IOT E BLOCKCHAIN
PER IL MONITORAGGIO
DELLA SUPPLY CHAIN

Maggiore trasparenza nella tracciabilità dei prodotti,
risoluzione più veloce delle dispute e
automatizzazione dei processi di acquisto
grazie all'unione dell'Internet of Things con la Blockchain.

I problemi principali della Supply Chain

A causa del basso livello di digitalizzazione, la maggior parte delle Supply Chain si trovano oggi ad affrontare diversi problemi, che possono essere così riassunti:
  • Gestione inefficiente dei magazzini e degli inventari, che presentano spesso dei ‘visibility gaps’ per quel che riguarda la localizzazione e lo stato dei prodotti;
  • Processamento delle letters-of-credit (garanzie di pagamento per i prodotti spediti) costoso per tempo e denaro; le letters-of-credit sono infatti necessarie per garantire la volontà di pagamento, ma implicano processi che richiedono risorse;
  • Ritardo nei rimborsi per i beni danneggiati, derivato dall’impossibilità di tracciare beni danneggiati;
  • Dipendenza da intermediari, che devono provare l’autenticità dei documenti, mitigare il rischio, minimizzare i ritardi, e aiutare il business ad evitare sanzioni; questo però comporta un rallentamento e costi extra nel processo di spedizione;

Quali benefici si possono raggiungere?

Sicuramente non ogni problema che si presenta in una supply chain è facilmente risolvibile con l’utilizzo della blockchain. Tuttavia, grazie all'utilizzo delle tecnologie dell'Internet of Things e della Blockchain è possibile realizzare una Piattaforma di Trust in cui fornire accesso a tutti gli stakeholder coinvolti nella supply chain.

Inserendo sensori IoT si può apportare un miglioramento notevole sui problemi legati al tracking dei prodotti, che però offre solo una soluzione parziale data la scarsa fiducia che si avrebbe nel dato in quanto manomettibile nel tempo; ma, grazie alle caratteristiche della blockchain, è possibile inserire questi dati nella blockchain, andando di fatto a rimuovere il limite sulla fiducia della soluzione senza Blockchain.

Quali sono i requisiti per l'implementazione?

Il requisito principale (e non scontato) perché si possa pensare ad una soluzione che considera l’uso della blockchain, è che ve ne sia realmente il bisogno. Infatti, se non sono richiesti requisiti legati all'immutabilità e distribuzione dei dati - i punti di forza della blockchain - si può tranquillamente ricorrere all'impiego di altre tecnologie meno costose.
Per capire se, per lo use case in oggetto, l'utilizzo della blockain può essere la soluzione migliore si può far riferimento ad un albero decisionale simile a quello descritto in seguito:
  1. C'è la necessità di un database comune condiviso?
  2. Sono coinvolti diversi attori appartenenti ad enti diversi?
  3. Le parti coinvolte hanno interessi contrastanti e/o diffidano l'una dell'altra?
  4. Ci sono differenze nelle regole che governano queste parti?
  5. Le regole dietro le transazioni cambiano raramente?
Successivamente, bisogna valutare quello che è il perimetro funzionale della soluzione; diventano quindi elementi indispensabili affinchè sia possibile implementare una blockchain all’interno di una supply chain i seguenti:
  1. un obiettivo chiaro per cui viene implementata la blockchain stessa;
  2. avere chiari quali siano i punti di inizio e fine della supply chain;
  3. definire quali siano i dati essenziali e per quale motivo siano richiesti;
  4. vi devono essere sufficienti informazioni in relazione alla supply chain e al caso d’uso specifico;
  5. deve esservi una consistente integrazione all'interno della supply chain, tra i suoi membri, in termini di infrastrutture.
Infine, devono essere indivituati quei fattori che determinano quanto i dati riguardanti un prodotto - che si muove tra gli attori di una determinata supply chain - siano adatti ad essere tracciati con una blockchain. Questi si possono dividere in ‘aree di complessità’:
  1. Complessità tecnica di stabilire e mantenere l’identità del prodotto nel tracciare il dato;
  2. Complessità operativa e organizzativa di costruire le capacità core tra attori e processi per abilitare la tracciabilità;
  3. Complessità di mercato, data dalla difficoltà di introdurre la tecnologia di tracciamento nel contesto di un dato mercato o regolamento;
  4. Complessità finanziaria: prettamente nel finanziare la tecnologia e le infrastrutture per il tracciamento

Come scegliere la Blockchain per la mia Supply Chain?

  • Algoritmi

    Gli algoritmi di consenso sono introdotti nelle reti distribuite per approvare le transazioni, assicurandosi che non vi siano tentativi da parte di nodi malintenzionati di 'fregare la rete'. Questi metodi devono essere dunque inequivocabili, o meglio, devono ridurre al minimo la probabilità che quanto descritto avvenga. L'algoritmo di consenso guida 2 aspetti: il costo computazionale e gli use case implementabili.

  • Scalabilità

    L’importanza di questo fattore cresce al crescere del numero di nodi che prendono parte alla blockchain. Tale numero cambia sia a seconda del numero di dispositivi IoT che interagiscono direttamente con la blockchain, sia ,dal numero di attori che partecipano alla supply chain.

  • Risorse

    Questo indicatore indica il costo computazionale - in termini di cicli di CPU, memoria RAM e memoria di massa - necessario per eseguire l'algoritmo di consenso. Pertanto, nel caso in cui le capacità computazione dei nodi che dovranno eseguire l'algoritmo di consenso non siano elevate, è necessario optare per soluzioni che fanno riferimento ad algoritmi meno 'esigenti'.

  • Latenza

    Questo indicatore indica il tempo che viene impiegato mediamente dai nodi per raggiungere il consenso. Anche in questo caso le blockchain vengono classificate come: - low: ordine dei millisecondi - medium: ordine dei secondi - high: ordine dei minuti Anche in questo caso, è importantissimo valutare le diverse blockchain e scegliere quella che garantisce una latenza in linea con quelli che sono i propri requisiti.

  • Throughput

    Questo indicatore indica il numero di transazioni che possono essere processate dall’algoritmo di blockchain nell'unità di tempo. Infatti, non tutte le blockchain sono in grado di garantire lo stesso throughput e, in base allo stato dell'arte, vengono classificate come: - low: meno di 100 TPS (transazioni per secondo) - medium: tra 100 e 1000 TPS - high: più di 1000 TPS Diventa quindi importante valutare il Throughput di operazioni previste per la propria soluzione e scegliere la blockchain che soddisfa tale requisito.

Una Blockchain è una catena sequenziale di blocchi in cui ogni blocco fa riferimento al suo predecessore cronologico, creando di fatto una lista collegata. I blocchi contengono transazioni multiple, e sono aggiunti in intervalli di tempo più o meno regolari e discreti. Nel Tangle, invece, ogni transazione (invece che un blocco di transazioni) fa riferimento a due transazioni precedenti, formando non una lista collegata, ma una complessa struttura web nota in matematica come Directed Acyclic Graph. Analizzando con più dettaglio le due tecnologie, è possibile capire quali sono i punti di forza e le debolezze di ciascuna di essa.

  • Il Tangle è più fluido e scalabile, per cui diventa più veloce e più potente con il tempo; la blockchain, invece, diventa più lenta e meno produttiva.
  • Allo stato attuale, il Tangle è gratuito, ovvero non ha ricompense in blocco e i nodi non necessitano di commissioni per verificare le transzioni. In una blockchain, le commissioni sono troppo alte oppure mancano i miner.
  • La tecnologia blockchain è considerata affidabile e sicura, mentre il Tangle deve ancora mostrare la sua vera efficacia e affidabilità.

    • Hyperledger Fabric è un'implementazione blockchain aperta; il suo design modulare e versatile fornisce la possibilità di implementare un'ampia gamma di casi d'uso del settore industriale. Le sue caratteristiche principali si riassumo in:

  • Blockchain privata
  • Progettato per le aziende (servizi di consenso e di membership)
  • No commissioni
  • Meccanisco di consenso configurabile

    • Date le sue caratteristiche, questa implementazione può essere utilizzata per la realizzazione dei seguenti use case: Immutabilità dei documenti e accessibilità, Tracciatura nella supply chain, Smart Contracts, Data Storage. Il suo funzionamento base può essere riassunto nei seguenti punti:

  • Il client riceve un ID tramite MSP (Membership Service Provider)
  • I client mandano le transazioni agli Endorsing Peer, utilizzando lo Smart
  • Contract idoneo
  • Gli Endorsing Peer verificano la correttezza della transazione
  • I client ricevono il responso e inoltrano la transazione al nodo Orderer
  • I nodi Orderer formano il blocco e lo inseriscono nella blockchain
  • Il blocco viene validato e inoltrato ai nodi Peer (Endorsing e Commiters)

    • Le principali aziende che stanno sperimentando questa tecnologia sono: Walmart, Borsa Italiana, Unilever, Tennet.

    IOTA è un'implementazione blockchain aperta, distribuita e scalabile, progettata per supportare dati e trasferimento di valore senza attriti. Le sue caratteristiche principali si riassumo in:

  • Struttura DAG, Tangle pubblico
  • Progettato per l'Interet of Things (come suggerito dal nome)
  • No commissioni
  • Meccanisco di consenso basato su Proof-of-Work

    • Date le sue caratteristiche, questa implementazione può essere utilizzata per la realizzazione dei seguenti use case: Immutabilità dei documenti e accessiblità, Tracciatura nella supply chain, Machine-to-Machine micro-payments, Data Marketplace.
    Il suo funzionamento base può essere riassunto nei seguenti punti:

  • Il contenuto della transazione viene criptato con una chiave specifica per applicazione
  • Il nodo invia la transazione al tangle (tramite canale dell’applicazione MAM)
  • La rete lega la transazione al tangle tramite validazione con "Proof-of-Work" di almeno due transazioni
  • I client autorizzati (che conoscono l’indirizzo del canale MAM del nodo e la chiave) visualizzano lo stato delle transazioni

    • Le principali aziende che stanno sperimentando questa tecnologia sono: Microsoft, Wolkswagen, Bosh, Fujitsu.