Rozwój prywatnych łańcuchów bloków w 2025 r.: kompleksowy przewodnik

Najlepszym przykładem tego jest rozwój prywatnych łańcuchów bloków, które rozpoczęły się jako technologia eksperymentalna, a następnie przekształciły się w istotną infrastrukturę przedsiębiorstw.

Bezpieczne sieci z ograniczonym dostępem zyskują coraz większą popularność w organizacjach jako rozwiązanie kluczowych wyzwań biznesowych, takich jak fragmentacja systemów danych, wymogi zgodności z przepisami, szybkość transakcji i brak zaufania między partnerami biznesowymi.

Branże takie jak finanse i farmaceutyczna zdały sobie sprawę, że nie wszystkie rozwiązania oparte na technologii blockchain muszą być publicznie dostępne, a zamiast tego można tworzyć gotowe do wdrożenia projekty, które zapewniają wymierny zwrot z inwestycji, solidny model zarządzania i plan interoperacyjności.

Obecny stan techniki polega na tworzeniu osobistego łańcucha bloków w czymś więcej niż tylko rozproszonym rejestrze.

Technologia prywatnego łańcucha bloków jest formą technologii rozproszonego rejestru z ograniczonym dostępem, w której tylko certyfikowani członkowie mogą uczestniczyć i korzystać z platformy.

W przeciwieństwie do publicznych łańcuchów bloków, takich jak Ethereum lub Bitcoin, które są otwarte dla wszystkich i wymagają anonimowych mechanizmów konsensusu, prywatne łańcuchy bloków są zarządzane przez poszczególne organizacje lub konsorcja.

Przejrzystość łańcucha dostaw

Ze względu na kontrolowaną strukturę technologia prywatnych łańcuchów bloków jest szczególnie przydatna w branżach, w których prywatność ma duże znaczenie, kontrola wydajności jest priorytetem, a ostateczna dostawa ma kluczowe znaczenie.

Zapewnia to pełną przejrzystość, weryfikowalność pochodzenia i autentyczność produktu oraz ogranicza dostęp do autoryzowanych podmiotów, takich jak producenci, dostawcy usług logistycznych i organy regulacyjne.

Systemy informacji zdrowotnej

To, co sprawia, że dane HIT są bardzo wrażliwe, to fakt, że informacje o pacjentach są ściśle regulowane przez przepisy i regulacje, takie jak HIPAA i RODO.

Prywatne łańcuchy bloków mogą pomóc szpitalom, laboratoriom, firmom ubezpieczeniowym i agencjom regulacyjnym w bezpiecznej wymianie i weryfikacji informacji o pacjentach, danych dotyczących recept oraz informacji o badaniach klinicznych.

Działalność instytucji finansowych

Prywatne łańcuchy bloków umożliwiają realizację płatności transgranicznych w czasie rzeczywistym bez konieczności korzystania z przestarzałych systemów infrastrukturalnych.

Rozwiązania w zakresie tożsamości cyfrowej

Rozwiązania w zakresie tożsamości cyfrowej oferują bezpieczne systemy tożsamości cyfrowej w przedsiębiorstwach, organizacjach rządowych i konsorcjach biznesowych. Systemy te mogą wydawać, weryfikować i cofać tożsamości cyfrowe bez przechowywania danych osobowych w łańcuchu bloków, opierając się wyłącznie na dowodach kryptograficznych w celu ich weryfikacji.

Zarządzanie dokumentami i zgodność z przepisami

Organizacje mogą opatrywać datą, weryfikować i zarządzać ważnymi dokumentami, takimi jak umowy, raporty audytowe i certyfikaty, za pomocą prywatnych sieci blockchain.

Zastosowania w sektorze energetycznym

Technologia prywatnego łańcucha bloków jest wykorzystywana w sektorze energetycznym w celu ułatwienia handlu energią między producentami a konsumentami w modelu P2P, monitorowania harmonogramów konserwacji sprzętu oraz odchyleń w produkcji.

Usługi rządowe

Agencje rządowe stosują koncepcję prywatnego łańcucha bloków, który działa podobnie do publicznego łańcucha bloków w podstawowej konfiguracji, gdzie informacje są przechowywane w blokach, ustanawiane są kryptograficzne połączenia między blokami, a rejestr jest rozdzielony między wiele węzłów.

Organizacje obsługujące własne łańcuchy bloków ustalają szczególne warunki dostępu do sieci. Zezwolenie udzielane jest tylko ograniczonej liczbie podmiotów, które są zaufane, takich jak firmy partnerskie, działy lub partnerzy biznesowi.

Każdy węzeł jest serwerem, który weryfikuje transakcje i przechowuje dane oraz przekazuje informacje do sieci blockchain, przeprowadzając procedury uwierzytelniające przed uzyskaniem dostępu do sieci.

Przetwarzanie i weryfikacja transakcji

Każdy węzeł jest zasobem, który świadczy usługi, takie jak transfery, wydawanie dokumentów lub rejestrowanie danych, oraz weryfikuje transakcje w sieci.

Weryfikacja tych transakcji jest konieczna, ponieważ prywatne łańcuchy bloków nie wykorzystują anonimowych mechanizmów konsensusu, takich jak Proof of Work. Zamiast tego stosują one wydajne algorytmy, takie jak:

• Raft zapewnia globalną zgodność pod przewodnictwem jednego węzła
• Praktyczna bizantyjska odporność na awarie, która zapewnia wysoki stopień odporności na awarie
• Dowód autorytetu, w którym zaufane węzły potwierdzają ważność poszczególnych transakcji i łączą je w bloki

Tworzenie i dystrybucja bloków

Po weryfikacji transakcji zatwierdzone transakcje są łączone w bloki. Bloki te są podpisywane przez węzły walidacyjne lub węzły liderów i wprowadzane do rejestru łańcucha bloków.

Ukończony blok jest następnie wysyłany do wszystkich węzłów sieci, które weryfikują jego ważność i zapisują go w swoich zsynchronizowanych kopiach łańcucha bloków, nie mając dodatkowego dostępu do żadnych danych poza tymi, do których mają prawo wglądu.

Wiele prywatnych systemów blockchain wykorzystuje partycjonowanie danych lub prywatne kanały, w których poufne informacje są udostępniane wyłącznie stronom zaangażowanym w daną transakcję.

Wdrożenie inteligentnych kontraktów

Większość prywatnych systemów blockchain wykorzystuje inteligentne kontrakty, które są zautomatyzowanymi programami przechowywanymi w łańcuchu bloków i implementują reguły biznesowe.

Przykładowo, umowy mogą automatycznie realizować płatności tylko wtedy, gdy transakcje wskazują, że dostawa została zrealizowana. Inteligentne umowy działają automatycznie, co oznacza, że gwarantują dokładną zgodność z zakodowaną logiką biznesową.

Umowy takie mogą zostać wzbogacone o ścisłe kontrole zarządcze zgodnie z dokładnym audytem bezpieczeństwa.

Możliwości audytowe i zgodność z przepisami

Prywatne łańcuchy bloków mogą umożliwiać przejrzystą kontrolę wszystkich upoważnionych stron. Zatwierdzone transakcje są trwałe (niezmienne) po zapisaniu w łańcuchu bloków, pomimo ograniczonego dostępu.

Pomaga to w zachowaniu zgodności z przepisami, procedurami rozstrzygania sporów i długoterminowymi wymogami dotyczącymi odpowiedzialności.

Publiczne łańcuchy bloków opierają się na zasadach otwartości, przejrzystości i decentralizacji. Początkowo wykorzystywane do obsługi kryptowalut, takich jak Bitcoin i Ethereum, sieci te ewoluowały w kompleksowe ekosystemy obsługujące szeroki wachlarz zastosowań w obszarach zdecentralizowanych finansów, płatności transgranicznych, śledzenia łańcucha dostaw oraz zarządzania tożsamością cyfrową.

Biznesowe zastosowania publicznych łańcuchów bloków

Sieci te zmniejszają ryzyko manipulacji i eliminują pośredników, ponieważ nie ma pojedynczych punktów kontroli, co prowadzi do oszczędności kosztów i poprawy wydajności operacyjnej.

Przejrzystość to kolejna istotna zaleta. Transakcje mogą być przechowywane we wspólnych rejestrach i natychmiastowo kontrolowane, co jest bardzo korzystne dla branż wymagających zaufania i identyfikowalności, takich jak opieka zdrowotna, logistyka i usługi finansowe.

Publiczne łańcuchy bloków są niezmienne, a zapisane dane nie podlegają modyfikacjom, co zwiększa bezpieczeństwo i pomaga spełnić wymagania dotyczące integralności danych i zapobiegania oszustwom.

Ich bezzezwoleniowy charakter otwiera możliwości innowacyjne, pozwalając każdemu na tworzenie aplikacji bez konieczności uzyskania zgody, co stwarza szanse dla start-upów i przedsiębiorstw zorientowanych na technologie.

Ograniczenia publicznego łańcucha bloków

Niemniej jednak brak konieczności uzyskania zezwolenia w przypadku publicznych łańcuchów bloków wiąże się z poważnymi ograniczeniami:

• Skalowalność jest istotną kwestią w przypadku większości sieci, które borykają się z ogromną liczbą transakcji, prowadzącą do opóźnień i wysokich opłat w godzinach szczytu.
• Ochrona danych może być sprzeczna z poufnością przedsiębiorstwa
• zużycie energii, zwłaszcza w łańcuchach bloków opartych na dowodzie pracy, budzi wątpliwości pod względem środowiskowym i operacyjnym
• Niepewność regulacyjna i związana z zarządzaniem może stanowić przeszkodę we wdrożeniu

Organizacje muszą wybierać między publiczną a prywatną infrastrukturą blockchain. Obie oferują podstawowe zalety rozproszonego rejestru, takie jak niezmienność, przejrzystość i automatyzacja, ale różnią się znacznie pod względem działania, dostępności i zarządzania zaufaniem.

Kiedy wybrać publiczny łańcuch bloków

Publiczne łańcuchy bloków są lepsze pod względem:

• Zdecentralizowane finanse
• Otwarte rynki
• Wnioski wymagające ujawnienia informacji
• Systemy oparte na kryptowalutach, takie jak portfele, giełdy i zdecentralizowane aplikacje finansowe
• rynki NFT, metawersje i zdecentralizowane organizacje autonomiczne

Wybierz publiczny łańcuch bloków, gdy przejrzystość nie stanowi ryzyka, ale jest podstawową cechą. Tak jest w przypadku potwierdzania pochodzenia, potwierdzania istnienia rejestru publicznej odpowiedzialności lub potwierdzania, że rejestry głosowania, dotacje publiczne lub darowizny na cele charytatywne są zabezpieczone przed fałszerstwem.

Kiedy wybrać prywatny łańcuch bloków

Prywatne łańcuchy bloków są preferowane w przypadkach, gdy należy skupić się na:

• Wydajność na dużą skalę - Mniejsza liczba węzłów i uproszczony konsensus sprawiają, że sieci te są praktyczne w przepływach pracy w czasie rzeczywistym
• Kontrola danych i prywatność – prywatne łańcuchy zapewniają narzędzia, takie jak kanały z uprawnieniami, selektywne udostępnianie informacji i szyfrowanie
• Kontrola zarządzania - Organizacje mogą wprowadzać szczegółową kontrolę dostępu i generować weryfikowalne logi
• Procesy międzyorganizacyjne — idealne do automatyzacji procesów przy zachowaniu zaufania i prywatności

W porównaniu z publicznymi łańcuchami bloków charakteryzują się one wysoką przepustowością, mniejszym opóźnieniem i lepszą ochroną prywatności, co jest szczególnie ważne w branżach podlegających regulacjom.

Inteligentne kontrakty umożliwiają przedsiębiorstwom automatyzację i kontrolę. Po wdrożeniu te samowykonalne umowy ograniczają zapotrzebowanie na pośredników, a także upraszczają operacje.

Zgodność z przepisami jest również łatwa do osiągnięcia, ponieważ organizacje mogą wprowadzić szczegółową kontrolę dostępu, generować weryfikowalne logi i zezwalać wyłącznie znanym podmiotom na przetwarzanie poufnych informacji.

Każdy projekt prywatnego łańcucha bloków wymaga dobrze zdefiniowanych zagadnień biznesowych. Technologia łańcucha bloków jest najbardziej wydajna w sytuacjach, w których różne strony muszą wymieniać informacje lub autoryzować transakcje w sposób zdecentralizowany i niepodważalny.

Przykłady jasnych przypadków użycia:

• Pojedyncze konsorcja bankowe mogą stosować prywatne łańcuchy bloków do rozliczania płatności transgranicznych.
• Firmy logistyczne mogłyby śledzić autentyczność ładunku w obszarach celnych
• Podmioty świadczące usługi opieki zdrowotnej mogą korzystać z bezpiecznego systemu wymiany danych pacjentów między placówkami

Wybór platformy powinien opierać się na wymaganiach branżowych, integracji ze stosem technologicznym, wymaganiach dotyczących zarządzania oraz umiejętnościach zespołu programistów.

Hyperledger Fabric wykorzystuje kanały prywatne w celu izolacji komunikacji między określonymi grupami uczestników.

Corda koncentruje się na możliwości egzekwowania umów prawnych, a także na prywatności domyślnej.

Wybierz platformę, określ architekturę sieci, liczbę węzłów, role węzłów i sprawdzanie tożsamości. Wyobraź sobie dystrybucję danych między sieciami, procesy przyznawania dostępu i metody skalowania w czasie.

Przykłady architektury

Hyperledger Fabric może mieć różne podmioty, które obsługują węzły równorzędne powiązane z usługami porządkowania. Certyfikaty X.509 służą do zarządzania uprawnieniami wydanymi przez urzędy certyfikacji.

R3 Corda umożliwia komunikację peer-to-peer między węzłami i udostępnianie danych wyłącznie między stronami, które są ze sobą powiązane, zapewniając wysoki poziom poufności.

Protokoły takie jak Proof of Work nie wymagają protokołów energochłonnych w sieci prywatnej. Wybierz raczej skuteczne modele, takie jak:

• Praktyczna tolerancja błędów bizantyjskich
• Raft
• Dowód autorytetu

Modele zarządzania muszą jasno określać wymagania dotyczące wejścia do sieci, uprawnienia do składania wniosków transakcyjnych i ich weryfikacji oraz procesy wdrażania i aktualizacji inteligentnych kontraktów.

Inteligentne kontrakty to warstwy logiki biznesowej łańcucha bloków. Kontrakty takie określają procesy przetwarzania, walidacji i transferu danych w określonych warunkach.

Rozwój może opierać się na:

• Solidity do tworzenia Quorum
• Go lub JavaScript do tworzenia Fabric
• Kotlin do tworzenia Corda w zależności od platformy

Przygotujcie obszerne testy jednostkowe, przetestujcie przebieg transakcji w sieciach testowych i przeprowadźcie wewnętrzne kontrole. W przypadku wdrażania aplikacji o wysokim ryzyku, takich jak aplikacje finansowe lub medyczne, rozważcie przeprowadzenie audytu kodu przez stronę trzecią w celu wykrycia błędów logicznych lub zagrożeń bezpieczeństwa, a następnie wdrożcie je w kontrolowanych środowiskach.

Wdrożenie obejmuje pakowanie kodu blockchain, takiego jak węzły, inteligentne kontrakty i kontrole dostępu, oraz wdrażanie ich w regulowanym środowisku. W tym przypadku kluczowe znaczenie mają praktyki DevOps.

• Używaj Docker i Kubernetes do koordynowania skalowania i odporności
• Skonfigurujcie pulpity monitorujące za pomocą narzędzi takich jak Grafana i Prometheus, aby monitorować stan węzłów, wydajność transakcji i wykonywanie umów
• Wprowadźcie wzmocnione zabezpieczenia: szyfrujcie dane w trakcie przesyłania, zarządzajcie kluczami i często zmieniajcie zasady dostępu

Nie można ignorować prywatnych łańcuchów bloków. Kluczowe działania związane z utrzymaniem obejmują:

• Rozbudowuj sieci i dodawaj nowych członków
• Zrewiduj zasady zarządzania
• Kontroluj wydajność węzłów
• Rutynowe audyty, aktualizacje oprogramowania i poprawki bezpieczeństwa

W nadchodzących latach można spodziewać się rozwoju technik kryptograficznych i mechanizmów konsensusu, które będą stanowić podstawę rozwoju prywatnych łańcuchów bloków.

Wykorzystanie modeli hybrydowych, łączących aspekty publicznego i prywatnego łańcucha bloków, będzie coraz bardziej powszechne, a organizacje prawdopodobnie odniosą korzyści z obu strategii.

Te modele hybrydowe mogą pozwolić na usunięcie barier we współpracy, ale jednocześnie chronią poufne informacje. Przyszłość prywatnego łańcucha bloków zostanie określona przez innowacje, które pozwolą na zrównoważenie prywatności i przejrzystości.

Dzięki odpowiedniemu projektowi systemy takie mogą zapewnić wydajność przedsiębiorstwa bez narażania prywatności lub kryteriów zgodności.