Menjelajahi Peran Blockchain dalam Sistem IoT Industri (Bagian 1)

Kami hampir setengah jalan menuju 2018 dan blockchain mendekati "palung kekecewaan" Gartner Hype Cycle. Meskipun kedengarannya tidak menyenangkan, saya tidak yakin akan segera turun karena "blockchain" terus mengumpulkan banyak liputan pers. Bagi banyak orang, blockchain adalah palu teknologi untuk mencari paku pasar. Saya yakin Anda pernah mendengar atau membaca tentang blockchain dan bertanya-tanya apakah itu relevan dengan sistem Anda. Kami juga bertanya-tanya tentang hal ini dan memutuskan untuk membentuk kelompok penelitian kami untuk menggalinya lebih dalam.

Sementara cryptocurrency terus mencuri pusat perhatian blockchain (dan menyedot sejumlah besar energi untuk mendukungnya), upaya telah bergerak sangat lambat ke kasus penggunaan industri yang lebih relevan seperti manajemen rantai pasokan, manajemen inventaris, energi transaktif, dll. Anda menggunakan RTI Connext DDS dalam sistem real-time kritis di seluruh dunia, kami menyadari bahwa mata uang kripto dan manajemen rantai pasokan tidak termasuk dalam daftar kemampuan Anda yang mungkin memerlukan perhatian RTI.

Kelompok riset RTI yang tersembunyi tetapi hiperaktif telah bekerja dengan Departemen Energi (DOE) untuk menyelidiki bagaimana blockchain dapat dimanfaatkan untuk mengamankan sistem industri seperti milik Anda. Meskipun kami memiliki banyak upaya penelitian lanjutan yang sedang berlangsung dengan Angkatan Darat, Angkatan Laut, Angkatan Udara, DARPA, DOE, dan Pertahanan Rudal, blog ini berfokus pada bagaimana penelitian kami tentang blockchain dapat berguna untuk sistem industri real-time Anda.

Apa itu Teknologi Blockchain?

Untuk mengatur panggung diskusi tentang blockchain industri, mari kita lihat sekilas teknologi blockchain untuk Anda yang baru mengenalnya. Lewati ke bagian berikutnya jika Anda sudah profesional.

Saat ini, kami mempercayai bank, perusahaan kartu kredit, notaris, dan lainnya sebagai arbiter terpusat untuk menangani kontrak atau transfer uang kepada seseorang yang kami berutang. Dalam game online, kami mempercayai server game sebagai arbiter terpusat untuk memajukan status permainan antara semua pemain yang berpartisipasi berdasarkan data yang kami kirimkan ke server tentang tindakan kami sendiri. Dalam sistem industri, penengah utama kebenaran adalah perusahaan yang memiliki dan mengelola sistem tersebut. Di domain itu dan banyak domain lainnya, arbiter pusat itu mengelola basis data (dalam bahasa blockchain, "buku besar") tentang semua data dalam sistem tertentu. Arbiter itu memiliki kendali penuh atas apa yang tertulis di buku besar, termasuk kemampuan untuk mengubah (merusak) riwayat dalam buku besar jika diinginkan. Agen jahat juga dapat membahayakan arbiter tersebut, dan dengan demikian dapat merusak buku besar. Jadi arbiter tunggal (manajer buku besar) dapat menjadi satu titik kegagalan integritas data. Teknologi Blockchain mengganggu karena memungkinkan buku besar ini didistribusikan dan dikelola oleh beberapa tidak tepercaya dan pihak yang saling tidak percaya, sambil memberikan jaminan kuat bahwa solusi terdesentralisasi menjaga integritas data. Setiap pihak yang berpartisipasi dalam manajemen buku besar yang terdesentralisasi memelihara dan mengelola salinan buku besar lokal. Jumlah pihak dapat sangat bervariasi (dari beberapa hingga ribuan) tergantung pada karakteristik/penggunaan blockchain yang diinginkan.

Jadi apa yang Anda simpan di buku besar? Pertama, informasi ditulis ke buku besar dalam potongan-potongan yang disebut (seperti yang bisa ditebak) "blok". Blok terdiri dari unit informasi yang dapat berisi apa saja – kontrak perusahaan atau pribadi, garansi, polis asuransi, ide paten, data pasien, pembelian bitcoin, foto, data pribadi terenkripsi, dll. Data ini dapat berupa dienkripsi jika diinginkan. Namun, untuk aplikasi industri Anda, kemungkinan besar akan menyertakan data sensor, status sistem, dan benar-benar sampel data apa pun yang mungkin ingin Anda pertahankan secara permanen. Bagaimana informasi dipotong menjadi blok-blok sangat spesifik untuk kasus penggunaan.

Konsep rantai sangat penting untuk desain blockchain karena setiap blok yang baru ditambahkan sangat bergantung pada blok sebelumnya, yang dengan sendirinya bergantung pada blok sebelumnya – sehingga membentuk rantai logis. Musuh yang ingin mengubah konten dari setiap blok yang direkam di masa lalu harus juga mengubah semua blok yang direkam sejak awal, di semua salinan rantai yang didistribusikan. Teknologi kriptografi yang digunakan dalam blockchain membuat upaya perubahan terlihat jelas; dalam kombinasi dengan replikasi terdistribusi dari buku besar, itu membuat "penulisan ulang sejarah" hampir tidak mungkin. Penyerang perlu menulis ulang semua (atau sebagian besar) salinan pada saat yang bersamaan.

Kapan Anda Membutuhkan Blockchain?

Blockchain dapat diterapkan dalam situasi di mana dua atau lebih grup terdistribusi tidak saling percaya atau jangan percaya beberapa arbiter terpusat, namun di mana semua memiliki kepentingan dalam merekam data yang tidak dapat diubah atau transisi status dari beberapa sistem (mis., Game, rekening bank Anda, dll.). Sebaliknya, dalam sistem di mana hanya satu pihak yang terlibat, arbitrase terdesentralisasi seperti itu tidak menjadi masalah. Di dalam perusahaan, misalnya, jika kekhawatirannya adalah tentang memastikan data historis tidak diubah, maka database hanya-tulis yang aman (menggunakan drive sekali-tulis) mungkin sudah cukup. Jadi, jika aplikasi Anda tidak memiliki masalah dengan arbiter pusat tunggal, jika tidak ada ketidakpercayaan data, maka blockchain mungkin tidak diperlukan. Namun, jika Anda memiliki beberapa perusahaan yang menjalankan bisnis, seperti rantai pasokan atau anjungan minyak, mungkin ada kekhawatiran tentang apakah data tersebut dapat dipercaya.

Blockchain Transaksional Tradisional

Sekarang, mungkin sebagian besar kasus penggunaan yang pernah Anda baca, blockchain adalah tentang merekam transaksi secara aktif , yaitu, transaksional rantai blok. Maksud dari kasus penggunaan blockchain ini adalah untuk menangkap dan mempertahankan transisi beberapa sistem dari satu keadaan ke keadaan lain secara permanen. Misalnya dalam domain transaksi keuangan, transisi keadaan ini adalah perubahan saldo akun saat transfer terjadi. Inilah sebabnya mengapa penyimpanan data disebut buku besar dan bukan database.

Yang penting untuk dipahami adalah bahwa status sistem tidak akan maju kecuali/sampai transaksi diterima dan disimpan ke dalam rantai. Selain itu, jika transaksi dapat bersaing (seperti kekhawatiran tentang pengeluaran ganda Bitcoin), maka itu akan memasukkan latensi ke dalam proses yang harus diperhitungkan. Sebagai contoh ekstrem, di Bitcoin, "untuk amannya" seseorang mungkin menunggu hingga satu jam untuk memastikan bahwa transaksi berhasil. Sementara penyisipan blockchain transaksional benar-benar sesuai dengan beberapa kasus penggunaan industri (walaupun, dengan latensi yang jauh lebih kecil), mari kita tunda diskusi ini dan solusinya ke blog masa depan.

Blockchain untuk Sistem Industri

Dalam kasus penggunaan yang saya fokuskan di sini, kami mengambil data spesifik dari Connext Databus yang diamankan dan menyimpannya langsung ke dalam blockchain. Kami mengumpulkan data secara selektif dan menyimpannya secara permanen ke dalam beberapa buku besar yang dimiliki dan diamankan secara terpisah. Tidak ada konsep transaksi karena kami tidak mencoba untuk mengontrol keadaan sistem, kami hanya mengamatinya. Ini mirip dengan kasus penggunaan non-waktu nyata untuk menyimpan hal-hal seperti ide paten, data pasien, dan kontrak di blockchain. Meskipun kontrak pintar dapat digunakan, kontrak tersebut bukan bagian dari proses validasi data untuk mengontrol apakah data ditambahkan ke rantai atau tidak.

Untuk aplikasi industri real-time, yang penting adalah bahwa blockchain bukan bagian dari rantai kontrol proses, sehingga tidak ada latensi. Penerapan teknologi ini membutuhkan desain blockchain yang unik khusus untuk ini. Desain kami jauh lebih kondusif untuk digunakan dalam sistem industri waktu nyata karena kami dapat menghilangkan latensi terkenal dan sifat transaksional yang dikenal dengan blockchain (sambil tetap menjaga konsistensi). Untuk banyak kasus penggunaan, apa saja latensi yang diperkenalkan mungkin merupakan pemecah kesepakatan untuk adopsi mereka.

Paradigma ini ideal untuk databus industri yang sepenuhnya terdesentralisasi dan aman seperti DDS. Cukup mudah untuk mengintegrasikan jenis blockchain ini – bahkan ke dalam sistem yang beroperasi penuh tanpa waktu henti . Cara menggunakan blockchain di sistem Anda didorong oleh desainnya dan kasus penggunaan yang ingin Anda selesaikan.

Baca bagian 2 saat saya mempelajari bagaimana kami menerapkan blockchain ke kasus penggunaan Minyak &Gas. Saya juga mempelajari prototipe spesifik yang kami terapkan dan menjelaskan mengapa blockchain hanyalah sebagian dari jawabannya.