CC BY-NC
161Технология смарт контрактов на основе блокчейн для минимизации трансакционных издержек в региональных инновационных системах
Финогеев Алексей Германович
доктор технических наук
профессор, кафедра САПР, ФГБОУ ВО Пензенский государственный университет 440028, Россия, Пензенская область, г. Пенза, уп. Красная, 40
ЕЗ [email protected] Васин Сергей Михайлович
доктор экономических наук
профессор, проректор по международной деятельности, ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный
440039, Россия, Пензенская область, г. Пенза, уп. Красная, 40
ЕЗ [email protected] Гал/мдуллаева Лейла Айва ровна
кандидат экономических наук
докторант, доцент кафедры менеджмента и экономической безопасности, ФГБОУ ВО ""Пензенский
государственный университет""
440039, Россия, Пензенская область, г. Пенза, уп. Красная, 40 И [email protected]
Финогеев Антон Алексеевич
кандидат технических наук доцент, кафедра САПР, ФГБОУ ВО Пензенский государственный университет 440028, Россия, Пензенская область, г. Пенза, уп. Красная, 40
ЕЗ [email protected] Статья из рубрики "Система и взаимодействия"
Аннотация.
Основным барьером, препятствующим эффективному взаимодействию субъектов инновационной деятельности является высокий уровень трансакционных издержек инновационной деятельности. Рост взаимодействия между участниками инновационной системы представляет собой механизм развития инновационной деятельности на различных этапах инновационного процесса, от возникновения идеи до коммерциализации инновации. Предметом исследования является организация безопасного взаимодействия участников инновационной деятельности в экономических системах регионов.В статье рассмотрены вопросы создания механизма обеспечения надежного и безопасного взаимодействия участников региональных инновационных систем на основе создаваемых смарт-контрактов в блокчейн системе. Методы исследования: научный поиск, аксиомизация, анализ, блокчейн, объектно-ориентированный подход, алгоритмизация, планирование и построение гипотез. Разработанная авторами технология позволяет снизить вероятность обмана со стороны
недобросовестных участников, а также исключить необходимость третьей стороны путем передачи ее функций смарт контракту. Это важно для обеспечения доверительных и прозрачных отношений между участниками инновационных проектов, а также с заинтересованными субъектами социально-экономической деятельности в регионах. Для создания смарт-контрактов выбрана блокчейн-платформа Ethereum, на базе которой разработаны компоненты для выполнения транзакций при заключении договоров, создании и внедрении инноваций, передаче прав интеллектуальной собственности, использовании прав и лицензий при инновационной деятельности и т.д. Основным компонентом системы является распределенный реестр транзакций с цифровыми копиями инновационных объектов.
Ключевые слова: инновационная система, инновации, результаты интеллектуальной деятельности, кибер-социальная система, смарт-контракт, блокчейн, распределенный р е е с тр , децентрализованное приложение, региональная система, трансакционные издержки
DOI:
10.25136/2409-7543.2018.3.26619
Дата направления в редакцию:
24-06-2018
Дата рецензирования:
17-06-2018
Исследование выполнено при поддержке проектов РФФИ № 18-010-00204, № 16-0700031, № 18-07-00975.
Введение.
В эпоху цифровой трансформации социально-экономических систем следует акцентировать внимание на цифровизацию процессов, протекающих в инновационных системах регионов, следствием которых является коллективное создание инноваций в формате сетей, где развивают коллаборацию юридически самостоятельные участники, а также повышение степени интеллектуализации инновационной среды взаимодействия а кторов .
Существующие региональные инновационные системы России в настоящее время не демонстрируют эффективность из-за отсутствия достаточного взаимодействия между основными участниками инновационной деятельности. В качестве основного барьера, препятствующего эффективному взаимодействию субъектов инновационной деятельности в России, следует отметить высокий уровень издержек инновационной деятельности, которые носят преимущественно не трансформационный, связанный с преобразованием ресурсов, а трансакционный характер. Инновационные отношения, как правило, увеличивают риски экономической деятельности, а также требуют усиления взаимодействия экономических агентов с другими участниками региональных
инновационных систем. Моделирование процессов взаимодействия участников инновационной деятельности (инновационных агентов) в региональном аспекте необходимо для понимания на качественном и количественном уровне роли отношений между компонентами инновационной среды, их влияние на развитие конкретного региона.
Эффективность функционирования региональной инновационной системы напрямую зависит от эффективности взаимодействия субъектов инновационной деятельности, преследующих общие цели развития I"1'2'3'4"!, а также от их способностей эффективно создавать, обмениваться, воспринимать и использовать новые знания Однако следует признать ограниченность исследований, ориентированных на разработку методов и механизмов организации эффективного взаимодействия субъектов в системе. Усиление взаимодействий между заинтересованными участниками в региональной системе представляет важный механизм развития инновационной деятельности от возникновения идеи до коммерциализации инновации. Как правило, на этапах инновационной деятельности предприятий растет нестабильность и неопределенность имеющихся связей и отношений, что в частности вызывает рост трансакционных издержек. Это определяет высокий уровень затрат на создание и внедрение инноваций. Такие затраты имеют не трансформационную природу, связанную с преобразованием и изменением исходных ресурсов, а трансакционную, которая обусловлена необходимостью коллабораций и взаимовыгодных контактов. Поэтому барьером инновационного развития в регионах следует считать трансакционные издержки,
демотивирующие собственников предприятий при внедрении инноваций [6,7]. Стабильный инновационный рост российской экономики представляется возможным обеспечить посредством достижения оптимального уровня трансакционных издержек инновационной деятельности
Как известно, процесс создания инноваций является результатом взаимодействий между инновационными агентами и зависит как от трансакций внутри предприятия, так и от существующих отношений между ними и институциональной средой. Институциональная среда создает условия для взаимодействия экономических агентов с другими участниками инновационной деятельности в плане поиска информационных и прочих ресурсов, обмена опытом. Концептуальной задачей государства в таких условиях становится создание благоприятной институциональной среды посредством разработки
механизмов снижения трансакционных затрат экономических субъектов
И нновационные агенты должны беспрепятственно взаимодействовать для получения опыта совместных проектов, направленных на создание и коммерциализацию инноваций. Это требует эффективных согласованных отношений в рамках континуума «субъект-проект-среда». Ключевым процессом повышения интенсивности взаимодействия субъекта, проекта и среды является самоорганизация, обеспечивающая снижение трансакционных издержек и базирующаяся на стимулировании эмерджентного эффекта, который отдельные участники инновационной деятельности получить не могут. Минимизация трансакционных издержек означает определение их оптимального уровня,
который объективно необходим для функционирования экономической системы Следовательно, управление инновационной системой должно быть направлено на разработку и реализацию стратегии, обеспечивающей выявление привлекательных для инвестиций социально-экономических структур, которые можно назвать инновационными аттракторами. Данные структуры наиболее точно соответствуют основным направлениям регионального развития, учитывают сложившуюся ситуацию и возможности участников.
Для формирования и поддержки инновационной системы целесообразно использовать кибер-социальные технологии, упрощающие и стимулирующие взаимодействие участников инновационной деятельности путем ситуационного анализа больших массивов, структурированных и неструктурированных данных о субъектах инновационной деятельности в регионах. Инновационная система, активно использующая данные технологии в процессе взаимодействия с множеством других участников региональной инновационной деятельности, обеспечит получение синергетического эффекта. Такая структура является адаптивной системой, объединяющей социальные и интеллектуальные процессы Она может быть реализована в форме интернет-портала, к которому подключены участники региональной инновационной среды (объекты инновационной инфраструктуры; университеты и исследовательские центры; малые, средние и крупные компании; государственные органы и структуры; пользователи и общественность).
Фактически кибер-социальная инновационная система может рассматриваться в качестве интеллектуальной системы, ориентированной на снижение барьеров для реализации инноваций и снижения трансакционных издержек на взаимодействие субъектов инновационной деятельности путем привлечения к данному процессу широкого круга участников и обеспечения их интенсивного взаимодействия. Для ее синтеза необходимо создать механизм, посредством которого различные агенты инновационного взаимодействия, преследуя общие цели развития, могут создавать новые знания и обмениваться ими в безопасной интеллектуальной сетевой среде.
Методы блокчейн и смарт контрактов для снижения трансакционных издержек при взаимодействия инновационных агентов
Следует отметить, что элементы любой кибер-социальной системы зависят от обеспечения безопасного и надежного взаимодействия в ходе трансакционных процессов. Тенденция к переходу к цифровой экономике означает то, что большинство процессов информационного взаимодействия должны выполняться с минимальным вмешательством человека. При этом важную роль в цифровой экономике играет безопасность и прозрачность сделок (транзакций) между взаимодействующими агентами, что может обеспечиваться посредством технологий блокчейн и смарт-контрактов.
Как известно, покупка, продажа или аренда различных товаров и услуг с помощью сети Интернет и технологий электронной коммерции является непростой задачей. Основная проблема - доверительные отношения или их отсутствие между незнакомыми участниками сделки. Для ее решения часто обращаются к третьей стороне за гарантиями в совершении сделки. Но даже в этом случае проблема безопасности не решается с высокой степенью надежности. Для снижения рисков активно начинает использоваться технология распределенного реестра (блокчейн), которая позволяет снизить вероятность обмана со стороны недобросовестных участников, а также исключить необходимость третьей стороны путем передачи ее функций интеллектуальной системе I10!.
Блокчейн — это выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков (связный список, распределенный реестр),
содержащих информацию об участниках и имеющихся инновациях [11]. Копии цепочек блоков хранятся и независимо друг от друга обрабатываются на множестве узлов сети
[12,13]. Термин появился как название полностью реплицированной распределённой базы данных (реестра), реализованной в системе «Биткойн», из-за чего технология первоначально была создана для транзакций при операциях с криптовалютами. Однако
технология цепочек блоков может быть распространена на любые взаимосвязанные информационные объекты. Все данные хранятся на сетевых узлах пользователей системы распределенного реестра. В каждом из узлов хранится часть информации в виде блоков информации или копий этих блоков. Такой принцип делает систему практически неуязвимой от информационных угроз и атак, тем более, что блоки защищаются криптографическими ключами, расчет которых производится с применением алгоритма вычисления хэш-функции. Пример сделки с применением распределенного реестра представлен на рисунке 1.
Рис. 1. - Схема сделки с применением распределенного реестра
Преимущества использования блокчейна - прозрачность проводимых транзакций и множественное копирование транзакций таким образом, что у каждого участника процесса всегда есть информация о каждом шаге всех партнеров. Это важно для обеспечения доверительных и прозрачных отношений между участниками инновационных проектов, а также другими заинтересованными региональными субъектами социально-экономической деятельности. Технология блокчейн позволяет в распределенном хранилище хранить данные, необходимые для обеспечения сделки или любого информационного взаимодействия множества участников (агентов). В качестве хранимых данных могут выступать: документы на товары или услуги, записи о финансовых транзакциях, договорные обязательства, персональные данные, права на интеллектуальную собственность, параметры объектов авторского права, цифровые описания объектов интеллектуальной собственности, информация о предприятиях и т.д. Для инновационной системы преимущество использования технологии заключается в том, что депонировать авторство можно без участия третьей стороны и без привязки к географическому местоположению. Подлинность информационных объектов подтверждается цифровым сертификатом. Благодаря блокчейну авторы смогут подтвердить авторство и права на интеллектуальную собственность. Технология позволяет обеспечить безопасность при хранении актуализированной информации о любых инновационных объектах.
Распределенный реестр позволит также отследить жизненный цикл результатов инновационной деятельности и влияние полученных результатов в процессе синтеза новых инноваций Например, источниками для создания патентов являются открытые
научные публикации. Часто исследователи, публикующие данные результаты, являются сотрудниками ВУЗов и не включены в экономические процессы. В тоже время патентообладатели могут использовать опубликованные результаты чужих научных исследования в процессе регистрации прав интеллектуальной собственности без указания ссылок на них. Если построить сеть блокчейн для объектов интеллектуальной собственности и научных публикаций, то реестр поможет отследить процесс передачи и использования знаний в процессе синтеза новых результатов интеллектуальной деятельности. Можно будет выявить автора идеи и реализовать распределение вознаграждения. Например, компания Ascribe посредством блокчейна помогает художникам подтверждать авторство на предметы искусства при помощи уникальных идентификаторов и цифровых сертификатов. Также предусмотрена передача права владения от художника или автора к покупателю или коллекционеру i14!.
Примером использования технологии блокчейн в сфере управления правами интеллектуальной собственности в РФ является реализации сети IPChain на платформе HyperLedger Fabric, которая позволяет работать с различными каналами информации в рамках одного реестра, определяя политику подтверждения транзакций для каждого из
них П^!. Платформа Hyperledger Fabric является рабочим проектом консорциума под руководством компании IBM, в который входят крупнейшие компании ИТ-отрасли, такие как Intel, Oracle, Cisco, Digital Assets и др. Главным преимуществом является адаптивный алгоритм для достижения соглашения между доверенными узлами посредством механизма, позволяющего децентрализовано выполнить регистрацию транзакции на заданном числе равноправных узлов и в случае подтверждения достоверности результатов - подтвердить транзакцию. Инфраструктура IPChain включает связанный реестр объектов интеллектуальной собственности и реестр транзакций с данными объектами, узлы регистрации транзакций, механизм организации очереди, узлы фиксации транзакций, узлы управления сетью и выдачи доверительных сертификатов.
В 1994 году Ником Сабо l-16 была предложена идея умного (смарт) контракта, которую стало возможным реализовать только в 2008 году после появления технологии блокчейн. Умный контракт (Smart contract) — это компьютерный алгоритм, предназначенный для заключения и поддержания договорных обязательств посредством
технологии блокчейн ^^^ Данный тип контрактов подходит для использования в любых сделках, он гарантирует перевод средств или выполнения других действий, как только все стороны исполнят указанные в контракте обязательства. Стороны подписывают смарт контракт аналогично тому, как пересылаются финансовые средства криптовалютных блокчейн. Затем контракт вступает в силу. Для автоматизированного исполнения обязательств в рамках контракта требуется специальная среда, которая позволяет автоматизировать выполнение всех его пунктов. Таким образом, смарт контракт может существовать только внутри данной среды, в которой программный код, реализующий алгоритм контракта, имеет доступ к его объектам. Поэтому в контракте все взаимоотношения между сторонами должны быть математически формализованы и иметь четкую логику исполнения. Согласно условиям сделки, алгоритм смарт контракта отслеживает достижение или нарушение его пунктов и принимает соответствующие решения в автоматическом режиме для обеспечения достоверности исполнения договорных обязательств.
Объектами смарт контракта являются:
- взаимодействующие стороны, принимающие или отказывающиеся от его условий посредством электронных подписей,
- предмет договора, который включает объекты, находящиеся в среде существования контракта,
- условия, где представлена логика исполнения пунктов договора в виде формализованного математического описания, которое можно запрограммировать в среде существования контракта.
В свою очередь, для существования смарт контрактов необходимо:
• Использование методов электронной подписи на основе публичных и приватных ключей по технологии асимметричного шифрования.
• Наличие открытых распределенных баз данных для хранения информации об исполняемых транзакциях, с доступом для сторон контракта.
• Существование распределенной сетевой среды исполнения контракта тип Ethereum, Codius, Counterparty и т.п.
• Подтверждение достоверности источника цифровых данных, например посредством центров сертификации SSL.
Современные блокчейн платформы сегодня используются для разработки децентрализованных приложений (DApps). Хотя децентрализованные приложения похожи на смарт контракты, они не связаны напрямую с финансами и позволяют
использовать блокчейн в любых целях Работа DApps приложений не имеет
ограничений в количестве участников взаимодействия и не зависит от сегментов рынка.
Блокчейн платформы для смарт контрактов и децентрализованных приложений
Все блокчейн-платформы условно делятся на глобальные и приватные. Глобальные платформы дают возможность пользователям и разработчикам приложений использовать открытую блокчейн сеть, которая представляет сеть равноправных (peer-to-peer) узлов, содержащих журнал с данными о транзакциях, реплицируемый на множестве узлов.
Среди современных блокчейн платформ следует выделить такие, как Ethereum, Aeternity, Hyperledger Fabric, Cardano ^i^.
Платформа Ethereui^ одноименная криптовалюта используется для создания смарт-контрактов и децентрализованных приложений HSI. Платформа позволяет создавать децентрализованные приложения и использовать сеть Интернет для транзакций любого уровня сложности. Она реализована как единая децентрализованная виртуальная машина. Технология смарт-контракта на основе данной платформы дает возможность регистрировать любые сделки с активами в распределенной базе контрактов, реализованных с использованием хэшей в блокчейн цепочках. Пользователи Ethereum сами обеспечивают вычисления хэш-сумм в своих компьютерах. Система Ethereum имеет
встроенный язык программирования Solidity [17], на котором можно писать новые смарт-контракты с произвольными условиями владения, форматами транзакций и функциями из ме не ния с о с то я ния .
Платформа Aeternityпредлагает собственное решение проблемы масштабирования, так что смарт-контракты не влияют на данную характеристику HSi. Система работает на основе платежного протокола Lightning Network который оперирует над
блокчейнами и выполняет моментальные транзакции между участвующими узлами, решая проблему масштабирования. Он добавляет логический уровень, принимающий на себя нагрузку, связанную с увеличением количества транзакций. При этом транзакции между
участниками сделки в рамках смарт-контрактов проходят в выделенных каналах без вовлечения в процесс всей цепочки блокчейна. Основной блокчейн используется только в качестве распределенного реестра для учета финансовых последствий успешных транзакций или в качестве децентрализованного арбитра в случае возникновения разногласий.
Платформа Hyperledger Fabricявляется открытым блокчейном для универсального применения I20!. Проект стартовал в 2016 году при поддержке компаний IBM и JP Morgan. Платформа обладает функционалом для синтеза приложений и реализует технологию многослойного конфигурирования блокчейн. В последней версии есть приватные каналы транзакций, которые отличает повышенная надежность и пропускная способность.
ПлатформаСа^апоявляется блокчейн платформой третьего поколения [21]. Система предназначена для обеспечения масштабируемой программируемой передачи стоимости криптовалюты. Блокчейн создан на языке программирования Haskell. Основным отличием платформы является наличие разделения вычислительных слоев. В частности, в системе есть базовый слой для обращения криптовалюты ADA, а слой для синтеза и работы смарт-контрактов. В системе используется алгоритм консенсуса на основе доказательства доли владения Proof-of-stake, в котором вероятность формирования участником блока в блокчейне пропорциональна доле, которую составляют принадлежащие ему единицы криптовалюты. Это позволяет владельцам контролировать процесс транзакций в сети, повыщать энергоэффективность и масшщтабируемость.
В таблице 1 представлено сравнение блокчейн платформ.
Таблица 1. Сравнение блокчейн платформ.
Платформа Достоинства Недостатки Языки программирования
Ethereum + Широкое распространение + Гибкость + Низкий порог вхождения - О пла та транзакций в сети - Нагрузка на с е ть ■ Solidity ■ Serpent ■ Mutan
Aeternity + Масштабируемость + Снижение себестоимости - с та дии разработки ■ Erlang ■ Solidity
Hyperledger Fabric + Ориентированность на корпоративный сегмент + Растущая экосистема - небольшое с о о б щ е с тв о - Высокий порог вхождения ■ Go ■ Java ■ JavaScript
Cardano + Масштабируемость + Интероперабельность - Находится в стадии разработки ■ Haskell
Практически у всех платформ есть свои достоинства и недостатки. Однако из рассмотренных две платформы пока в стадии разработки, поэтому работать с ними пока нецелесообразно. Кроме того Cardano и Aeternity требуют больше времени на изучение. Платформа Hyperledger Fabric больше подходит для крупных проектов в больших компаниях и она уже используется при разработке системы IPChain В России. Ethereum
является наиболее универсальной и распространенной системой с низким порогом вхождения. По сравнению с другими системами Ethereum наиболее проработан и позволяет отойти от решения задач криптографии и сразу приступить к реализации бизнес задач. Важным моментом является то, что Etherium является открытой платформой для разработчиков, которые создают безлицензионные приложения и большинство из них выкладывается на github в свободный доступ, что важно для бюджетных образовательных организаций и университетов, где проводятся основные научные исследования, финансируемые посредством грантов РНФ и РФФИ. Потенциальными рисками является возможность ошибок при создании смарт контрактов, что может привести к серьезным последствиям в процессе заключения договоров и исполнения сделок. Это связано с тем, что Ethereum блокчейн постулирует необратимость и неизменность любых транзакций, поэтому исполнение смарт контракта с ошибками невозможно изменить или отменить. Для решения проблемы необходимо приостанавливать выполнение смарт контракта на всех узлах сети и загружать версию исправленного приложения, что несомненно повлечет за собой рост трансакционных издержек вместо их снижения. Более того переписать сложный смарт контракт кроме его разработчика вряд ли сможет другой программист. Поэтому разработка смарт контракта требует повышенного внимания и высокой квалификации разработчика, а также обязательной стадии верификации и многократного тестирования, так как цена ошибки достаточно велика.
Блокчейн платформа для синтеза смарт-контрактов в инновационной системе региона
В процессе исследований выбрана блокчейн-платформа Ethereum для создания смарт-контрактов в процессе безопасных и надежных информационных взаимодействий между субъектами инновационной региональной системы. Система Ethereum включает следующие инструменты: Geth, Parity, CPP-Ethereum, Solidity, Remix, Truffle, Webpack, Web3.js и т.д. Каждый из инструментов используется для решения конкретных задач.
Смарт контракты в системе реализуются написанных на объектно-ориентированном создания контрактов применяется облачная создавать и запускать код прямо в выполняются на виртуальной машине вычислительных узлах.
в виде децентрализованных приложений, JavaScript-подобным языке Solidity. Для среда разработки Remix, которая позволяет
байткод они на с е те в ых
браузере. После трансляции в Ethereum, которая реализуется
Для реализации механизма консенсуса в платформе Ethereum используется метод доказательства выполнения работы Proof-of-Work, где подлинность транзакций подтверждается вычислительной мощностью сети и вероятность создания очередного блока зависит от данной мощности. В настоящее время проводится перевод Эфириума на алгоритм Proof-of-Stake, что позволит исключить данную зависимость.
Для подключения узлов к блокчейн предназначены программы Geth, Parity, CPP-Ethereum, которые загружаются в качестве клиентов на компьютеры и реализуют протокол Ethereum. Для взаимодействия с блокчейном через веб-сайт применяются специальные браузеры или расширения типа MetaMask и Mist. Они представляют связующее звено между известными браузерами и блокчейном, через которое можно выполнять программы и отправлять команды в блокчейн.
Также для взаимодействия между браузером и блокчейном используется библиотека Web3.js, которая помогает работать с узлами сети Ethereum по протоколу Remote
Procedure Call (RPC) через протокол HTTP, запуская файлы JSON, созданные на JavaScript, как показано на рисунке 2.
Рисунок 2 -Работа с децентрализованным приложением и блокчейном через браузер
Еще одним инструментом является фреймворк Truffle, который поддерживает управление контрактами, их размещение в блокчейне и миграцию.
Для доступа к блокчейну используются узлы сети, взаимодействующие друг с другом посредством протокола Ethereum.
Результаты
Для создания блокчейн системы взаимодействий субъектов инновационной системы региона необходимо на базе выбранной платформы разработать ряд компонент, выполняющих различные транзакции. Система должна обеспечивать надежное и безопасное заключение договоров и исполнение договорных обязательств при создании и внедрении инноваций, передачу прав интеллектуальной собственности, выполнение условий лицензионных договоров, прозрачность, защиту и неизменность данных об инновациях и инновационных предприятиях, возможность мониторинга использования прав и лицензий при инновационной деятельности и т.п. Основным компонентом системы является распределенный реестр транзакций с цифровыми копиями инновационных объектов, который фактически представляет хронологический цифровой нотариат. В него записываются такие транзакции, как например: регистрация инновационного объекта; установка прав доступа к цифровому паспорту инновационного объекта; результаты экспертиз инновационных объектов; оценка объекта по различным критериям, постановка объекта на бухгалтерский учет; описание сделки по передаче прав собственности на объект; финансовые взаиморасчеты; выплата авторского вознаграждения; ведение споров по правам интеллектуальной собственности и т.д.
Следующим компонентом системы являются смарт-контракты. Они позволяют реализовать множество задач, которые возникают в процессе взаимодействий участников инновационной системы, а именно:
• Создавать цифровые инновационные активы и криптовалюты для взаиморасчетов;
• Выполнять сбор средств для реализации инновационных процессов (краудфандинг);
• Идентифицировать пользователей;
• Подтверждать подлинность файлов, документов;
• Подтверждать и проверять права интеллектуальной собственности;
• Внедрять системы электронного голосования и учета данных;
• Создавать децентрализованные биржи инновационных активов и т.д.
Использование смарт-контрактов позволит снизить трансакционные издержки при заключении договоров между инновационными агентами, так как они заменяют работу посредников с платными услугами. Другим преимуществом является невозможность контроля со стороны государственных регуляторов и отсутствие цензуры. Практически невозможно повлиять, заставить убрать код смарт контракта или изменить его, так как программа после создания и внедрения в сеть блокчейн тиражируется по множеству узлов сети и не подлежит изменению. Даже разработчик не сможет изменить свой контракт, поэтому если он не рассчитан на изменение условий или уничтожение и попал в блокчейн, то уже никто не сможет его изменить.
Рассмотрим результаты работы блокчейн системы на примере синтеза и использования смарт контракта на передачу между инновационными участниками прав на результаты интеллектуальной деятельности (РИД).
С помощью клиентского веб-приложения создается договор для конкретного РИД, информация о котором заносится в блокчейн как смарт-контракт. Такой контракт невозможно обмануть, поэтому передать РИД в собственность может только тот, кто указан в переменной «Текущий владелец» контракта. За размещение РИД в блокчейне его владелец платит комиссию. После того, как РИД окажется в блокчейне, ему присвоится уникальный идентификатор посредством вычисленной хэш-суммы, который визуализируется в виде QR-кода на странице веб сайта с информацией о доступных к обмену или продаже инновациях, как показано на рисунке 3. Потенциальный покупатель может приобрести РИД через браузер или установленное мобильное приложение. При использовании мобильного приложения выполняется сканирование QR-кода, после чего выполняется переход на сайт с подробной информацией РИД, где можно посмотреть: автора РИД, всех последующих владельцев РИД, дату получения и регистрации РИД, информацию о полученном патенте (свидетельстве о регистрации), описание РИД и т.д. При передаче собственности, вызывается функция, устанавливающая следующего потенциального владельца. Когда владелец принимает РИД в собственность, вызывается метод, подтверждающий право собственности нового владельца, информация о новом владельце добавляется в смарт-контракт, синтезируется блок с новой хэш-суммой. За проделанную операцию потенциальный покупатель также оплачивает комиссию.
Рисунок 3 - Схема работы смарт контракта для РИД
Для создания блокчейн системы первоначально были установлены инструментальные средства Node.js v6 + LTS, Git, Ganache, VisualStudio Code, фреймворк truffle и библиотека web3.js. В качестве веб-сервера для развертывания веб-приложения развернут lite-server. Для разработки и отладки смарт-контрактов используется онлайн IDE Remix, позволяющая компилировать и отлаживать работу контракта, как показано на рисунке 4.
Рисунок 4 - Интегрированная среда разработки Remix
Для запуска смарт-контракта в блокчейн устанавливается Ethereum клиент Ganache, а для взаимодействия с браузером расширение Metamask.
Основная часть бизнес-логики работы системы при взаимодействии субъектов инновационной деятельности прописывается в смарт-контракте, в действия пользователей фиксируются в блокчейне, как показано на диаграмме прецедентов
(рисунок 5).
Рисунок 5 - UML диаграмма прецедентов
Для реализации функций на UML диаграмме необходимо создать смарт-контракт Product.sol в среде Remix [https://remix.ethereum.org/] со следующими переменными: address[] public _owners - массив всех владельцев РИД, address public _currentO wner -текущий владелец, address public _nextOwner - следующий владелец, string public _nameRID - название РИД, string[] public _customer - массив имен владельцев, string public _model - модель РИД (описание), int public _price - стоимость РИД, string public _createDate - дата создания РИД. Согласно схеме работы (рисунок 3) смарт-контракт должен включать функцию создания РИД, функцию передачи РИД новому владельцу, функцию подтверждения права собственности.
Для создания РИД разработана функция RIDItem с такими параметрами, как название РИД, автор, модель (описание) РИД, стоимость, дата, адрес следующего владельца:
function RI DItem(string nameRID, string manufacturer, string model, int price, string createDate, address nextOwner) public {
_currentOwner = msg.sender;
_customer.push(manufacturer);
_nameRID= nameRID;
_model = model;
_color = color;
_price = price;
_createDate = createDate; _owners.push(msg.sender);
_nextOwner = nextOwner; }
После синтеза описания РИД в блокчейне передать его в собственность новому владельцу может только тот, кто указан в _currentOwner. Функция передачи РИД в собственность текущим владельцем выполняется для входной переменной _nextOwner с адресом следующего владельца:
function setNextOwner(address nextOwner) public returns(bool set) { if (_currentOwner != msg.sender) {
return false; }
_ nextOwner = nextOwner;
return true; }
Для подтверждения собственности новому владельцу РИД используется функция confirmOwnership, которая на входе имеет имя нового владельца:
function confirmOwnership(string customer) public returns(bool confirmed) {
if (_nextOwner != msg.sender) {
return false; }
_owners.push(_nextOwner); _currentOwner = _nextOwner; _nextOwner = address(0); _customer.push(customer);
return true; }
В массив собственников РИД _owners добавляется значение переменной _nextOwner и переменной _currentOwner присваивается этот адрес, пока новый владелец неизвестен в переменную _nextOwner записывается нулевой адрес и в массив имен владельцев добавляется имя нового владельца. Для того, чтобы покупатель мог проверить подлинность РИД добавлена функция получения списка всех владельцев РИД:
function confirmOwnership(string customer) public returns(bool confirmed) {
if (_nextOwner != msg.sender) {
return false; }
_owners.push(_nextOwner); _currentOwner = _nextOwner; _nextOwner = address(0); _customer.push(customer);
return true;
}
После синтеза основных функций необходимо скомпилировать контракт с помощью Truffle и проверить его работоспособность в тестовой сети IDE Remix. В процессе компиляции создается JSON файл с интерфейсом Application Binary Interface (ABI) смарт-контракта, который используется для размещения контракта в блокчейн. Подключение ABI выполняется функцией:
$. getJSON("/ contracts/ RID. json", function( data) {
abi=data; });
Результаты компиляции представлены на рисунке 6.
Рисунок 6 - Результаты компиляции смарт-контракта
Для работы со смарт контрактами в блокчейн системе необходимо также создать web интерфейс на базе библиотеки bootstrap, который включает следующие страницы: create.html - создание РИД, confirm.html - подтверждения получения РИД, check.html
проверки РИД. и др. Работа с веб-интерфейсом и взаимодействие с блокчейн выполняется посредством библиотеки web3.js. Для работы со смарт контрактом необходимо создать функции обработки событий. Примером конкретного события является создание цифровой копии РИД в блокчейн. Алгоритм создания вызывается нажатием на соответствующую кнопку на web странице и включает следующие шаги:
■ Синтез контракта RIDContract ,
■ Развертывание контракта в блокчейн (указывается адрес владельца контракта, строка с данными о РИД и количество gas, необходимых для развертывания. Термин gas используется для обозначения единиц оплата за выполнение типовых задач в блокчейн. Например, операция по сложению чисел стоит 3 gas, а по умножению — 5 gas. Перевод права собственности на РИ Д другому пользователю требует использования заданного количества gas. Цена и число gas устанавливается пользователем в плагине Metamask.
■ Если контракт успешно добавлен в блокчейн, вызывается функция смарт-контракта ProductItem с параметрами из полей ввода
■ С помощью библиотеки qrcode.js генеририруется QR-код для идентификации РИД Функция создания цифровой копии РИД: $("#makeRID").click(function() {
var RIDContract = web3.eth.contract(abi);
var RID = RIDContract.new( {
from: web3.eth.accounts[0],
data:' 0x608060405234801561001057600080fd5b50611253806...', gas: '4700000' }, function (e, contract){ console.log(e, contract);
if (typeof contract.address ! = = 'undefined') {
console.log('Contract mined! address: ' + contract.address + ' transactionHash: ' + contract.transactionHash);
addr=contract.address;
var code = "http://localhost:3000/check.html# "+addr;
contract.RIDItem($('#nameRID').val(),$('#manufacturer').val(),$('#modelRID').val(),$C#price {
$('#bigText').qrcode(code);
console.log(e,contract); });
}
}) });
Функция принятия РИД в собственность вызывается соответствующей кнопкой на странице web интерфейса:
$("#confirmRID").click(function() {
var ConfirmRID = web3.eth.contract(abi);
var Confirm = ConfirmRID.at($('#RIDCode').val());
Confirm.confirmOwnership($('#nameOrganization').val(),function(error, result){
if(!error) {
//$("# instructor").html(result[0]+' ('+result[1]+' years old)');
console.log(result); }
else
console.error(error); });
});
Функция продажи РИД работает с адресом нового владельца или при его отсутствии с адресом «0x0000000000000000000000000000000000000000»:
$("#sellProduct").click(function() {
var ConfirmProduct = web3.eth.contract(abi);
var Confirm = ConfirmProduct.at($('#productCode').val());
if($('#nextOwnerSell').val() ==null) {
За выполнение транзакций в функциях взимается комиссия gas, кроме функции проверки РИД, которая вызывается при переходе на страницу /check.html с адресом проверяемого контракте и в результате выполнения скрипта выдает информацию о РИД:
$("location = 'http://localhost:3000/app/view/check.html'").click(function(){
var checkRID = web3.eth.contract(abi);
var check = checkRID.at(codeRID);
check._nameProduct(function(error, result){
0.25136/2409-7543.2018.3.26619 Bonpocbi 6e3onaa-ioc™, 2018 - :
if(! error)
{
$('#nameProduct').text (result);
}
else
console.error(error);
});
check._model(function(error, result){
if(! error)
{
$('# model'). text(result);
}
else
console.error(error);
});
check._color(function(error, result){
if(! error)
{
$('# color'). text(result);
}
else
console. error(error);
});
check._createDate(function(error, result){
if(! error)
{
$('#createDate').text(result);
}
else
console. error(error);
});
51
check.getOwnersCount(function(error, result){
if(!error) {
var countOwner=result; $('#ownersCount').text(result); for (var i = 0; i < countOwner; i++) { check.getOwners(i,function(error, result){
if(!error) {
$('
'+result+'
').appendTo($('#owners')); }
else
console.error(error); });
} }
else
console.error(error); });
});
Аналогичным образом создаются смарт контракты для выполнения любых операций по информационному взаимодействию участников региональной инновационной системы. После создания смарт-контрактов и из развертывания в блокчейн системе необходимо выполнить этап автоматизированного тестирования, который реализуется с помощью инструментов фреймворка Truffle. При этом выполняется тестирование как отдельных функций каждого смарт-контракта, так и функционирование его в целом, а также тестирование web-интерфейса.
Заключение
В статье рассмотрены вопросы создания нового механизма обеспечения надежного и безопасного взаимодействия участников региональных инновационных систем на основе создаваемых смарт-контрактов в сети блокчейн. В ходе разработки системы было выполнено следующее:
- настроена среда функционирования смарт-контрактов на базе платформы Ethereum, установлены и протестированы необходимые инструментальные средства и создана настроена тестовая блокчейн сеть для работы с проектами смарт-контрактов,
- разработан web-интерфейс для работы со смарт-контрактами,
- разработаны скрипты для реализации базового функционала ряда смарт-контрактов. В частности, контракта по передаче прав на интеллектуальную собственность,
- разработаны скрипты обработки событий для работы пользователей со смарт-контрактами через web интерфейс и т.д.
Результатами исследований является разработка смарт контрактов на основе данной платформы для выполнения транзакций при заключении договоров, создании и внедрении инноваций, передаче прав интеллектуальной собственности, использовании прав и лицензий при инновационной деятельности и т.д. Основным компонентом системы является распределенный реестр транзакций с цифровыми копиями инновационных объектов. Основным выводом является то, что технология позволяет снизить вероятность обмана со стороны недобросовестных участников, а также исключить необходимость третьей стороны путем передачи ее функций смарт контракту. Это важно для обеспечения доверительных и прозрачных отношений между участниками инновационных проектов, а также с заинтересованными субъектами социально-экономической деятельности в регионах.
В дальнейшем планируется создание смарт контрактов для выполнения разнообразных операций, транспортного сервиса для удобного обмена информацией о транзакциях, системы мониторинга и контроля инновационной системы со стороны государственных органов и т.д.
Внедрение инструментария смарт-контрактов в практику регионального управления инновациями позволит объединить разработчиков и пользователей системы инновационного развития, обеспечить безопасность и прозрачность их взаимодействия, наработать опыт кооперативных инновационных проектов, снизить трансакционные издержки участников и потенциальных инвесторов.
Библиография
1. Gloor, P. (2006). Swarm creativity: competitive advantage through collaborative innovation networks. Oxford: Oxford University Press.
2. Smith K. (1995), 'Interactions in knowledge systems: Foundations, policy implications and empirical methods,' STI-Review, 16, 69-102
3. Deakin, M. and Leydesdorff, L. (2014) 'The triple helix model of smart cities: a neo-evolutionary perspective', in Deakin, M. (Ed.): Smart Cities: Governing, Modelling and Analysing the Transition, pp.134-149, Routledge, London, UK and New York.
4. Lazzeroni, M. and Piccaluga, A. (2015) 'Beyond town and gown: the role of the university in small and medium sized cities', IndHighEduc, Vol. 29, No. 1, pp.11-23.
5. Chesbrough, H. W. (2003). Open innovation: The new imperative for creating and profiting from technology. Boston, Mass: Harvard Business School Press.
6. Гамидуллаева, Л.А. О построении концепции управления инновационной системой России. Экономическое возрождение России. 2016. № 4 (50). С. 74-84.
7. Васин, С.М., Гамидуллаева, Л.А. Development of Russian innovation system management concept. Инновации. 2017. № 5 (223). С. 34-40.
8- Gamidullaeva, L.A., Tolstykh, T.O. Transaction Costs, Institutions and Regional Innovation Development: the Case of Russia. Proceedings of the 30th International Business Information Management Association Conference (IBIMA) 8-9 November 2017 Madrid Spain. Vision 2020: Sustainable Economic development, Innovation Management, and Global Growth.
9. Финогеев А.Г. Моделирование исследование системно-синергетических процессов в информационных средах: Монография, Пенза: Изд-во ПГУ, 2004, 223 с.
10. Блокчейн в России. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.18: http://www.tadviser.ru/index.php/Статья:Блокчейн_в_России#cite_note-7]
11. Melanie Swan. Blockchain: Blueprint for a New Economy. — O'Reilly Media, Inc., 2015. - 152 p. — ISBN 978-1-4919-2047-3.
12. Pedro Franco. The Blockchain // Understanding Bitcoin: Cryptography, Engineering and Economics. — John Wiley & Sons, 2014. — 288 p. — ISBN 978-1-119-01916-9.
13. Andreas M. Antonopoulos. 7. The Blockchain // Mastering Bitcoin. — O'Reilly Media, Inc., 2014. — ISBN 978-1-4493-7404-4.
14. Сергей Матвеев: блокчейн обеспечит ученым справедливое вознаграждение. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.18: https://4science.ru/articles/Sergei-Matveev-blokchein-obespechit-uchenim-spravedlivoe-voznagrazhdenie]
15. Сайт компании Ascribe. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.18: https ://www.ascribe.io/]
16. Сеть IPchain. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.18: http:// ipchain.ru]
17. Nick Szabo. Smart Contracts: Formalizing and Securing Relationships on Public Networks. First Monday, Volume 2, Number 9-1 September 1997. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.18:
http://firstmonday.org/ojs/index.php/fm/article/view/548/469]
18. Andrew Tar Smart Contracts, Explained. Partnership Material. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.18: https://cointelegraph.com/explained/smart-contracts-explained]
19. Децентрализованные платформы для смарт-контрактов: вызовы и решения -[Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.18:
https ://forklog.com/detsentralizovannye-platformy-dlya-smart-kontraktov-vyzovy-i-re s he niya /]
20. Блокчейн платформы. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.18: http://smart-contracts.ru/platforms.html]
21. Платформа Ethereum. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.18: https ://www.ethereum.org/]
22. Язык Solidity. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.18:http://solidity.readthedocs.io/en/v0.4.24/]
23. Платформа Aeternity. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.18: https ://aeternity.com/]
24. Joseph Poon, Thaddeus Dryja (2016). The Bitcoin Lightning Network: scalable off-chain instant payments. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.2018: http://lightning.network/lightning-network-paper.pdf]
25. Платформа Hyperledger Fabric. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.2018: http://hyperledger-fabric.readthedocs.io/en/release-1.1/]
26. Платформа Cardano. [Электронный ресурс] [Дата обращения: 10.06.2018: https ://www.cardano.org/en/home/]
