Aplicación de Cadena de bloques en la Cadena de suministro
1. Comprenda las características de la cadena de bloques como un tipo especial de base de datos, incluido el libro mayor distribuido, la estructura de cadena, la inmutabilidad y la descentralización. Comprenda la aplicación de la criptografía en la tecnología de la cadena de suministro.2. Conozca los casos de uso práctico de la tecnología de la cadena de bloques para acortar los ciclos de producción, aumentar la trazabilidad, mejorar la seguridad alimentaria, fortalecer el transporte y la logística, reducir costos y mejorar la eficiencia colaborativa en la cadena de suministro.
Prefacio
La tecnología de cadena de bloques ha desarrollado rápidamente en la última década, arraigándose en varios campos y transformando muchas industrias, y la gestión de la cadena de suministro es un área con un potencial significativo para aplicaciones de cadena de bloques. Como parte esencial de las operaciones empresariales modernas, la gestión de la cadena de suministro requiere una coordinación efectiva de recursos en diferentes regiones en el panorama globalizado para garantizar procesos de servicio y producción fluidos y satisfacer con precisión las demandas de los clientes. Con sus características de transparencia, confiabilidad y automatización, la tecnología de cadena de bloques puede mejorar las capacidades de intercambio de información entre los usuarios y mejorar el rendimiento de otros impulsores en la cadena de suministro, como la producción, el inventario y el transporte.
En este curso, comenzaremos por introducir los principios básicos de la cadena de bloques y luego exploraremos sus aplicaciones en la gestión de la cadena de suministro. El libro mayor distribuido descentralizado y la seguridad criptográfica de la cadena de bloques la convierten en una solución ideal para muchos problemas en los sistemas de información de la cadena de suministro. Al establecer datos de la cadena de suministro en la cadena de bloques con registros inmutables, las empresas pueden realizar el rastreo de productos a lo largo del proceso, desde la compra y la inspección de materias primas hasta el monitoreo en tiempo real durante la fabricación y desde la gestión logística durante el envío hasta las ventas por parte de los minoristas. De esta manera, todos los participantes en la cadena de suministro pueden compartir datos en tiempo real, aumentar la visibilidad del proceso, garantizar la calidad del producto, mejorar la eficiencia de la colaboración y reducir los riesgos de retrasos y errores. Proporcionaremos ejemplos prácticos y experiencias en esta industria para ayudarlo a obtener una comprensión más profunda de las aplicaciones de la cadena de bloques en la gestión de la cadena de suministro.
Principios básicos de la Cadena de bloques
La cadena de bloques es un tipo especial de base de datos donde el almacenamiento de datos está sujeto a reglas específicas y no puede ser eliminado o modificado arbitrariamente. Su tecnología central es el libro mayor distribuido, donde cada pieza de datos está vinculada a la anterior, y los datos almacenados de esta manera generalmente se denominan "bloque".
Cada bloque se construye encima del bloque anterior, se conecta y se ordena a través de marcas de tiempo, e se identifica con un valor hash único generado por una función hash. Por lo tanto, se le llama “cadena de bloques”. Los nuevos datos solo se pueden agregar como parte de un bloque a la cadena de bloques, y la colección de bloques constituye la base de datos de la cadena de bloques.
Es ampliamente reconocido que en una red de cadena de bloques:
- Los datos pueden ser añadidos.
- Los datos no pueden ser eliminados o modificados arbitrariamente.
- Cada pieza de datos está vinculada a la anterior.
Esta base de datos a prueba de manipulaciones es valiosa ya que no requiere una autoridad central confiable (un intermediario de terceros) para operar el sistema, minimizando el potencial de que la confianza sea mal utilizada o abusada. Sus características de transparencia de datos, verificación fácil e inmutabilidad reducen significativamente el costo de la confianza.
La cadena de bloques se basa en una red distribuida de pares y utiliza un mecanismo de consenso para lograr un entendimiento compartido entre todos los participantes de los datos contenidos en la base de datos y para sincronizar cualquier actualización. Una vez que se agrega un bloque a la cadena de bloques, se puede considerar permanentemente válido.
Como resultado, la tecnología de la cadena de bloques puede servir como un factor impulsado por la información para mejorar la capacidad de respuesta y eficiencia de la gestión de la cadena de suministro. Puede aumentar la transparencia, la trazabilidad y la coordinación del intercambio de datos entre diferentes participantes, al mismo tiempo que previene la falsificación y el fraude.
Introducción a la Tecnología de Cadena de Bloques
Criptografía
La criptografía es la base de la tecnología de cadena de bloques, y sus aplicaciones incluyen firmas digitales, cifrado asimétrico y funciones hash. Las firmas digitales se utilizan para verificar la autenticidad y la integridad de los datos, asegurando que los datos no han sido manipulados. El cifrado asimétrico utiliza claves públicas y privadas, donde los datos se cifran con la clave pública al iniciar una transacción y se descifran con la clave privada, garantizando la confidencialidad y la seguridad de la transmisión de información.
La criptografía juega un papel crucial en la cadena de bloques al proteger la seguridad de los datos, prevenir el acceso no autorizado y la manipulación, y proporcionar a los participantes anonimato y protección de la privacidad, lo que permite a la cadena de bloques manejar de forma segura información y transacciones sensibles.
Mecanismo de consenso
En sistemas distribuidos, surge el problema de la confianza entre los participantes. Permitir la comunicación y lograr consenso entre todos los participantes en presencia de información defectuosa se conoce como el Problema de los Generales Bizantinos. Los sistemas que pueden superar este problema se llaman sistemas tolerantes a fallas bizantinas (BFT).
Los enfoques tradicionales dependen de autoridades centrales de confianza para determinar la autenticidad y el orden de los datos. Sin embargo, las redes de cadena de bloques de pares utilizan mecanismos de consenso para resolver disputas.
El objetivo de los mecanismos de consenso es determinar los datos reales en la red y ordenar correctamente los eventos. Diferentes plataformas y proyectos de cadena de bloques pueden utilizar diferentes mecanismos de consenso, como Prueba de Trabajo (PoW) y Prueba de Participación (PoS).
En el mecanismo de PoW, los participantes necesitan resolver un problema matemático complejo para demostrar su contribución al sistema y obtener el derecho a escribir datos. En el mecanismo de PoW, los participantes necesitan mantener una cierta cantidad de criptomoneda como garantía para enviar datos. Los nodos maliciosos serán identificados y sufrirán pérdidas, evitando así ataques maliciosos y garantizando que todos los participantes puedan llegar a un consenso para mantener el funcionamiento fluido de la red de blockchain.
Estructura de red de la cadena de bloques
La cadena de bloques es un libro mayor distribuido mantenido por muchos participantes mutuamente no confiables que utilizan mecanismos de cifrado y consenso. Estos participantes comúnmente se denominan nodos, pero no todos los nodos son iguales. Se pueden clasificar según sus funcionalidades como nodos completos, nodos ligeros y nodos mineros. Los nodos completos realizan verificaciones exhaustivas sobre el contenido de los bloques, incluida la validación de transacciones y el almacenamiento de copias completas de la cadena de bloques. Sin embargo, requieren recursos significativos para funcionar. Los nodos ligeros se conectan a otros nodos completos y solo validan datos limitados de bloques, lo que requiere menos almacenamiento y recursos de ancho de banda. Los nodos mineros son nodos completos o nodos ligeros y son responsables de proporcionar potencia computacional o apostar tokens para procesar transacciones, ganar recompensas del algoritmo de consenso y proteger la red de la cadena de bloques de ataques maliciosos.
La escritura y el intercambio de datos entre nodos diferentes crean una red de cadenas de bloques descentralizada, de igual a igual, sincrónica y sin confianza, que mitiga el riesgo de un único punto de falla que conduce a un fallo del sistema.
Blockchain Público, Blockchain Privado, Blockchain Consorcio
La tecnología de cadena de bloques se puede aplicar a diferentes escenarios. Según la identidad y el propósito de los participantes, se puede categorizar en cadenas de bloques públicas, cadenas de bloques privadas y cadenas de bloques de consorcio.
Cadena de bloques pública
Una cadena de bloques pública es una red de bloques abierta donde cualquiera puede participar, y las transacciones y validaciones pueden realizarse de forma anónima. Los datos y las transacciones en una cadena de bloques pública están abiertos a todos, lo que permite a todos los participantes verlos y verificarlos. Ejemplos típicos de cadenas de bloques públicas incluyen Bitcoin y Ethereum. Se caracterizan por la descentralización y la transparencia, pero también enfrentan desafíos de escalabilidad.
Blockchain privada
Una cadena de bloques privada es una red de cadenas de bloques limitada a participantes invitados o autorizados. A menudo se utiliza dentro de organizaciones o escenarios de aplicaciones comerciales específicas, proporcionando una mayor privacidad y seguridad. Esto permite un mejor control del acceso a los datos, asegurando que los datos solo sean transparentes dentro de la red interna. Algunos ejemplos de cadenas de bloques privadas son KitChain y la Plataforma de Cadena de Bloques de IBM, que se adaptan a necesidades empresariales específicas, como alta capacidad, baja latencia y cero tarifas.
Blockchain de consorcio
Un blockchain de consorcio es un tipo de red blockchain que integra características de blockchain públicas y privadas. Es gestionado y operado conjuntamente por múltiples organizaciones o instituciones, y los participantes deben firmar acuerdos para determinar los mecanismos de consenso y las reglas de intercambio de datos. Los blockchains de consorcio se aplican típicamente a proyectos de blockchain que involucran industrias específicas o asociaciones, como la compensación de pagos entre instituciones financieras. Ejemplos de blockchains de consorcio incluyen AntChain y la Fundación Energy Web.
Contratos inteligentes
Los contratos inteligentes son código autoejecutable con lógica programable en la cadena de bloques, similar a programas deterministas. Ejecutan tareas específicas cuando se cumplen ciertas condiciones. Los contratos inteligentes funcionan siguiendo declaraciones de tipo “si…entonces…”. Sus reglas están predefinidas por programadores y pueden ser replicadas y ejecutadas por todos los nodos una vez desplegados en la red de la cadena de bloques.
Los contratos inteligentes permiten el establecimiento de acuerdos sin confianza, lo que permite a los usuarios realizar transacciones seguras y fiables sin necesidad de confiar en una tercera parte. Se pueden utilizar para implementar varios negocios y compromisos de transacción. Los contratos inteligentes solo entran en vigor cuando se cumplen condiciones específicas, lo que significa que si las condiciones no se cumplen, el contrato inteligente no se ejecutará.
El uso de contratos inteligentes puede eliminar la necesidad de intermediarios, reduciendo significativamente los costos operativos relacionados con errores humanos y retrasos. Se pueden utilizar para desarrollar varios tipos de aplicaciones descentralizadas (DApps).
Acortar los ciclos de producción para mejorar la trazabilidad
En la industria de fabricación de electrónica, ocho empresas asociadas, incluyendo Arrow, Lenovo, Micron, SK Hynix, ZT Systems y Wiwynn, utilizaron los servicios de cadena de bloques proporcionados por Microsoft Azure para optimizar los ciclos de fabricación y adquisición de su cadena de suministro existente.
El brote global de la pandemia de COVID-19 en 2020 hizo que la gestión de la cadena de suministro fuera aún más desafiante, con interrupciones en las rutas de transporte y demandas de pedidos impredecibles que provocaron retrasos significativos en los tiempos de producción para muchos fabricantes. A través de la tecnología de cadena de bloques, los nodos de datos independientes en la cadena de suministro se conectaron para formar una red de datos para compartir información, lo que permitió una comunicación frecuente entre socios aguas arriba y aguas abajo.
La red de cadena de bloques ha hecho que los datos en cada eslabón de la cadena de suministro sean transparentes, desde el suministro de componentes, la fabricación y el transporte hasta el almacenamiento y la entrega. Esto no solo proporciona un intercambio de datos visible y confiable, sino que también permite la trazabilidad de los bienes, facilitando la gestión proactiva y dinámica de la cadena de suministro.
En el futuro, la gestión de calidad también se fortalecerá, extendiéndose aún más a los materiales primarios minerales, los centros de datos y la eliminación al final de la vida útil (EOL).
Mediante la creación de "gemelos digitales" para cada componente con el fin de registrar documentos e información relevantes, es posible evitar la inclusión de componentes falsificados y de calidad inferior en la cadena de suministro. También permite la verificación de las fuentes previas de componentes, evitando el uso de la extracción de materias primas obtenidas de forma inhumana y los minerales conflictivos, e identificando problemas de calidad en procesos complejos.
El comercio sin papel reduce los costos de fricción
El comercio sin papeles es el objetivo ideal para el comercio internacional, lo que no solo mejorará significativamente la eficiencia de la logística global, sino que también beneficiará a los comerciantes independientes y a los consumidores de diferentes países. Según Trademark East Africa, en una sola transacción, los empresarios africanos pueden necesitar completar hasta 96 documentos en papel.
Para abordar los desafíos de digitalización a los que se enfrentan los exportadores kenianos, Trademark East Africa se ha asociado con la Fundación IOTA para establecer un sistema crítico de acceso a documentos comerciales basado en la red Tangle en Kenia. Comparten información con las aduanas de los países de destino para agilizar el proceso de exportación, mejorando aún más la competitividad de las empresas kenianas a escala global.
Actualmente, Trademark East Africa ha convertido este proyecto en un enfoque estratégico y está experimentando con más rutas comerciales. Por ejemplo, están explorando exportaciones de té al Reino Unido, exportaciones de pescado a Bélgica y exportaciones de textiles a los Estados Unidos. También están colaborando con otros gobiernos del África Oriental para probar la integración de esta tecnología con sus agencias fronterizas.
Esta aplicación ha ayudado a las agencias fronterizas kenianas a establecer estándares para el intercambio transfronterizo e interindustrial de información comercial, acercándonos un paso más al objetivo global de hacer que el comercio sea accesible y sencillo para todos. El proyecto ha recibido un fuerte apoyo de las agencias gubernamentales de desarrollo en los Países Bajos, el Reino Unido y los EE. UU.
Seguridad alimentaria mejorada
Intel se ha asociado con Curry & Company, un gran distribuidor independiente de arándanos, para fortalecer la trazabilidad y el control de calidad de la cadena de suministro de alimentos utilizando la cadena de bloques Hyperledger Sawtooth. Esta asociación garantiza que los arándanos frescos puedan ser transportados al mercado para su venta dentro de un marco de tiempo específico después de la cosecha.
La Plataforma de Logística Conectada de Intel® está integrada con la red de bloques, incorporando sensores en toda la cadena de suministro y aprovechando la tecnología de Internet de las Cosas (IoT) para monitorear factores en tiempo real como la temperatura, humedad y condiciones de luz. El sistema puede verificar y rastrear las condiciones ambientales de los productos en cada etapa, desde la cosecha y almacenamiento hasta la entrega, garantizando frescura óptima de alimentos y calidad superior para los consumidores.
Comparado con los métodos tradicionales de gestión de la cadena de suministro, la introducción de la tecnología de cadena de bloques ha mejorado significativamente la trazabilidad y la seguridad alimentaria. Al monitorear continuamente el estado de las frutas, se pueden evitar de manera proactiva posibles problemas de deterioro y retiro de alimentos, y también se puede reducir el desperdicio de alimentos.
Además, los registros digitales han reemplazado muchas entradas manuales de datos, facilitando el intercambio de datos entre socios de la cadena de suministro y fomentando una colaboración altamente eficiente, transparente y confiable entre ellos.
Fortalecer el transporte y la logística
Maersk, una de las mayores líneas navieras de contenedores y operadores de buques del mundo, ha colaborado con IBM para desarrollar TradeLens, un sistema de seguimiento en tiempo real basado en blockchain para el envío internacional de mercancías. Esta plataforma permite compartir información de forma conveniente y segura, permitiendo que diferentes empresas en toda la cadena de suministro colaboren, promoviendo así un comercio global más transparente y eficiente.
El funcionamiento de la plataforma TradeLens se basa en numerosos sensores conectados a mercancías, unidades de transporte y equipos portuarios, que utilizan la tecnología IoT para rastrear la ubicación de las mercancías y otros datos como temperatura, vibraciones, humedad, etc. La información se registra en la cadena de bloques para que todos los usuarios puedan acceder a ella, garantizando un monitoreo constante del estado de la carga.
Además, cuando el barco llega a su destino, se utilizan códigos de contrato inteligente preprogramados para completar automáticamente documentos relacionados con contenedores y mercancías, como cálculos financieros, pagos de aranceles, auditorías, etc. A través de la función de interacción automatizada central de TradeLens, los participantes pueden optimizar flujos de trabajo y agilizar el procesamiento de datos. La cadena de bloques garantiza que todos los datos sean confiables, sin errores ni inexactitudes.
Actualmente, varias compañías navieras internacionales utilizan TradeLens para reducir los costos logísticos. Empresas como Agility, APM Terminals, PSA International, CMA CGM, DP World y otras aprovechan la tecnología de cadena de bloques para mejorar la velocidad y eficiencia de la consolidación de carga, declaraciones, despacho de aduanas, pagos y otras operaciones.
Protección del medio ambiente y cumplimiento
La empresa sudafricana de papel Sappi y el fabricante indio de pulpa y fibra Birla Cellulose han colaborado para crear GreenTrack, un sistema que rastrea el flujo de productos de tela y materiales reciclados. Los socios pueden utilizar el seguimiento en tiempo real escaneando códigos QR, asegurando que el proceso de producción provenga completamente de bosques sostenibles certificados. Esto ayuda a los consumidores a tomar decisiones de compra más informadas. Actualmente, la plataforma ha sido adoptada por más de 250 socios de la cadena de suministro, incluidas compañías conocidas como Walmart y Marks & Spencer.
En el sector pesquero, TraSeable Solutions se ha asociado con el Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF) para cumplir con las demandas de los clientes de cadenas de suministro de mariscos que cumplan con los estándares ESG y prevengan la pesca ilegal. Su sistema recopila datos sobre la captura de cada barco pesquero, incluidas las coordenadas, los registros de captura y los detalles de la tripulación, y luego etiqueta el embalaje del producto con códigos QR para permitir a los consumidores finales recuperar información registrada en la red de blockchain y minimizar la venta de pescado capturado ilegalmente. En la industria de la joyería, De Beers, uno de los mayores productores de diamantes, utiliza la plataforma blockchain Tracr para rastrear los diamantes desde la extracción, procesamiento y envío hasta las joyerías. A cada diamante se le asigna un ID único inmediatamente después de ser extraído. Los sensores detectan la sección, claridad, color y peso de cada diamante, y la información se registra en la plataforma Tracr. Los datos posteriores sobre el pulido, procesamiento, envío y reventa también se actualizan en tiempo real, lo que permite a todas las partes interesadas relevantes rastrear y revisar el recorrido del diamante. Esto no solo mejora la transparencia y confiabilidad de los registros, sino que también evita que los diamantes de sangre inhumanos ingresen al mercado a través de canales ilegales.
Conclusión
En este curso, hemos explorado la aplicación de la cadena de bloques en la gestión de la cadena de suministro. La tecnología de la cadena de bloques almacena datos en un libro mayor distribuido, proporcionando inmutabilidad y descentralización. También utiliza mecanismos de consenso para garantizar que los participantes lleguen a un consenso, logrando así transparencia de datos, trazabilidad y coordinación sin problemas. Además, hemos obtenido información sobre diferentes tipos de redes de cadena de bloques, como cadenas de bloques públicas, cadenas de bloques privadas y cadenas de bloques de consorcio, ofreciendo a las empresas la flexibilidad de seleccionar la tecnología más adecuada según sus casos de uso y requisitos específicos.
En la gestión de la cadena de suministro, la tecnología blockchain ha demostrado un éxito significativo. Ha demostrado ser efectiva en acortar los ciclos de producción, mejorar la trazabilidad de productos, mejorar la gestión de transporte y logística, reducir costos operativos manuales y garantizar la protección ambiental y el cumplimiento. El uso de contratos inteligentes ha mejorado significativamente la gestión de la cadena de suministro, permitiendo transacciones y operaciones comerciales seguras y confiables. También ha reducido la necesidad de intermediarios y disminuido los costos operativos derivados de errores humanos y retrasos.
En la próxima lección, profundizaremos en las aplicaciones de la cadena de bloques en la financiación de la cadena de suministro y exploraremos las tendencias futuras y los posibles desafíos.
Takeaways
- La cadena de bloques es un tipo especial de base de datos que almacena datos utilizando un libro mayor distribuido y una estructura en forma de cadena, caracterizada por su inmutabilidad y descentralización.
- A través de mecanismos de consenso, la cadena de bloques asegura que todos los participantes lleguen a un consenso sobre los contenidos incluidos y sincronicen cualquier actualización, logrando transparencia de datos, trazabilidad y coordinación.
- La criptografía juega un papel crucial en la tecnología de la cadena de bloques, incluidas las firmas digitales, el cifrado asimétrico y las funciones hash. Garantiza la seguridad de los datos y la confidencialidad de las transacciones.
- Los mecanismos de consenso juegan un papel crucial en abordar problemas de confianza en sistemas distribuidos, garantizando datos genuinos y un orden correcto. Los mecanismos comunes incluyen Prueba de Trabajo y Prueba de Participación.
- Las cadenas de bloques públicas son redes de bloques abiertas en las que cualquiera puede participar, y los datos y transacciones son públicos, caracterizados por la descentralización y transparencia.
- Las blockchains privadas son redes de bloques con participantes limitados, utilizadas dentro de organizaciones o en escenarios de aplicaciones específicas, que proporcionan mayor privacidad y seguridad.
- Las cadenas de bloques de consorcio son un tipo de red de cadenas de bloques que incorpora tanto características de cadenas de bloques públicas como privadas, gestionadas y operadas conjuntamente por múltiples organizaciones o instituciones.
- Los contratos inteligentes son códigos autoejecutables en la cadena de bloques con lógica programable, que permiten transacciones seguras y fiables y operaciones comerciales sin necesidad de confiar en terceros. Pueden eliminar la necesidad de intermediarios, reducir los costos operativos causados por errores humanos y retrasos, y se utilizan para desarrollar diversas aplicaciones descentralizadas (DApps).
- En la gestión de la cadena de suministro, la tecnología de cadena de bloques se ha aplicado prácticamente en varios escenarios, incluyendo la reducción de los ciclos de producción, el aumento de la trazabilidad, la mejora de la seguridad alimentaria, el fortalecimiento del transporte y la logística, la reducción de los costos operativos manuales, la mejora de la eficiencia de la colaboración entre empresas, la promoción de la protección del medio ambiente y la garantía del cumplimiento.
Aplicación de Cadena de bloques en la Cadena de suministro
1. Comprenda las características de la cadena de bloques como un tipo especial de base de datos, incluido el libro mayor distribuido, la estructura de cadena, la inmutabilidad y la descentralización. Comprenda la aplicación de la criptografía en la tecnología de la cadena de suministro.2. Conozca los casos de uso práctico de la tecnología de la cadena de bloques para acortar los ciclos de producción, aumentar la trazabilidad, mejorar la seguridad alimentaria, fortalecer el transporte y la logística, reducir costos y mejorar la eficiencia colaborativa en la cadena de suministro.
Prefacio
La tecnología de cadena de bloques ha desarrollado rápidamente en la última década, arraigándose en varios campos y transformando muchas industrias, y la gestión de la cadena de suministro es un área con un potencial significativo para aplicaciones de cadena de bloques. Como parte esencial de las operaciones empresariales modernas, la gestión de la cadena de suministro requiere una coordinación efectiva de recursos en diferentes regiones en el panorama globalizado para garantizar procesos de servicio y producción fluidos y satisfacer con precisión las demandas de los clientes. Con sus características de transparencia, confiabilidad y automatización, la tecnología de cadena de bloques puede mejorar las capacidades de intercambio de información entre los usuarios y mejorar el rendimiento de otros impulsores en la cadena de suministro, como la producción, el inventario y el transporte.
En este curso, comenzaremos por introducir los principios básicos de la cadena de bloques y luego exploraremos sus aplicaciones en la gestión de la cadena de suministro. El libro mayor distribuido descentralizado y la seguridad criptográfica de la cadena de bloques la convierten en una solución ideal para muchos problemas en los sistemas de información de la cadena de suministro. Al establecer datos de la cadena de suministro en la cadena de bloques con registros inmutables, las empresas pueden realizar el rastreo de productos a lo largo del proceso, desde la compra y la inspección de materias primas hasta el monitoreo en tiempo real durante la fabricación y desde la gestión logística durante el envío hasta las ventas por parte de los minoristas. De esta manera, todos los participantes en la cadena de suministro pueden compartir datos en tiempo real, aumentar la visibilidad del proceso, garantizar la calidad del producto, mejorar la eficiencia de la colaboración y reducir los riesgos de retrasos y errores. Proporcionaremos ejemplos prácticos y experiencias en esta industria para ayudarlo a obtener una comprensión más profunda de las aplicaciones de la cadena de bloques en la gestión de la cadena de suministro.
Principios básicos de la Cadena de bloques
La cadena de bloques es un tipo especial de base de datos donde el almacenamiento de datos está sujeto a reglas específicas y no puede ser eliminado o modificado arbitrariamente. Su tecnología central es el libro mayor distribuido, donde cada pieza de datos está vinculada a la anterior, y los datos almacenados de esta manera generalmente se denominan "bloque".
Cada bloque se construye encima del bloque anterior, se conecta y se ordena a través de marcas de tiempo, e se identifica con un valor hash único generado por una función hash. Por lo tanto, se le llama “cadena de bloques”. Los nuevos datos solo se pueden agregar como parte de un bloque a la cadena de bloques, y la colección de bloques constituye la base de datos de la cadena de bloques.
Es ampliamente reconocido que en una red de cadena de bloques:
- Los datos pueden ser añadidos.
- Los datos no pueden ser eliminados o modificados arbitrariamente.
- Cada pieza de datos está vinculada a la anterior.
Esta base de datos a prueba de manipulaciones es valiosa ya que no requiere una autoridad central confiable (un intermediario de terceros) para operar el sistema, minimizando el potencial de que la confianza sea mal utilizada o abusada. Sus características de transparencia de datos, verificación fácil e inmutabilidad reducen significativamente el costo de la confianza.
La cadena de bloques se basa en una red distribuida de pares y utiliza un mecanismo de consenso para lograr un entendimiento compartido entre todos los participantes de los datos contenidos en la base de datos y para sincronizar cualquier actualización. Una vez que se agrega un bloque a la cadena de bloques, se puede considerar permanentemente válido.
Como resultado, la tecnología de la cadena de bloques puede servir como un factor impulsado por la información para mejorar la capacidad de respuesta y eficiencia de la gestión de la cadena de suministro. Puede aumentar la transparencia, la trazabilidad y la coordinación del intercambio de datos entre diferentes participantes, al mismo tiempo que previene la falsificación y el fraude.
Introducción a la Tecnología de Cadena de Bloques
Criptografía
La criptografía es la base de la tecnología de cadena de bloques, y sus aplicaciones incluyen firmas digitales, cifrado asimétrico y funciones hash. Las firmas digitales se utilizan para verificar la autenticidad y la integridad de los datos, asegurando que los datos no han sido manipulados. El cifrado asimétrico utiliza claves públicas y privadas, donde los datos se cifran con la clave pública al iniciar una transacción y se descifran con la clave privada, garantizando la confidencialidad y la seguridad de la transmisión de información.
La criptografía juega un papel crucial en la cadena de bloques al proteger la seguridad de los datos, prevenir el acceso no autorizado y la manipulación, y proporcionar a los participantes anonimato y protección de la privacidad, lo que permite a la cadena de bloques manejar de forma segura información y transacciones sensibles.
Mecanismo de consenso
En sistemas distribuidos, surge el problema de la confianza entre los participantes. Permitir la comunicación y lograr consenso entre todos los participantes en presencia de información defectuosa se conoce como el Problema de los Generales Bizantinos. Los sistemas que pueden superar este problema se llaman sistemas tolerantes a fallas bizantinas (BFT).
Los enfoques tradicionales dependen de autoridades centrales de confianza para determinar la autenticidad y el orden de los datos. Sin embargo, las redes de cadena de bloques de pares utilizan mecanismos de consenso para resolver disputas.
El objetivo de los mecanismos de consenso es determinar los datos reales en la red y ordenar correctamente los eventos. Diferentes plataformas y proyectos de cadena de bloques pueden utilizar diferentes mecanismos de consenso, como Prueba de Trabajo (PoW) y Prueba de Participación (PoS).
En el mecanismo de PoW, los participantes necesitan resolver un problema matemático complejo para demostrar su contribución al sistema y obtener el derecho a escribir datos. En el mecanismo de PoW, los participantes necesitan mantener una cierta cantidad de criptomoneda como garantía para enviar datos. Los nodos maliciosos serán identificados y sufrirán pérdidas, evitando así ataques maliciosos y garantizando que todos los participantes puedan llegar a un consenso para mantener el funcionamiento fluido de la red de blockchain.
Estructura de red de la cadena de bloques
La cadena de bloques es un libro mayor distribuido mantenido por muchos participantes mutuamente no confiables que utilizan mecanismos de cifrado y consenso. Estos participantes comúnmente se denominan nodos, pero no todos los nodos son iguales. Se pueden clasificar según sus funcionalidades como nodos completos, nodos ligeros y nodos mineros. Los nodos completos realizan verificaciones exhaustivas sobre el contenido de los bloques, incluida la validación de transacciones y el almacenamiento de copias completas de la cadena de bloques. Sin embargo, requieren recursos significativos para funcionar. Los nodos ligeros se conectan a otros nodos completos y solo validan datos limitados de bloques, lo que requiere menos almacenamiento y recursos de ancho de banda. Los nodos mineros son nodos completos o nodos ligeros y son responsables de proporcionar potencia computacional o apostar tokens para procesar transacciones, ganar recompensas del algoritmo de consenso y proteger la red de la cadena de bloques de ataques maliciosos.
La escritura y el intercambio de datos entre nodos diferentes crean una red de cadenas de bloques descentralizada, de igual a igual, sincrónica y sin confianza, que mitiga el riesgo de un único punto de falla que conduce a un fallo del sistema.
Blockchain Público, Blockchain Privado, Blockchain Consorcio
La tecnología de cadena de bloques se puede aplicar a diferentes escenarios. Según la identidad y el propósito de los participantes, se puede categorizar en cadenas de bloques públicas, cadenas de bloques privadas y cadenas de bloques de consorcio.
Cadena de bloques pública
Una cadena de bloques pública es una red de bloques abierta donde cualquiera puede participar, y las transacciones y validaciones pueden realizarse de forma anónima. Los datos y las transacciones en una cadena de bloques pública están abiertos a todos, lo que permite a todos los participantes verlos y verificarlos. Ejemplos típicos de cadenas de bloques públicas incluyen Bitcoin y Ethereum. Se caracterizan por la descentralización y la transparencia, pero también enfrentan desafíos de escalabilidad.
Blockchain privada
Una cadena de bloques privada es una red de cadenas de bloques limitada a participantes invitados o autorizados. A menudo se utiliza dentro de organizaciones o escenarios de aplicaciones comerciales específicas, proporcionando una mayor privacidad y seguridad. Esto permite un mejor control del acceso a los datos, asegurando que los datos solo sean transparentes dentro de la red interna. Algunos ejemplos de cadenas de bloques privadas son KitChain y la Plataforma de Cadena de Bloques de IBM, que se adaptan a necesidades empresariales específicas, como alta capacidad, baja latencia y cero tarifas.
Blockchain de consorcio
Un blockchain de consorcio es un tipo de red blockchain que integra características de blockchain públicas y privadas. Es gestionado y operado conjuntamente por múltiples organizaciones o instituciones, y los participantes deben firmar acuerdos para determinar los mecanismos de consenso y las reglas de intercambio de datos. Los blockchains de consorcio se aplican típicamente a proyectos de blockchain que involucran industrias específicas o asociaciones, como la compensación de pagos entre instituciones financieras. Ejemplos de blockchains de consorcio incluyen AntChain y la Fundación Energy Web.
Contratos inteligentes
Los contratos inteligentes son código autoejecutable con lógica programable en la cadena de bloques, similar a programas deterministas. Ejecutan tareas específicas cuando se cumplen ciertas condiciones. Los contratos inteligentes funcionan siguiendo declaraciones de tipo “si…entonces…”. Sus reglas están predefinidas por programadores y pueden ser replicadas y ejecutadas por todos los nodos una vez desplegados en la red de la cadena de bloques.
Los contratos inteligentes permiten el establecimiento de acuerdos sin confianza, lo que permite a los usuarios realizar transacciones seguras y fiables sin necesidad de confiar en una tercera parte. Se pueden utilizar para implementar varios negocios y compromisos de transacción. Los contratos inteligentes solo entran en vigor cuando se cumplen condiciones específicas, lo que significa que si las condiciones no se cumplen, el contrato inteligente no se ejecutará.
El uso de contratos inteligentes puede eliminar la necesidad de intermediarios, reduciendo significativamente los costos operativos relacionados con errores humanos y retrasos. Se pueden utilizar para desarrollar varios tipos de aplicaciones descentralizadas (DApps).
Acortar los ciclos de producción para mejorar la trazabilidad
En la industria de fabricación de electrónica, ocho empresas asociadas, incluyendo Arrow, Lenovo, Micron, SK Hynix, ZT Systems y Wiwynn, utilizaron los servicios de cadena de bloques proporcionados por Microsoft Azure para optimizar los ciclos de fabricación y adquisición de su cadena de suministro existente.
El brote global de la pandemia de COVID-19 en 2020 hizo que la gestión de la cadena de suministro fuera aún más desafiante, con interrupciones en las rutas de transporte y demandas de pedidos impredecibles que provocaron retrasos significativos en los tiempos de producción para muchos fabricantes. A través de la tecnología de cadena de bloques, los nodos de datos independientes en la cadena de suministro se conectaron para formar una red de datos para compartir información, lo que permitió una comunicación frecuente entre socios aguas arriba y aguas abajo.
La red de cadena de bloques ha hecho que los datos en cada eslabón de la cadena de suministro sean transparentes, desde el suministro de componentes, la fabricación y el transporte hasta el almacenamiento y la entrega. Esto no solo proporciona un intercambio de datos visible y confiable, sino que también permite la trazabilidad de los bienes, facilitando la gestión proactiva y dinámica de la cadena de suministro.
En el futuro, la gestión de calidad también se fortalecerá, extendiéndose aún más a los materiales primarios minerales, los centros de datos y la eliminación al final de la vida útil (EOL).
Mediante la creación de "gemelos digitales" para cada componente con el fin de registrar documentos e información relevantes, es posible evitar la inclusión de componentes falsificados y de calidad inferior en la cadena de suministro. También permite la verificación de las fuentes previas de componentes, evitando el uso de la extracción de materias primas obtenidas de forma inhumana y los minerales conflictivos, e identificando problemas de calidad en procesos complejos.
El comercio sin papel reduce los costos de fricción
El comercio sin papeles es el objetivo ideal para el comercio internacional, lo que no solo mejorará significativamente la eficiencia de la logística global, sino que también beneficiará a los comerciantes independientes y a los consumidores de diferentes países. Según Trademark East Africa, en una sola transacción, los empresarios africanos pueden necesitar completar hasta 96 documentos en papel.
Para abordar los desafíos de digitalización a los que se enfrentan los exportadores kenianos, Trademark East Africa se ha asociado con la Fundación IOTA para establecer un sistema crítico de acceso a documentos comerciales basado en la red Tangle en Kenia. Comparten información con las aduanas de los países de destino para agilizar el proceso de exportación, mejorando aún más la competitividad de las empresas kenianas a escala global.
Actualmente, Trademark East Africa ha convertido este proyecto en un enfoque estratégico y está experimentando con más rutas comerciales. Por ejemplo, están explorando exportaciones de té al Reino Unido, exportaciones de pescado a Bélgica y exportaciones de textiles a los Estados Unidos. También están colaborando con otros gobiernos del África Oriental para probar la integración de esta tecnología con sus agencias fronterizas.
Esta aplicación ha ayudado a las agencias fronterizas kenianas a establecer estándares para el intercambio transfronterizo e interindustrial de información comercial, acercándonos un paso más al objetivo global de hacer que el comercio sea accesible y sencillo para todos. El proyecto ha recibido un fuerte apoyo de las agencias gubernamentales de desarrollo en los Países Bajos, el Reino Unido y los EE. UU.
Seguridad alimentaria mejorada
Intel se ha asociado con Curry & Company, un gran distribuidor independiente de arándanos, para fortalecer la trazabilidad y el control de calidad de la cadena de suministro de alimentos utilizando la cadena de bloques Hyperledger Sawtooth. Esta asociación garantiza que los arándanos frescos puedan ser transportados al mercado para su venta dentro de un marco de tiempo específico después de la cosecha.
La Plataforma de Logística Conectada de Intel® está integrada con la red de bloques, incorporando sensores en toda la cadena de suministro y aprovechando la tecnología de Internet de las Cosas (IoT) para monitorear factores en tiempo real como la temperatura, humedad y condiciones de luz. El sistema puede verificar y rastrear las condiciones ambientales de los productos en cada etapa, desde la cosecha y almacenamiento hasta la entrega, garantizando frescura óptima de alimentos y calidad superior para los consumidores.
Comparado con los métodos tradicionales de gestión de la cadena de suministro, la introducción de la tecnología de cadena de bloques ha mejorado significativamente la trazabilidad y la seguridad alimentaria. Al monitorear continuamente el estado de las frutas, se pueden evitar de manera proactiva posibles problemas de deterioro y retiro de alimentos, y también se puede reducir el desperdicio de alimentos.
Además, los registros digitales han reemplazado muchas entradas manuales de datos, facilitando el intercambio de datos entre socios de la cadena de suministro y fomentando una colaboración altamente eficiente, transparente y confiable entre ellos.
Fortalecer el transporte y la logística
Maersk, una de las mayores líneas navieras de contenedores y operadores de buques del mundo, ha colaborado con IBM para desarrollar TradeLens, un sistema de seguimiento en tiempo real basado en blockchain para el envío internacional de mercancías. Esta plataforma permite compartir información de forma conveniente y segura, permitiendo que diferentes empresas en toda la cadena de suministro colaboren, promoviendo así un comercio global más transparente y eficiente.
El funcionamiento de la plataforma TradeLens se basa en numerosos sensores conectados a mercancías, unidades de transporte y equipos portuarios, que utilizan la tecnología IoT para rastrear la ubicación de las mercancías y otros datos como temperatura, vibraciones, humedad, etc. La información se registra en la cadena de bloques para que todos los usuarios puedan acceder a ella, garantizando un monitoreo constante del estado de la carga.
Además, cuando el barco llega a su destino, se utilizan códigos de contrato inteligente preprogramados para completar automáticamente documentos relacionados con contenedores y mercancías, como cálculos financieros, pagos de aranceles, auditorías, etc. A través de la función de interacción automatizada central de TradeLens, los participantes pueden optimizar flujos de trabajo y agilizar el procesamiento de datos. La cadena de bloques garantiza que todos los datos sean confiables, sin errores ni inexactitudes.
Actualmente, varias compañías navieras internacionales utilizan TradeLens para reducir los costos logísticos. Empresas como Agility, APM Terminals, PSA International, CMA CGM, DP World y otras aprovechan la tecnología de cadena de bloques para mejorar la velocidad y eficiencia de la consolidación de carga, declaraciones, despacho de aduanas, pagos y otras operaciones.
Protección del medio ambiente y cumplimiento
La empresa sudafricana de papel Sappi y el fabricante indio de pulpa y fibra Birla Cellulose han colaborado para crear GreenTrack, un sistema que rastrea el flujo de productos de tela y materiales reciclados. Los socios pueden utilizar el seguimiento en tiempo real escaneando códigos QR, asegurando que el proceso de producción provenga completamente de bosques sostenibles certificados. Esto ayuda a los consumidores a tomar decisiones de compra más informadas. Actualmente, la plataforma ha sido adoptada por más de 250 socios de la cadena de suministro, incluidas compañías conocidas como Walmart y Marks & Spencer.
En el sector pesquero, TraSeable Solutions se ha asociado con el Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF) para cumplir con las demandas de los clientes de cadenas de suministro de mariscos que cumplan con los estándares ESG y prevengan la pesca ilegal. Su sistema recopila datos sobre la captura de cada barco pesquero, incluidas las coordenadas, los registros de captura y los detalles de la tripulación, y luego etiqueta el embalaje del producto con códigos QR para permitir a los consumidores finales recuperar información registrada en la red de blockchain y minimizar la venta de pescado capturado ilegalmente. En la industria de la joyería, De Beers, uno de los mayores productores de diamantes, utiliza la plataforma blockchain Tracr para rastrear los diamantes desde la extracción, procesamiento y envío hasta las joyerías. A cada diamante se le asigna un ID único inmediatamente después de ser extraído. Los sensores detectan la sección, claridad, color y peso de cada diamante, y la información se registra en la plataforma Tracr. Los datos posteriores sobre el pulido, procesamiento, envío y reventa también se actualizan en tiempo real, lo que permite a todas las partes interesadas relevantes rastrear y revisar el recorrido del diamante. Esto no solo mejora la transparencia y confiabilidad de los registros, sino que también evita que los diamantes de sangre inhumanos ingresen al mercado a través de canales ilegales.
Conclusión
En este curso, hemos explorado la aplicación de la cadena de bloques en la gestión de la cadena de suministro. La tecnología de la cadena de bloques almacena datos en un libro mayor distribuido, proporcionando inmutabilidad y descentralización. También utiliza mecanismos de consenso para garantizar que los participantes lleguen a un consenso, logrando así transparencia de datos, trazabilidad y coordinación sin problemas. Además, hemos obtenido información sobre diferentes tipos de redes de cadena de bloques, como cadenas de bloques públicas, cadenas de bloques privadas y cadenas de bloques de consorcio, ofreciendo a las empresas la flexibilidad de seleccionar la tecnología más adecuada según sus casos de uso y requisitos específicos.
En la gestión de la cadena de suministro, la tecnología blockchain ha demostrado un éxito significativo. Ha demostrado ser efectiva en acortar los ciclos de producción, mejorar la trazabilidad de productos, mejorar la gestión de transporte y logística, reducir costos operativos manuales y garantizar la protección ambiental y el cumplimiento. El uso de contratos inteligentes ha mejorado significativamente la gestión de la cadena de suministro, permitiendo transacciones y operaciones comerciales seguras y confiables. También ha reducido la necesidad de intermediarios y disminuido los costos operativos derivados de errores humanos y retrasos.
En la próxima lección, profundizaremos en las aplicaciones de la cadena de bloques en la financiación de la cadena de suministro y exploraremos las tendencias futuras y los posibles desafíos.
Takeaways
- La cadena de bloques es un tipo especial de base de datos que almacena datos utilizando un libro mayor distribuido y una estructura en forma de cadena, caracterizada por su inmutabilidad y descentralización.
- A través de mecanismos de consenso, la cadena de bloques asegura que todos los participantes lleguen a un consenso sobre los contenidos incluidos y sincronicen cualquier actualización, logrando transparencia de datos, trazabilidad y coordinación.
- La criptografía juega un papel crucial en la tecnología de la cadena de bloques, incluidas las firmas digitales, el cifrado asimétrico y las funciones hash. Garantiza la seguridad de los datos y la confidencialidad de las transacciones.
- Los mecanismos de consenso juegan un papel crucial en abordar problemas de confianza en sistemas distribuidos, garantizando datos genuinos y un orden correcto. Los mecanismos comunes incluyen Prueba de Trabajo y Prueba de Participación.
- Las cadenas de bloques públicas son redes de bloques abiertas en las que cualquiera puede participar, y los datos y transacciones son públicos, caracterizados por la descentralización y transparencia.
- Las blockchains privadas son redes de bloques con participantes limitados, utilizadas dentro de organizaciones o en escenarios de aplicaciones específicas, que proporcionan mayor privacidad y seguridad.
- Las cadenas de bloques de consorcio son un tipo de red de cadenas de bloques que incorpora tanto características de cadenas de bloques públicas como privadas, gestionadas y operadas conjuntamente por múltiples organizaciones o instituciones.
- Los contratos inteligentes son códigos autoejecutables en la cadena de bloques con lógica programable, que permiten transacciones seguras y fiables y operaciones comerciales sin necesidad de confiar en terceros. Pueden eliminar la necesidad de intermediarios, reducir los costos operativos causados por errores humanos y retrasos, y se utilizan para desarrollar diversas aplicaciones descentralizadas (DApps).
- En la gestión de la cadena de suministro, la tecnología de cadena de bloques se ha aplicado prácticamente en varios escenarios, incluyendo la reducción de los ciclos de producción, el aumento de la trazabilidad, la mejora de la seguridad alimentaria, el fortalecimiento del transporte y la logística, la reducción de los costos operativos manuales, la mejora de la eficiencia de la colaboración entre empresas, la promoción de la protección del medio ambiente y la garantía del cumplimiento.