Blockchain en IIoT industrial: Fundamentos y aplicaciones – Parte 1

A medida que 2018 llega a su fin, el blockchain se acerca al “valle de la desilusión” del Ciclo de Hype de Gartner. Aunque el término suene ominoso, la tecnología sigue dominando los titulares. Para muchos, el blockchain es una herramienta poderosa a la espera del encaje industrial adecuado.

Las criptomonedas siguen siendo el caso de uso más visible, sin embargo, su enorme consumo energético y volatilidad mantienen a muchos ingenieros cuestionando su relevancia. En contraste, los sectores industriales están adoptando gradualmente blockchain para trazabilidad en cadena de suministro, control de inventario y gestión de energía transactiva. Si usa RTI Connext DDS en sistemas de misión crítica en tiempo real, encontrará que las funciones de criptomoneda y cadena de suministro no son típicamente los impulsores principales de sus casos de uso.

El equipo de investigación dedicado de RTI ha colaborado con el Departamento de Energía para explorar cómo el blockchain puede asegurar sistemas industriales. Nuestro trabajo abarca Ejército, Armada, Fuerza Aérea, DARPA, DOE y Defensa Antimisiles, pero este artículo se centra en las implicaciones para entornos industriales en tiempo real.

¿Qué es la tecnología Blockchain?

El blockchain distribuye el control del libro mayor entre múltiples participantes, a menudo no confiables, eliminando un único punto de fallo. Cada participante mantiene una copia local del libro mayor, y todos los bloques están vinculados criptográficamente, asegurando que cualquier manipulación requeriría alterar todas las copias simultáneamente.

Los datos se almacenan en bloques que pueden contener prácticamente cualquier información —desde contratos y patentes hasta lecturas de sensores y estados del sistema. En contextos industriales, las entradas más comunes son datos de sensores, registros operativos y instantáneas de configuración, todos preservados inmutablemente.

El diseño de la cadena obliga a cada nuevo bloque a referenciar a su predecesor, creando un historial a prueba de manipulaciones. Cualquier intento de modificar bloques pasados necesitaría reescribir toda la cadena en todos los nodos —una hazaña computacionalmente prohibitiva.

¿Cuándo se necesita Blockchain?

El blockchain brilla cuando múltiples entidades autónomas necesitan un registro compartido a prueba de manipulaciones sin confiar en un árbitro central. En escenarios de una sola parte, una base de datos de escritura única puede bastar. Sin embargo, en ecosistemas multi-empresa —como cadenas de suministro, joint ventures o instalaciones industriales compartidas— el blockchain puede proporcionar la integridad de datos necesaria.

Blockchain transaccional tradicional

La mayoría de blockchains públicos registran transacciones —cambios de estado capturados inmutablemente. El libro mayor solo avanza una vez que una transacción es validada y anexada. Este modelo introduce latencia, especialmente cuando las transacciones compiten por inclusión, como se ve en la ventana típica de confirmación de una hora de Bitcoin.

Aunque los blockchains transaccionales encajan en algunos casos de uso industriales, su latencia puede ser prohibitiva para aplicaciones en tiempo real. Exploraremos soluciones a este desafío en próximos posts.

Blockchain para sistemas industriales

Nuestro foco está en ingerir datos específicos del Databus Connext asegurado y escribirlos directamente en libros mayores separados, de propiedad independiente. Dado que solo observamos el sistema en lugar de controlar su estado, no hay conflicto de transacciones y la latencia es insignificante.

Al diseñar un blockchain que opera fuera del camino de control, eliminamos los cuellos de botella tradicionales asociados con la validación de transacciones. Esta arquitectura es adecuada para entornos industriales en tiempo real, asegurando integridad de datos sin sacrificar rendimiento.

Integrar esta capa blockchain en un despliegue DDS existente es sencillo y puede realizarse sin tiempo de inactividad. La elección del diseño blockchain y el caso de uso específico dictan la estrategia de implementación óptima.

En la Parte 2, profundizaremos en un caso de uso de Petróleo & Gas, detallaremos una implementación de prototipo y explicaremos por qué el blockchain es solo un componente de la solución.