Kan Blockchain ge insyn i globala leveranskedjor?

Om man skulle försöka visualisera den moderna internationella ekonomin kan det likna härvan av kablar bakom en dator eller tv.

Försörjningskedjorna som transporterar varor från tillverkare till konsumenter väver över och runt varandra och sträcker sig över gränser och hav. En produkt kan passera flera länder innan den tar plats på en detaljhandelshylla i väntan på köp. Det gäller kläderna vi bär, elektroniken vi använder och till och med maten vi stoppar i våra kroppar.

Den här artikeln är en del av vår serie "Blockchain bortom Bitcoin“. Bitcoin är början, men det är långt ifrån slutet. Vi tar en djupdykning i blockchain-världen för att hjälpa dig att slingra huvudet kring varför. I den här serien går vi bortom kryptovaluta och skärper oss i blockchain-applikationer som kan omforma medicinska journaler, röstmaskiner, videospel och mer.

Tänk dig att beställa en cheeseburgare på en restaurang: Hur mycket kan du om ingredienserna? Vilket mejeri kom osten ifrån? Vad odlar sallad och lök? Vilken fabrik gick nötköttet igenom för att malas - och är det till och med helt nötkött.

Globaliseringen har fördelar, både för utvecklingsekonomier och för internationell fred, men en konsekvens av global handel är att konsumenter ofta har liten insikt om var varorna de köper kommer ifrån, eller hur de är gjorda. Företagen som säljer dessa varor kanske inte ens vet. Dessa gråzoner är ett problem, eftersom de ger möjligheter till felhantering eller rent av rent bedrägeri.

Det kan dock finnas en teknik som kan lösa detta problem: Blockchain. Introducerad till mainstream som en del av kryptovalutan Bitcoin, blockchain har blivit synonymt med kryptovalutor - och i förlängningen blir människor rika snabbt. Bland blockchains nyckelegenskaper är förmågan att göra data transparent och nästan oföränderlig, och detta kan göra blockchain ett utmärkt verktyg för att göra försörjningskedjor synliga för världen och minska möjligheter till bedrägerier, inom livsmedelsindustrin och vidare.

Matbedrägeri: Ett globalt problem

Maten vi äter går långa sträckor från gårdar och fabriker till våra tallrikar och i många fall har den som äter den ingen aning om vilken slingrande väg den tog, eller ens vad som egentligen finns i den. Matbedrägerier, där agenter någonstans i leveranskedjan förvanskar eller ger en felaktig bild av sin produkt, är en chockerande vanlig företeelse.

I ett papper för Journal of Food Science, Dr. John Spink, som driver Food Fraud Initiative vid Michigan State University, definierade livsmedelsbedrägeri som "en samlingsterm som används för att omfatta avsiktlig och avsiktlig ersättning, tillägg, manipulering eller felaktig framställning av livsmedel, livsmedelsingredienser, till livsmedelsförpackningar; eller falska eller vilseledande påståenden om en produkt, för ekonomisk vinning."

Livsmedelsbedrägerier skiljer sig från en livsmedelssäkerhetsfråga; medan det senare kan bero på slarv eller försummelse, som vid ett salmonellautbrott, är matbedrägerier avsiktligt. "...oroen är att det alltid finns ett ekonomiskt hot, men det finns inte alltid ett hot mot folkhälsan," sa Spink till Digital Trends. Som sådan, "det är inte så att folk inte fokuserar på det, men det är inte en prioritet jämfört med något som livsmedelssäkerhet där människor blir sjuka direkt." Och även om bedrägerier inte alltid leder till folkhälsokriser, kan det vara det när det gör det katastrofal.

Dessa incidenter kan variera i svårighetsgrad. De kan vara ofarliga, som olivolja som är felaktigt märkt som "extra virgin", förklarar Spink. Men de kan också vara något så skandalöst som upptäckten av hästkött i köttfärs, som hände i Storbritannien och Irland under 2013. Eller incidenten 2008 där kinesiska mejeriproducenter tillsatte melamin till modersmjölksersättning för att blåsa upp dess uppenbara proteininnehåll. Protein producerar kväve, och eftersom det i allmänhet är det enda i livsmedel som producerar kväve, använder myndigheter kvävenivåer för att avgöra om en produkt har tillräckligt med protein. Melamin kan dock orsaka njurproblem, och resultatet blev mer än 50 000 spädbarn på sjukhus för problem inklusive njursten.

Nuvarande livsmedelssäkerhetssystem reagerar snabbt och grundligt på livsmedelssäkerhetsincidenter, tillägger Spink. Problemet är att dessa svar generellt kräver ett synligt hälsohot; om människor inte är medvetna om förfalskning i en produkt, finns det ingen anledning att undersöka.

Spink förklarar att traditionell mattestning är begränsad. "När vi testar för livsmedelssäkerhet testar vi inte riktigt att maten är säker. Vi testar att den inte har närvaron av cirka 30 till 50 dåliga insekter eller kemikalier. För det är de som vi verkligen vet finns mest där ute. Så vi testar inte riktigt för allt." Statliga myndigheter i Europa kan vara på jakt efter hästkött i produkter efter den senaste skandalen, ”men om du är i Europa testar du inte också för zebra."

Det är svårt att fastställa exakt hur vanligt matbedrägeri är, men Spink uppskattar att "för vissa produkter kan det definitivt vara tio procent av marknaden, även i USA."

I försörjningskedjor ser kriminella möjligheter

För att bättre kunna bekämpa livsmedelsbedrägerier måste myndigheterna flytta sitt fokus från att bemöta livsmedelsbedrägerier till att förhindra det.

"Och om vi tänker på brottsförebyggande", säger Spink, "så är det samhällsvetenskap - och dessa är mänskliga motståndare, så att använda samhällsvetenskap är det rätta sättet att fokusera... Det är mycket annorlunda än livsmedelsvetenskap och livsmedelssäkerhet, där vi jagar en mikrob och vi försöker laga den...” Spinks arbete involverar något som kallas situationsbrott förebyggande. "Det är utrymmet för brott, det fysiska utrymmet för brott", säger han. "Och vi tittar på sårbarheter, för att se hur det är för en plats - säg en byggnad - som gör att den kan vara ett mål för brott."

Enligt denna teori sker ofta brott för att kriminella ser möjligheter. Genom att förutse dessa möjligheter och lägga till avskräckande medel kan myndigheter förebygga brott. Spink anser att en bank är en passande analogi. Om din bank helt enkelt är en byggnad med en stor hög med pengar, kanske någon ser en möjlighet att promenera in och ta pengarna. Lägg till en beväpnad vakt, men plötsligt finns det en extra faktor som den blivande rånaren måste överväga.

Naturligtvis kan rånaren se den beväpnade vakten och besluta att de kan ta itu med dem, kanske genom att ta med sig egna vapen. Den stora högen med kontanter är återigen mogen för plockning, så du lägger till säkerhetsfunktioner för att göra pengarna ännu svårare att stjäla. Lägg pengarna i ett valv, nu måste de fundera på hur de ska öppna det. Om de skulle tvinga en kassör att öppna valvet, gör det tidslåst, så att "även om de hade en pistol mot sina huvudet, bokstavligen kunde de inte öppna det." Det är nästan som ett schackspel mellan brottslingen och brottet kämpe; den ena letar efter sårbarheter, den andra förutser dessa sårbarheter och stänger av dem och försöker ligga före.

Även om de är mer abstrakta än banker, har försörjningskedjor också sårbarheter, och bedragare letar alltid efter sätt att spara eller tjäna pengar. För myndigheter är målet med leverantörskedjor att försvåra bedrägerier.

"...vi tittar på livsmedelsförsörjningskedjan, för att titta på var alla dessa sårbarheter finns och vad kan vi göra för att förhindra dem", säger Spink. Att kunna spåra produkter är nyckeln. "Och sedan börjar vi titta på när vi har känt till incidenter... vi försöker komma på 'Tja, varför stoppade någon melamin där? Hur kunde de sätta i melamin där?’ Och så börjar vi titta på vad vi kan ha kunnat göra det skulle ha fått... en intelligent motståndare att säga "Vet du vad, låt oss inte ens försöka attackera det här." produkt.'"

För att avskräcka potentiella brottslingar från att begå matbedrägerier är det avgörande att göra leveranskedjorna transparenta och säkerställa att data är ärliga; blockchain kan vara bara verktyget för att göra båda.

På blockchain delas data och är nästan oförstörbar

Blockchain kan vara ett förvirrande koncept, som ligger som det gör i skärningspunkten mellan kryptografi och finans, två områden som är kända för att vara ogenomträngliga. Enkelt uttryckt är en blockchain ett exempel på en distribuerad reskontra, ett register över transaktioner av vilka en kopia ges till alla som vill ha en, och varje kopia förblir aktuell.

I en typisk kontantlös transaktion där en part ger pengar till en annan – som att lösa in en check eller köpa något online – sker inget fysiskt valutaväxling. En tredje part, till exempel en bank eller kreditkortsföretag, noterar att den ena parten har mindre pengar på sitt konto, medan den andra har mer.

Varje kontantfritt utbyte av pengar kräver ett sådant mellanrum. För vissa människor är detta ett fel. Som Adam Greenfield förklarar i sin bok Radical Technologies, "Den kritiska sårbarheten för alla pre-Bitcoin digitala kontantsystem var att de krävde att parterna i en transaktion skulle lämna sitt förtroende för en mellanliggande institution, som de skulle lita på för att underhålla reskontran och uppdatera den varje gång värde skickades över nätverket...Som en konsekvens, det finns en enorm rädsla för att den som kontrollerar myntverket [institutionen] skulle ha makten att förhindra att vissa transaktioner äger rum helt…"

Med blockchain har alla en identisk kopia av huvudboken. Närhelst en transaktion sker via blockchain, verifierar andra datorer i det nätverket att transaktionen är giltig och lägger till den i den ständigt växande loggen som är själva blockkedjan.

Föreställ dig två personer: Alice och Bob. Alice vill ge Bob lite pengar och de vill göra det med Bitcoin. Varje person på en blockchain har ett unikt ID som kallas en digital signatur. När Alice ger Bob Bitcoin involverar transaktionen flera variabler: Alices digitala signatur, Bobs digitala signatur, Bitcoin som lämnar Alices konto, Bitcoin som går in på Bobs konto, tid och datum för transaktion. Dessa variabler är inkopplade i en formel, som producerar en sträng med siffror som kallas en "hash". Varje specifik hash kan endast produceras av de specifika värdena som anges; om Bob skulle försöka modifiera posten för att säga att Alice gav honom mer Bitcoin än hon faktiskt gjorde, skulle den resulterande hashen bli annorlunda.

När transaktionen inträffar grupperas den tillsammans med andra i ett block, och medlemmar i nätverket (kallade noder) går igenom hela posten för blockkedjan, verifiera att hasharna i det nya blocket stämmer överens med de redan befintliga blocken i kedja. När en nod har fastställt att ett block är giltigt, skickar den det till kedjan.

Eftersom alla i nätverket har en kopia av huvudboken kan alla se varje transaktion som har inträffat, från första till sista. Om man skulle försöka modifiera data på en blockchain, skulle de andra noderna notera att data inte överensstämmer med deras och ignorera det.

Blockchain är alltså decentraliserad, transparent och säker. För Tomaz Levak, VD för OriginTrail, gör dessa egenskaper den perfekt för försörjningskedjor, där otydlighet och bedrägeri är problem, och han och hans team av medarbetare har utvecklat ett protokoll specifikt för leverans kedjor.

Ett protokoll "skräddarsytt" för leveranskedjor

Grundarna av OriginTrail startade 2011 och arbetade med livsmedelsföretag för att visa var ingredienserna i deras produkter kom ifrån. År 2013 tog företaget som skulle bli OriginTrail form.

"Och sedan började två saker hända," förklarar Levak. "Den ena var att en av de vanligaste frågorna som vi fick handlade om dataintegritet - hur kan vi garantera data..." Den andra var deras önskan att förena hela leveranskedjor på en plattform. "Och båda dessa saker är kopplade till förtroende."

Levak och hans team drogs mot blockchain, en teknik byggd för att vara transparent och oförstörbar. De använde en blockchain-plattform som heter Ethereum och säkrade viktig data med kryptografiska hash som inte kunde förfalskas eller manipuleras.

"Men vi kunde inte gå mycket längre utöver det, eftersom det mycket snabbt kan bli väldigt dyrt att leka med decentraliserade nätverk", säger han.

Trots nackdelarna trodde teamet fortfarande på potentialen hos blockchain för att förmedla förtroende och dela data. De identifierade tre nyckelfrågor som deras protokoll skulle behöva ta itu med: Standardisering av data mellan företag på en leveranskedjan, minska kostnaderna för att lagra data och skydda företagshemligheter på en plattform avsedd att vara transparent.

Blockkedjor är inte ett kostnadseffektivt sätt att lagra data; eftersom det är mycket svårt att ta bort data på en blockchain, kommer noder att behöva bearbeta allt större mängder data vid validering, använda större mängder energi, och därmed pengar. För att komma runt detta behövde teamet gå bortom blockchain och byggde OriginTrail-nätverket i lager. Medan ett blockchain-lager hanterar saker som att "oföränderligt lagra datafingeravtryck och hantera transaktioner mellan användare och noder i nätverket", lagras huvuddelen av datan på ett "datalager utanför kedjan", och trimmar fettet på själva blockkedjan.

För att verifiera data på nätverket kräver OriginTrail en "konsensuskontroll", där varje intressent i försörjningskedjan "måste godkännas av föregående och följande intressent i leveranskedjan", enligt företagets white papper. Detta innebär att varje stopp i försörjningskedjan bekräftar att dess data stämmer överens med stopp före och efter.

Även om blockkedjor skapar transparens, måste företag känna att viktig data inte visas för hela världen; Företag har ofta data som de inte vill ha i det fria, eftersom det kan avslöja för mycket om deras verksamhet. Levak använder massan av en försändelse som exempel. Det är viktigt för parterna att se att massan av en försändelse inte har förändrats från en hållplats till nästa, men du kanske inte vill att själva massan ska vara synlig för alla.

För att garantera att företag kan känna sig trygga med att lägga sin känsliga data på nätverket använder OriginTrail ett noll kunskapsbevis; i denna process, förklarar Levak, "kan en part (bevisaren) bevisa för en annan part (verifieraren) att en givet påstående är sant, utan att förmedla någon information förutom det faktum att påståendet verkligen är det Sann."

Ett känt exempel på ett noll kunskapsbevis involverar två färgade bollar. Föreställ dig att Diana har två bollar, en grön och en röd, och vill bevisa för sin färgblinda vän Charles att de är olika. Hon placerar en i var och en av hans händer, sedan lägger han dem bakom ryggen, håller ut dem igen och frågar om han bytte dem. Diana kan se om de har bytts baserat på färgen, så även om Charles aldrig kommer att ha just den informationen kan han verifiera att hon har rätt.

Kommer företag att gå ombord med blockchain?

Medan OriginTrail-nätverket kan tvinga fram transparens, uppstår frågan om hur det kommer att tvinga branschens dåliga aktörer att komma ombord. Varför gå med i ett nätverk som kan avslöja dina brott?

Levak är medveten om gåtan. "...om du är en bra skådespelare", säger han, "så finns det en tydlig motivation för dig att kunna bevisa något sådant med en decentraliserad teknik." Dåliga skådespelare blir det naturligtvis resistenta, så de tidiga användare kommer att vara företag som värdesätter effektiviteten OriginTrail kan tillföra sin verksamhet, och de som erkänner skryträttigheterna som kommer av att omfamna genomskinlighet.

Företag har verkligen incitament att titta på blockchain. Även om många inlägg på Reddit har proklamerat att blockchain kommer att befria mänskligheten från kontrollen av banker och till och med regeringar, är stora organisationer faktiskt fascinerade av tekniken. "Så komplexa organisationer," säger Greenfield, "är för närvarande tvungna att göra enorma utgifter på system som förbättrar datakvaliteten, de är ofta utsatta för betydande ansvar för datafel som de inte kan förhindra, och framför allt bär de effekterna av dessa omständigheter direkt på botten linje. Som ett "pålitligt ramverk för identitets- och datadelning" lovar blockkedjan att lösa dessa problem på en gång."

Spinks forskning ekar detta; bortsett från folket som äter maten, är de mest oroliga parterna om matbedrägerier de stora företagen. "...en minuts produktion på ett stort livsmedelsföretag kan vara en miljon pund," säger Spink. "Och om de bara hade fel paprika där - de sa att det var en citronpeppar och att det verkligen var en szechuan-peppar - så har de en miljon pund som de måste förstöra."

Blockchains decentraliserade karaktär leder till brinnande stöd – kanske för att dess användare känner sig bemyndigade – och Levak ser i OriginTrails tidiga användare, ett samhälle som är ivrigt att sprida ordet och beskrev dem som "ett litet nätverk av ambassadörer runt om i värld."

Även om blockchains potential är häpnadsväckande, återstår det att se hur effektivt det faktiskt kommer att vara med försörjningskedjor. Som Spink uttrycker det, "För den där hästköttsincidenten, hur skulle blockchain ha hjälpt? Och var skulle det hjälpa? Och vad skulle vi behöva göra för att det ska kunna bidra till att minska bedrägeri?"

Om blockchain verkligen kan hjälpa kan det inte komma för tidigt. Problemen med försörjningskedjor går utöver livsmedelsförfalskning, till frågor om arbetskraft och miljöförstöring. Ta till exempel hemelektronik: De litiumjonbatterier som finns i smartphones innehåller till exempel kobolt. Enligt en rapport från Amnesty International, mer än hälften av kobolten i världen kommer från Demokratiska republiken Kongo, och 20 procent av det kommer från gruvarbetare som "bryter för hand med de mest grundläggande verktygen för att gräva ut stenar från tunnlar djupt under jorden... gruvarbetare som arbetar utanför auktoriserade gruvzoner saknar vanligtvis grundläggande skydds- eller säkerhetsutrustning, såsom andningsskydd, handskar eller ansikte skydd och åtnjuter inte rättsligt skydd som nominellt tillhandahålls av staten." Ännu mer alarmerande, "Forskare hittade barn så unga som sju som letade efter stenar som innehåller kobolt."

Amnestys rapport listar många företag vars koboltförsörjning går genom ett visst smältverk i Kina. "Alarmerande nog", fortsätter rapporten, att majoriteten inte kunde svara på grundläggande frågor om var kobolt i deras produkter kom från och om det fanns några risker av det slag som observerats av forskare.”

Den kunskap som blockchain kan ge kan ge konsumenterna möjlighet att fatta mer informerade beslut om de produkter de köper, och företag att fatta bättre beslut om vem de gör affärer med.

Hur brett blockchain än sprider sig kanske det inte utrotar korruption helt. Teknik kan inte förändra mäns hjärtan, och hur säkra dina väggar än verkar, kommer det alltid att finnas någon någonstans som letar efter luckor.

Redaktörens rekommendationer

• Hur borrning i miljonårig Antarktis is kan hjälpa till att bekämpa klimatförändringarna
• Blockchain skulle kunna säkerställa integriteten hos vetenskapliga forskningsförsök