Explorer le rôle de la blockchain dans les systèmes IoT industriels (partie 1)

Nous sommes presque à mi-chemin de 2018 et la blockchain approche du « creux de la désillusion » du Gartner Hype Cycle. Bien que cela semble inquiétant, je ne suis pas convaincu de sa descente imminente puisque la "blockchain" continue de faire l'objet d'une large couverture médiatique. Pour beaucoup, la blockchain est un marteau technologique à la recherche d'un clou du marché. Je suis sûr que vous avez entendu ou lu sur la blockchain et que vous vous demandez si cela est pertinent pour vos systèmes. Nous nous sommes également interrogés à ce sujet et avons décidé de créer notre groupe de recherche pour approfondir un peu la question.

Alors que la crypto-monnaie continue de voler la vedette à la blockchain (et absorbe des quantités énormes d'énergie pour la soutenir), les efforts se sont déplacés très lentement vers des cas d'utilisation industrielle plus pertinents tels que la gestion de la chaîne d'approvisionnement, la gestion des stocks, l'énergie transactionnelle, etc. Pour ceux de vous utilisez RTI Connext DDS dans des systèmes en temps réel critiques à travers le monde, nous réalisons que la crypto-monnaie et la gestion de la chaîne d'approvisionnement ne figurent pas en haut de votre liste de capacités pour lesquelles vous pourriez avoir besoin de l'attention de RTI.

Le groupe de recherche furtif mais hyperactif de RTI a travaillé avec le ministère de l'Énergie (DOE) pour étudier comment la blockchain pourrait être exploitée pour sécuriser des systèmes industriels comme le vôtre. Bien que nous ayons de nombreux efforts de recherche avancés en cours avec l'armée, la marine, l'armée de l'air, la DARPA, le DOE et la défense antimissile, ce blog se concentre sur la façon dont nos recherches sur la blockchain peuvent être utiles à vos systèmes industriels en temps réel.

Qu'est-ce que la technologie Blockchain ?

Afin de préparer le terrain pour une discussion sur la blockchain industrielle, jetons un coup d'œil rapide à la technologie de la blockchain pour ceux d'entre vous qui la découvrent. Passez à la section suivante si vous êtes déjà un pro.

Aujourd'hui, nous faisons confiance à nos banques, sociétés de cartes de crédit, notaires et autres en tant qu'arbitres centralisés pour gérer les contrats ou le transfert d'argent à quelqu'un que nous devons. Dans les jeux en ligne, nous faisons confiance au serveur de jeu en tant qu'arbitre centralisé pour faire avancer l'état du jeu entre tous les joueurs participants en fonction des données que nous envoyons au serveur sur nos propres actions. Dans les systèmes industriels, l'arbitre central de la vérité est l'entreprise qui possède et gère le système. Dans ces domaines et bien d'autres, cet arbitre central gère des bases de données (en langage blockchain, "grands livres") sur toutes les données d'un système donné. Cet arbitre a un contrôle total sur ce qui est écrit dans le grand livre, y compris la possibilité de modifier (falsifier) ​​l'historique dans le grand livre si vous le souhaitez. Des agents malveillants pourraient également compromettre ces arbitres et ainsi altérer les registres. Ainsi, un seul arbitre (gestionnaire de grand livre) peut être un point unique de défaillance de l'intégrité des données. La technologie Blockchain est perturbatrice car elle permet à ce grand livre d'être distribué et géré par plusieurs non fiables et méfiants les uns envers les autres, tout en offrant de solides garanties que cette solution décentralisée préserve l'intégrité des données. Chaque partie participant à la gestion décentralisée du grand livre maintient et gère une copie locale du grand livre. Le nombre de parties peut varier considérablement (de quelques-uns à des milliers) en fonction des caractéristiques/utilisations souhaitées de la blockchain.

Alors, que stockez-vous dans un grand livre ? Premièrement, les informations sont écrites dans le grand livre en morceaux appelés (comme on peut le deviner) « blocs ». Les blocs sont composés d'unités d'informations pouvant contenir pratiquement n'importe quoi - un contrat d'entreprise ou personnel, une garantie, une police d'assurance, une idée de brevet, des données de patient, un achat de bitcoin, une photo, des données personnelles cryptées, etc. Ces données peuvent être crypté si vous le souhaitez. Cependant, pour vos applications industrielles, il est plus susceptible d'inclure des données de capteur, l'état du système et vraiment tous les échantillons de données que vous souhaitez conserver de manière immuable. La façon dont les informations sont découpées en blocs est vraiment spécifique au cas d'utilisation.

Le concept d'une chaîne est fondamental pour la conception de la blockchain car chaque bloc nouvellement ajouté dépend inextricablement du bloc précédent, lui-même dépendant de son bloc précédent - formant ainsi une chaîne logique. Un adversaire cherchant à modifier le contenu de tout bloc enregistré dans le passé doit alors également modifier tous les blocs enregistrés depuis le début, dans tous copies distribuées de la chaîne. La technologie cryptographique utilisée dans les blockchains rend les tentatives de changement clairement visibles ; en combinaison avec la réplication distribuée du grand livre, cela rend la "réécriture de l'histoire" presque impossible. Un attaquant devrait réécrire toutes (ou la plupart) des copies en même temps.

Quand avez-vous besoin de Blockchain ?

Les blockchains sont applicables dans les situations où deux ou plusieurs groupes distribués ne se font pas confiance ou ne faites pas confiance à un arbitre centralisé, alors que tous ont intérêt à enregistrer de manière immuable des données ou à la transition d'état d'un système (par exemple, un jeu, votre compte bancaire, etc.). En revanche, dans les systèmes où une seule partie est impliquée, un tel arbitrage décentralisé n'est pas un problème. Au sein d'une entreprise, par exemple, si le souci est de s'assurer que les données historiques ne sont pas falsifiées, une base de données sécurisée en écriture seule (utilisant des lecteurs à écriture unique) peut être suffisante. Ainsi, si vos applications ne rencontrent aucun problème avec un seul arbitre central, s'il n'y a pas de méfiance à l'égard des données, la blockchain peut ne pas être nécessaire. Cependant, si plusieurs entreprises font des affaires, comme dans une chaîne d'approvisionnement ou sur une plate-forme pétrolière, il peut y avoir des inquiétudes quant à la fiabilité des données.

Blockchain transactionnelle traditionnelle

Maintenant, dans peut-être la plupart des cas d'utilisation que vous avez lus, la blockchain consiste à enregistrer activement les transactions , c'est-à-dire une transactionnelle blockchain. L'intention de ce cas d'utilisation de blockchain est de capturer et de persister de manière immuable la transition d'un système d'un état à un autre. Par exemple, dans le domaine des transactions financières, ces transitions d'état sont des changements dans les soldes des comptes au fur et à mesure des transferts. C'est pourquoi le magasin de données est appelé un grand livre et non une base de données.

Ce qu'il est important de comprendre, c'est que l'état du système n'avancera pas tant qu'une transaction n'est pas acceptée et stockée dans la chaîne. De plus, si les transactions peuvent entrer en concurrence (comme les préoccupations concernant les doubles dépenses en Bitcoins), cela introduira des latences dans les processus qui doivent être prises en compte. À titre d'exemple extrême, dans Bitcoin, "pour être en sécurité", on peut attendre jusqu'à une heure pour s'assurer qu'une transaction a bien été effectuée. Alors que l'insertion d'une blockchain transactionnelle conviendra parfaitement à certains cas d'utilisation industriels (bien qu'avec des latences beaucoup plus faibles), reportons cette discussion et ses solutions à un futur blog.

Blockchain pour les systèmes industriels

Dans le cas d'utilisation sur lequel je me concentre ici, nous récupérons des données spécifiques sur le Connext Databus sécurisé et les stockons directement dans la blockchain. Nous collectons les données de manière sélective et les stockons de manière immuable dans plusieurs registres détenus et sécurisés séparément. Il n'y a pas de concept de transaction car nous n'essayons pas de contrôler l'état du système, nous l'observons simplement. Ceci est similaire aux cas d'utilisation non en temps réel pour stocker des éléments tels que des idées de brevets, des données de patients et des contrats sur une blockchain. Bien que les contrats intelligents puissent être utilisés, ils ne font pas partie du processus de validation des données pour contrôler si les données sont ajoutées à la chaîne ou non.

Pour les applications industrielles en temps réel, ce qui est important, c'est que la blockchain ne fasse pas partie de la chaîne de contrôle des processus, elle n'injecte donc aucune latence. Cette application de la technologie nécessitait une conception de blockchain unique spécialement pour cela. Notre conception est beaucoup plus propice au déploiement dans des systèmes industriels en temps réel, car nous pouvons éliminer les latences notoires et la nature transactionnelle pour lesquelles les blockchains sont connues (tout en maintenant la cohérence). Pour de nombreux cas d'utilisation, tout la latence introduite peut être un obstacle à leur adoption.

Ce paradigme est idéal pour un bus de données industriel entièrement décentralisé et sécurisé comme DDS. Il est assez simple d'intégrer ce type de blockchain - même dans un système entièrement opérationnel sans aucun temps d'arrêt . L'utilisation d'une blockchain dans votre système

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