таком случае злоумышленник сможет лишь только изменить какую-либо из своих транзакций, чтобы получить свои деньги назад.
Рисунок 13 - Типичная транзакция
Рисунок 14 - Старая и новая модель конфиденциальности
Такую ситуацию можно описать, как биномиальное случайное блуждание. В случае, когда в цепи генерируется блок честными пользователями, отрыв между честными пользователями и злоумышленником увеличивается на один, когда же блок генерируется злоумышленником, то разрыв сокращается на один. У злоумышленника есть неограниченное время, неограниченное количество действий, но изначально он отстает от честных участников сети, так как ему надо скомпрометировать блок цепи, в котором содержалась его транзакция, плюс все последующие.
Данная ситуация похожа на задачу о «разорении игрока». Значит, вероятность того, что злоумышленник «победит», будет вычисляться следующим образом [42]:
P - вероятность того, что блок создадут честные участники сети;
Q - вероятность того, что блок будет создан злоумышленником;
Qz - вероятность того, что злоумышленник наверстает разницу в z блоков.
Когда вероятность того, что блок создадут честные участники сети больше, чем вероятность того, что блок будет создан злоумышленником, вероятность того, что злоумышленник наверстает разницу в z блоков уменьшается экспоненциально с ростом числа блоков, на которое злоумышленник отстает. Так как все играет против атакующего, то его шансы становятся очень малы, если он не совершит удачный рывок в самом начале.
Теперь рассмотрим, как долго получателю платежа придется ждать, прежде чем он узнает, что транзакция не будет отменена. Предположим, что нападающий даст некоторое время, когда получатель будет думать, что транзакцию. Адресат узнает об этом, но нападающий будет надеяться, что будет уже слишком поздно.
Получатель создает новую пару ключей прямо перед транзакцией и сообщает свой публичный ключ отправителю, чтобы злоумышленник не мог заранее начать работать над фальшивой версией цепи или провести транзакцию в тот момент, когда он будет подходящим для того, чтобы вырваться вперед. После того, как транзакция отправлена, злоумышленник начинает втайне работать над параллельной версией цепи, в которой содержится альтернативная транзакция. Адресат ждет, когда платеж будет добавлен в блок и когда он будет продолжен еще z блоками после. Успех атакующего ему неизвестен, но если известна средняя скорость генерации блоков честной цепи, то число блоков нападающего подчиняется распределение Пуассона с математическим ожидание:
Чтобы узнать вероятность того, что злоумышленник создаст больше блоков, чем честные участники, умножим значение случайной величины (число созданных им блоков) на вероятность того, что он сможет наверстать оставшуюся разницу:
После перегруппировки слагаемых получим:
Рисунок 15 - Код программы решения на языке Си.
После запуска программы мы видим, что вероятность экспоненциально падает с ростом z. Рисунок 16.
Рисунок 16 - Решение задачи
В итоге мы получает независимую систему обмена электронной наличностью, работоспособность которой обеспечивается строгими математическими моделями и алгоритмами, а не организациями, находящимися под управлением людьми, которые не лишены частных интересов.
В данной главе были рассмотрены классические методы повышения надежности цепи поставок. Были выбрани три самых популярных по мнению Бочкарева П.А. SCOR-модель, POF-модель и «динамичные» цепи поставок. Все эти модели являются больше описательными, которые помогают группировать и определять бизнес-процессы, делая систему чуть более упрощенной, но не являются конкретными решениями, а скорее носят рекомендательный характер.
Во второй части главы было введено понятие blockchain. Blockchain по сути своей является базой данных, которая обеспечивает анонимный обмен подтвержденных данных, путем создания криптографических хэш-функций. Также был рассмотрен принцип функционирования blockchain, так как без понимания основ работы данной системы сложно найти ему дальнейшее применение. Именно заложенные технические функции, которыми обладает blockchain, делают его настолько перспективным для дальнейшего исследования и применения в области логистики.
Глава 2. Blockchain и умные контракты в логистике
Первоначальной основной идей биткоина было создание системы электронной наличности. Однако, система способна выполнять и другие функции, которые находят применение в различных областях. Сатоши Накамото заложил в систему функционал для создания умных контрактов, умных активов и пр.
Цифровые, самонастраивающиеся «умные контракты» были предложены Ником Сабо в 1993 году, но экономическая и коммуникационная инфраструктура в то время была недостаточной для их реализации [40]. Смарт-контракты» -- это цифровые контракты, позволяющие использовать термины, зависящие от децентрализованного консенсуса, которые являются защищенными от несанкционированного доступа и, как правило, самофинансируемыми посредством автоматического выполнения. Определение согласуется с определениями, которые обычно встречаются среди ученых-юристов [31]
С успехом bitcoin некоторые разработчики предложили преемника bitcoin «bitcoin 2.0», который включает более сложные формы смарт-контрактов. Наиболее развитая из этих систем называется «Ethereum» [25]. Он имеет систему blockchain, похожую на систему bitcoin, но основывается на полном по Тьюрингу контрактном языке программирования, который базируется на технологии blockchain. Эта возможность позволяет создавать сложные контракты и автоматически реализовывать их. Возможности Ethereum для умных контрактов позволяют точно определять и исполнять финансовые обмены, договоры страхования, финансовые производные и многие другие виды сделок. Также легко реализовать цифровые услуги, такие как аренда цифрового хранилища, вычислительных мощностей и пропускной способности. Существуют также предложения по расширению контрактов для включения информации и взаимодействия в физическом мире. К ним относятся управление репутацией, учет прав собственности на недвижимость и транспортные средства, страхование от землетрясений или погодных условий и автоматическую аренду помещений [25].
Подобные документы
Виды, выгоды, проблемы внешней интеграции. Пример негативных последствий фрагментированности логистической цепи. Типы сотрудничества в цепях поставок. Типы вертикальной интеграции, ее уровни. Расходы на перевозку рпи внешней интеграции цепи поставок.
презентация [98,5 K], добавлен 31.10.2016Определение сущности цепей поставок в логистике. Классификация и планирование цепей поставок. Экономическая оценка эффективности логистической цепи поставок кондитерских изделий в ОАО "Кондитерский комбинат "Кубань". Перспективы развития предприятия.
курсовая работа [65,2 K], добавлен 05.03.2017Организация межфирменной кооперации ЗАО "СТС-Логистикс" в сеть поставок фокусной компании на базе применения идеологии Supply Chain Management. Проблемы и уровни взаимодействия, необходимость заключения и экономический эффект от внедрения договора SLA.
дипломная работа [6,4 M], добавлен 25.05.2013Суточное планирование оптимальных поставок сырья. Разработка методики оценки логистического подразделения с целью повышения уровня конкурентоспособности. Целесообразность приобретения собственного транспорта (в лизинг) для обеспечения поставок сырья.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 11.12.2012Системный подход к анализу организации транспортной логистики, понятие цепочки поставок и условия ее формирования, роль транспорта и складов. Способы внедрения интегрированных информационных технологий в управлении цепочкой поставок на предприятиях.
курсовая работа [50,7 K], добавлен 24.01.2012Цель и виды логистического аудита. Рекомендации по шагам разработки логистической стратегии. Решения вопросов реализации логистической стратегии: структура и мощность цепи поставок, размещение элементов инфраструктуры, самостоятельность и аутсорсинг.
презентация [278,0 K], добавлен 31.10.2016Характеристика российского рынка чая. Крупнейшие компании, занимающие ведущие позиции на нем. Отношения с поставщиками чайного листа. Анализ конфигурации сети поставок чая торговой марки "Maitre de The". Проблемы при движении товара и их решение.
курсовая работа [100,5 K], добавлен 03.06.2014Уровни сложности поставок: прямая, расширенная и максимальная. Управление цепями поставок как интеграция ключевых бизнес-процессов. Концептуальная основа интеграции логистики. Координационный и оперативный поток. Интеграция логистической цепочки.
доклад [66,0 K], добавлен 06.12.2010Сущность системы управления цепями поставок, её значение и роль в современной экономике. Изучение этапов управления логистической цепочкой поставок, её оптимизация. Сравнительная характеристика отечественной и зарубежной концепции управления поставками.
курсовая работа [57,2 K], добавлен 17.12.2014Характеристика предприятия и оценка его рыночного положения. Анализ перспектив развития рынка нефтегазового сектора. Разработка концептуальных требований к технологии закупок и процесса импорта ресурсов. Разработка плана внедрения технологии импорта.
дипломная работа [913,7 K], добавлен 10.01.2013