CC BY
0
Tchaikovsky Viktor Mikhailovich, associate professor, [email protected], Russia, Penza, Penza State
University,
Cheburkov Yuri Viktorovich, senior lecturer, chebyrkov@gmail. com, Russia, Penza, Branch VA MTO
УДК 004; 303.732; 339.33:658.7 DOI: 10.24412/2071-6168-2023-9-145-146
АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЙ BLOCKCHAIN И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ЛОГИСТИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЯХ ДОСТАВКИ ТОВАРОВ
Б.С. Яковлев, М.Ю. Шамрин, Хасан Хунар Амеен
Проанализированы основные пути контроля выполнения поставок в логистических цепочках. Выявлены проблемные зоны текущих топологий и клиент-серверных приложений, применяемых в данной области. Приведены возможности технологии Ыоскскат, способные изменить нагрузку от запросов в серверным приложениям. Даны общие выводы и рекомендации по внедрению технологий Ыоскскат в логистические операции по доставке товаров заказчикам.
Ключевые слова: централизированные базы данных, распределенные базы данных, ШЕБ-сервер, логистические операции доставки, Ыоскскат.
Внедрение blockchain-технологии в современные процессы логистики и доставки товаров представляет собой инновационный шаг, который способен изменить ландшафт глобальной снабженческой цепи. С возрастающей сложностью и масштабом логистических операций, связанных с перемещением товаров от производителя к потребителю, возникают вызовы, связанные с прозрачностью, безопасностью и эффективностью этой системы [1, 2, 3]. Благодаря своим основным принципам, таким как децентрализация, прозрачность и безопасность, blockchain может предложить решения для ряда этих проблем, обеспечивая улучшение процессов мониторинга и отслеживания товаров, снижение затрат и предоставление более высокого уровня доверия между участниками снабженческой цепи. В этой статье мы рассмотрим ключевые аспекты применения blockchain-технологии в логистике и доставке, а также ее потенциальные выгоды и вызовы, связанные с её внедрением.
Вначале необходимо сказать о принципе работы технологии blockchain. Она была впервые представлена в 2008 году в рамках «белой книги», опубликованной псевдонимом Сатоси Накамото, автора или группы авторов, стоящих за криптовалютой Bitcoin. В этой «белой книге» был описан принцип работы blockchain-технологии, как основы для создания и функционирования Bitcoin. С течением времени рядом исследовательских групп и компаний она была адаптирована для ряда приложений и криптовалют, а также нашла применение в различных отраслях за пределами финансового сектора.
В общем случае blockchain (или блок-цепь) - это децентрализованная технология, которая используется для записи и хранения транзакций в цифровой форме.
Основные принципы и задачи blockchain-технологии с самого начала включали в себя следующие принципы:
1. Децентрализация: blockchain работает без централизации или посредников. Информация и транзакции хранятся на множестве узлов (компьютеров) в сети, что делает систему устойчивой к изменениям и однополюсному контролю.
2. Распределенный леджер: все транзакции в blockchainе записываются в цепь блоков, которая распространяется по всей сети узлов. Это создает надежный и неизменяемый леджер (реестр), который доступен всем участникам сети.
3. Криптозащита: blockchain использует криптографию для обеспечения безопасности данных. Каждый блок содержит хеш (контрольную сумму) предыдущего блока, что обеспечивает связь между блоками и предотвращает манипуляции данными.
4. Прозрачность: транзакции в blockchainе обычно являются публичными и доступными для всех участников сети. Это создает прозрачность и позволяет участникам проверять транзакции.
5. Безопасность: blockchain обеспечивает безопасность данных и транзакций с использованием криптографии и децентрализации. Это делает его устойчивым к множеству видов атак.
6. Смарт-контракты: blockchain может поддерживать смарт-контракты, программные соглашения, которые выполняются автоматически при определенных условиях. Это позволяет автоматизировать различные виды сделок и соглашений.
Исходя из выше описанных концепций, в общем виде задачи blockchain-технологии могут применяться в следующих областях человеческой деятельности:
- обеспечение безопасности и прозрачности в финансовых транзакциях, включая криптовалюты;
- улучшение управления цепями поставок и отслеживание происхождения продуктов;
- улучшение систем голосования и предотвращение фальсификации результатов;
- повышение безопасности и цифровой идентификации;
- улучшение управления правами на интеллектуальную собственность.
- предоставление децентрализованных финансовых услуг и услуг обмена активами.
145
Однако, нас в данной статье интересует ЫоскЛат-технология, применяемая в системах поставок [1, 2, 3]. Фактически с самого начала развития инфраструктуры Интернет технологий определился их алгоритм работы. Он был прост, понятен. На рис. 1 представлена типовая схема устройства и работы клиент-серверной системы.
Брпудер
Запрос
I—ИМ
Клммгт
'Сервер
Ответ
С(рмр
Рис. 1. Типовая схема устройства и работы клиент-серверной системы
По сути в стандартных, даже разветвленных и крупных сетях сам процесс обмена данными не изменился. Просто в современных условиях клиентом стали считать все устройства, которые могут обращаться к основному и конечному в данном случае узлу - серверной части.
Текущая организация подобных систем может быть сколь угодно большой и хорошо масштабируется при помощи дополнительных узлов связи, что продемонстрировано на рис. 2.
Представленная на рис. 2 схема, показывает, что при помощи маршрутизаторов и коммуникаторов, а также их комбинаций - сложные топологии сетей реализовать вполне возможно.
Узкими местами у данного подхода являются лишь следующие моменты: маршрутизаторы и серверы.
Далеко не все маршрутизаторы способны выдержать пиковые нагрузки сети, у каждого из них есть ограничения по количеству линий связи. Эти проблемы могут не дать возможность адекватно функционировать сети в целом. Например, если на маршрутизатор в определенное время (допустим в момент объявления больших скидок), будет увеличение количества обращений из вне, то он может попасть в ситуацию, аналогичную DDOS-атаке. На него поступит зашкаливающее количество запросов, и он может перестать выполнять свои функции, либо появятся очень большие задержки в трансляциях ответов и запросов через него.
Чтобы решить эту проблему нужно обновление инфраструктуры, установка более дорогих и мощных коммуникаторов. Также не совсем решена проблема с функционированием группы коммуникаторов между собой. Фактически у нас всегда будет «узкое место» системы обмена данными, так как любое разветвление системы предусматривает «первичный» разветвитель. На рис. 2 для данной сети для решения задачи применяются коммутаторы, установленные на трёх направлениях. Если любой из них не выдержит наплыва запросов, то вся сеть будет не работоспособной.
С серверами более интересная ситуация. На рис. 2 предусмотрено 2 сервера. Обычно их устанавливают для решения одной конкретной задачи. Например, почтовый сервер, FTP-сервер, WEB-сервер и т.д. [4]. Так пытаются разделить потоки обмена данными между ними. Однако в связи с этим появляются ряд проблем:
неравномерность нагрузок в потоках данных;
неравномерность сложности, выполняемых задач;
отсутствие возможности полностью контролировать или иметь представление о сложном процессе.
Первые два нет необходимости пояснять, а третий вопрос становится актуальным, и он очень важен в задачах логистики. Дело в том, что для решения сложных задач с большим количеством параметров нужна информация об общей картине, складывающейся в текущий момент времени. Однако, мы не можем обычно её получить, так как для этого нужна единая база данных. Обычно, мы ее не имеем, так как каждый сервер в сети обладает своей собственной базой. Совмещение их в одну очень сложная задача из-за объемности данных и связей, обращений к записям внутри них.
В современных условиях классической реализацией всей клиент-серверной архитектурой является схема, показанная на рис. 2. На неё идёт большая часть потока данных.
fleiuJI sel
Serve
Рис. 3. Схема WEB-сервера
Работа данной системы проста и заключается в работе ряда программных решений:
1. Apache - принимает сигнал от «пользователя» и передает его запрос на исполнение.
2. Интерпретатор языка программирования PHP выполняет анализ запроса и формирует запрос далее в приложение, обеспечивающее работу базы данных.
3. База данных (в данном случае MySQL) принимает запрос, производит поиск данных в своей базе и выдает ответ либо что она не нашла искомую информацию, либо передает всю искомую информацию.
4. После того, как на этапе 3 сформирован ответ, то все данные отправляются «пользователю» в обратном
порядке.
Понимая функционирование серверной части, можно предположить, что в данной схеме есть проблемные точки - обычно это все этапы, участвующие в формировании запросов внутри серверной части. Если любой из этапов не выполнен, то запросы не обрабатываются и теряются.
Естественно, что в задачах поставок заказчикам товаров в системе логистики такая проблема - это очень серьезная и неприемлемая ситуация. Поэтому всё чаще стали применять иной подход - ранее описанный метод blockchain.
Для пользователя в целом внешне ничего не изменилось, но сама реализация всего процесса усложнилась, стали появляться технологии распределенного хранения данных, основанные на blockchain. Так появилось несколько форм хранения данных, похожих на технологию (blockchain) или использующих некоторые его принципы:
1. Децентрализованные базы данных (DLT - Distributed Ledger Technology). Это широкий термин, охватывающий любую технологию, которая использует распределенные книги учета для хранения и управления данными. Это включает в себя технологии, подобные blockchain, но без обязательного использования цифровых валют или «блоков». Примеры включают Hyperledger Fabric и Corda.
2. Tangle: Tangle - это структура данных, используемая в технологии IOTA, которая является альтернативой цепочке блоков. Вместо блоков данные хранятся в направленном ациклическом графе (DAG). Это позволяет IOTA обеспечивать бесплатные транзакции и хорошо подходит для Интернета вещей (IoT).
3. Hashgraph: Hashgraph - это другая DLT-технология, которая использует асинхронное управление событиями для достижения консенсуса. Она обещает высокую производительность и безопасность, а также отличается от традиционного blockchain.
4. Directed Acyclic Graphs (DAGs) - это более общая структура данных, которая может использоваться для хранения данных, подобно blockchain или Tangle. Они представляют собой граф, в котором узлы связаны направленными ребрами и не содержат циклов.
5. Федерированные blockchain. Эти системы комбинируют характеристики blockchain с централизованным управлением. Примером может служить система Ripple.
6. BigchainDB - это распределенная база данных, разработанная для хранения больших объемов данных и обеспечения высокой производительности. Она комбинирует свойства blockchain и базы данных [5].
Последняя в списке технология часто применяется в логистических задачах, так как она позволяет организовывать больший контроль за поставками в логистических цепочках, при этом не нагружая так сильно систему учёта. Её схема работы продемонстрирована на рис. 4.
BigchainDB и технологии, подобные ей, предоставляют ряд значительных возможностей для улучшения и оптимизации цепочек поставок продукции.
Ниже представлено более подробное описание их применения в данной области:
1. Отслеживание и транспарентность. BigchainDB позволяет создавать уникальные цифровые записи для каждой партии продукции. Эти записи могут включать информацию о производстве, транспортировке, хранении и других этапах цепочки поставок. Информация может быть доступна всем участникам цепочки, что обеспечивает полную прозрачность и возможность отслеживать продукцию от производителя до потребителя.
2. Улучшенная безопасность. Записи в BigchainDB могут быть криптографически защищены, что обеспечивает цифровую подпись и подтверждение каждой транзакции в цепочке поставок. Это снижает риски манипуляций и подделки данных.
3. Управление качеством. Данные в BigchainDB могут включать информацию о качестве выполненной операции на каждом из этапов поставки. Это позволяет оценивать и контролировать качество продукции на каждом этапе цепочки поставок и быстро реагировать на потенциальные проблемы.
4. Ускорение процессов. Распределенные базы данных могут ускорить процессы согласования и подтверждения поставок. Смарт-контракты могут автоматизировать платежи и согласование между участниками цепочки.
5. Управление инвентарем. BigchainDB может использоваться для отслеживания уровня инвентаря на различных складах и пунктах продажи, что помогает предотвращать недостатки товаров и избыточные запасы.
6. Оптимизация логистики. Распределенные базы данных позволяют участникам цепочки поставок оптимизировать логистику, улучшая маршрутизацию и сокращая издержки доставки.
7. Устойчивость к рискам. В случае возникновения кризисов или чрезвычайных ситуаций, таких как забастовки, болезни животных или природные катастрофы, BigchainDB может использоваться для быстрого оповещения участников цепочки и перераспределения ресурсов.
8. Соблюдение нормативов. BigchainDB позволяет записывать и отслеживать информацию о соблюдении нормативов и стандартов на каждом этапе производства и доставки продукции.
Производитель Обработчик Доставка Склад Пункт' выдачи
сохранение данных о продукте
Рис. 4. Схема работы и контроль этапов поставок, реализуемый в системе BigchainDB [5]
Можно конкретизировать отличия и положительные качества blockchain систем по сравнению с централизованными. К ним относятся:
1. Параллелизм. В распределенных базах данных данные и операции могут распределяться по разным узлам сети, что позволяет выполнение множества операций одновременно. Это способствует увеличению пропускной способности и сокращению времени обработки запросов.
2. Горизонтальное масштабирование. Распределенные базы данных могут быть горизонтально масштабируемыми, что означает, что новые узлы могут быть добавлены к сети для увеличения производительности. Это позволяет адаптироваться к росту данных и запросов без значительного увеличения нагрузки на существующие узлы.
3. Улучшенная локальность данных. Данные могут храниться ближе к пользователям или устройствам, которые их используют, что снижает задержки при доступе к данным и улучшает скорость передачи.
4. Отсутствие единой точки отказа. Распределенные базы данных обычно не имеют единой точки отказа, что повышает их надежность и устойчивость к сбоям. Если один узел выходит из строя, другие узлы могут продолжать работу.
5. Оптимизация пропускной способности сети. Многие системы оптимизированы для эффективной передачи данных по сети, что уменьшает нагрузку на коммуникацию и позволяет более быстро передавать данные между узлами.
6. Уменьшение централизованных точек узкого горла. В традиционных системах с централизованными базами данных может возникнуть узкое горло, когда все запросы идут через один центральный сервер. В распределенных системах данные и запросы могут быть распределены, что снижает вероятность таких узких мест.
7. Быстрая верификация и консенсус. Механизмы консенсуса в распределенных базах данных обычно работают более эффективно и быстро, чем в некоторых blockchain-системах, что позволяет быстрее достигать согласия между участниками.
С точки зрения юридических аспектов, то работа подобных систем регламентируется рядом законов, в том числе международного права. Это связано с тем, что зачастую подобные системы хранят в цепочках персональные данные, а также информацию о платежах. Регулирование систем blockchain может варьироваться в разных странах и юрисдикциях, но чаще всего применяют следующие акты:
1. Законы о криптовалютах. Многие страны разработали законы и нормативные акты, регулирующие использование криптовалют на основе blockchain, такие как Bitcoin и Ethereum. Эти законы обычно касаются аспектов, таких как регистрация криптовалютных бирж, уплата налогов на криптовалютные транзакции и соблюдение антиотмывания денег (AML) и здравосбудительных (KYC) стандартов. В нашей стране также рынок криптовалют регулируется федеральным законом 259-ФЗ [6].
2. Защита данных. Законодательство о защите данных, такое как Общий регламент по защите данных (GDPR) в Европейском союзе, может иметь значение для систем blockchain, особенно если личные данные включены в применяемые блоки. В Российской федерации также есть закон о защите персональных данных - N 152-ФЗ [7].
3. Законы о цифровой подписи. Законы, регулирующие электронные подписи и их юридическую действительность, также могут влиять на системы blockchain, где цифровые подписи используются для подтверждения транзакций или выполненных этапах логистических систем [8].
4. Акты о финансовых услугах. Регулирование финансовых услуг и финтех-компаний может затрагивать организации, внедряющие подобные технологии, особенно те, которые предоставляют услуги хранения активов и цифрового учета.
Также можно отметить, что для больших компаний, работающих как в сфере доставки, так и производства внедрение в логистическую систему принципов blockhain технологии даст возможность повысить качество продукции и уменьшить риски нарушений ряда законов, в частности «Закон о защите прав потребителей в РФ N 2300-1 ФЗ», последняя версия которого вышла в 2023 году.
Выводы. На основе сравнений двух подходов в реализации учета логистических операций, выполняемых при доставке товаров и услуг можно сделать вывод, что blockchain-системы более прогрессивны в расширении безопасности и масштабируемости, за счёт ряда свойств:
уменьшение централизованных точек;
более быстрая верификация на различных этапах контроля доставки;
отсутствие единой точки отказа;
горизонтальное масштабирование.
Элементы подобных технологий мы можем встретить при доставке товаров через такие системы как СДЭК, Wildberries и ряда других компаний.
Подобные технологии увеличивают привлекательность рынка доставки товаров и услуг, что как мы считаем приведет к увеличению процента внедрений и переходу на blockchain-системы всё большего количества компаний.
Важно отметить, что регулирование blockchain-технологии по-прежнему находится в стадии развития и может меняться от страны к стране. Компании и организации, работающие с blockchain, должны соблюдать законы и нормативные акты в своей юрисдикции и следить за изменениями в регулировании.
Список литературы
1. Очирова Н.Э. Международное таможенное право: учебник для вузов / Н.Э. Очирова; под общей редакцией А.В. Зубача. 2-е изд., перераб. и доп. Москва: Издательство Юрайт, 2022. 298 с.
2. Левкин Г.Г., Саттаров Р.С. Логистика в транспортных системах. Учебное пособие. Изд-во: Проспект, 2020. 160 с.
3. Шумаев В.А. Основы логистики. Учебное пособие. М.: Юридический институт МИИТ, 2016. 314 с.
4. Осипов Д.Л. Технологии проектирования баз данных; редактор Мовчан Д.А. Издательство: ДМК-Пресс, 2019. 498 с.
5. Официальный сайт продукта BigchainDB [Электронный ресурс] URL: https://www.bigchaindb.com (дата обращения: 10.05.2023).
6. Федеральный закон «О цифровых финансовых активах, цифровой валюте и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 31.07.2020 N 259-ФЗ (последняя редакция) 31 июля 2020 года N 259-ФЗ [Электронный ресурс] URL: https://www.consultant.ru/document/cons doc LAW 358753 (дата обращения: 10.05.2023).
7. Федеральный закон «О персональных данных» от 27.07.2006 N 152-ФЗ (последняя редакция) 27 июля 2006 года N 152-ФЗ [Электронный ресурс] URL: https://www.consultant.ru/document/cons doc LAW 61801 (дата обращения: 10.05.2023).
8. Федеральный закон «Об электронной подписи» от 06.04.2011 N 63-ФЗ (последняя редакция) 6 апреля 2011 года N 63-ФЗ [Электронный ресурс] URL: https://www.consultant.ru/document/cons doc LAW 112701 (дата обращения: 10.05.2023).
Яковлев Борис Сергеевич, канд. техн. наук, доцент, bor [email protected], Россия, Тула, Тульский государствнный университет,
Шамрин Максим Юрьевич, канд. юрид. наук, доцент, [email protected], Россия, Москва, Московский государственный юридический университет им. О.Е. Кутафина,
Хасан Хунар Амеен, канд. юрид. наук, доцент, декан Бизнес-колледжа, [email protected], Ирак, Чамчамаль, Университет Чармо
ANALYSIS OF THE FUNCTIONALITY OF BLOCKCHAIN TECHNOLOGIES AND THEIR APPLICATION IN LOGISTICS
OPERATIONS OF GOODS DELIVERY
B,S. Yakovlev, M.Yu. Shamrin, Hassan Hunar Ameen
The main ways of controlling the execution of deliveries in logistics chains are analyzed. The problem areas of current topologies and client-server applications used in this area are identified. The possibilities of blockchain technology that can change the load from requests to server applications are presented. General conclusions and recommendations on the implementation of blockchain technologies in logistics operations for the delivery of goods to customers are given.
Key words: centralized databases, distributed databases, WEB server, logistics delivery operations, blockchain.
Yakovlev Boris Sergeevich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Tula, Tula State
University,
Shamrin Maxim Yurievich, candidate of law sciences, docent, [email protected], Russia, Moscow, Kutafin Moscow State Law University,
Hassan Hunar Ameen, candidate of law sciences, docent, dean of the business college, [email protected], Iraq, Chamchamal, Charmo University
УДК 355.69
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-9-151-152
ПРИМЕНЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ ПРИ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ
С.А. Куканов, М.С. Воротилин, Е.А. Оноприенко, А.В. Большов
В статье рассматриваются защитные композиции, использование которых направлено на повышение защищенности живой силы и объектов военного назначения от воздействия пуль стрелкового оружия.
Ключевые слова: защитная композиция, пули стрелкового оружия, поражающий элемент, стойкость, метод конечных элементов.
Процесс взаимодействия пули с преградой представляет собой чрезвычайно сложное физическое явление, особенно при пробитии преграды, когда процесс удара определяется не только видом деформации пули (упругая, пластическое течение), но и характером разрушения преграды (прокол, откол, пробка). К настоящему времени не найдено выражение для расчета стойкости преград, которое было бы пригодно во всем диапазоне скоростей встречи и для всех видов разрушения преград.
Из анализа априорной информации следует, что существует большое количество аналитических методов расчета стойкости преград. Большинство методов отличаются один от другого тем, что предполагают различный закон сопротивления преграды движению в ней пули. Известные формулы для расчета стойкости содержат эмпирические коэффициенты и имеют ограниченную применяемость, зависящую от условий испытаний, при которых определялись эти коэффициенты. Рассмотренные способы расчета стойкости основаны на различных допущениях.
Самым достоверным методом оценки стойкости преград на сегодняшний день является экспериментальный. Но этот метод приводит к большим затратам материальных средств и разрушению испытуемых образцов преград. Большое количество времени затрачивается на подготовку, проведение и обработку результатов экспериментальных исследований.
При проведении исследований применялись метод конечных элементов и математический аппарат механики сплошных сред, а новые информационные технологии в сочетании с экспериментальными исследованиями позволили в целом отразить физическую сущность процессов, происходящих при взаимодействии пули с преградой. Использование современного и апробированного математического аппарата, опирающегося на применение современных программных комплексов, позволило моделировать процесс взаимодействия пули с различными преградами.
Сравнение метода конечных элементов с традиционными сеточными методами показывает его преимущество, состоящее в легкости расчета напряженного состояния тел из нескольких материалов с нерегулярными границами, возможности сгущения напряжений, простоте учета различных граничных условий. Так как метод конечных элементов основан на вариационных принципах, то потенциально он более точен [1].
При решении задачи математического моделирования было дано описание взаимодействия элементов пули с преградой с учетом разрушения пули и пробиваемой среды на основе математического аппарата механики сплошной среды. Определена система исходных уравнений, описывающая динамическое деформирование пули и преграды, которая включает дифференциальные уравнения основных законов сохранения, кинематические и физические соотношения [2]. Выбраны и обоснованы допущения, которые не противоречат описанию взаимодействия пули с преградой.
Модель взаимодействия пули с преградой представлена в виде пространственной совокупности объемных элементов, работающих в условиях динамического нагружения [1]. Выбран объемный восьмиузловой конечный элемент (рис. 1, а), который позволил провести моделирование без искривления границ элементов пули (рис. 1, б) и преграды и точно отобразить их геометрические размеры.
