Industria alimentaria 4.0 (II): Blockchain

by Irene Ruiz Villar
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El blockchain, asociado a la transición tecnológica y la industria 4.0., está dando que hablar en las redes pero ¿Qué significa realmente? ¿Cómo funciona? ¿Qué ventajas tiene?

Blockchain es un modo de almacenamiento de datos disruptivo, es decir, rompe con los sistemas de almacenamiento tradicionales que se basan en que los datos se suben y se almacenan en un en un solo dispositivo (o en unos pocos) dependiendo del tipo de red.

Sin embargo en las plataformas blockchain no hay un único recurso donde se almacenen todos los datos. Éstos se distribuyen en paquetes que son compartidos por toda la red donde se almacenan de forma segura. Es decir, la información subida a la plataforma se distribuye en bloques cuyos propietarios son cada uno de los miembros de la plataforma blockchain en cuestión.

Sin embargo, antes de profundizar en lo que es blockchain es necesario revisar cuáles son los tipos de sistemas tradicionales de almacenamiento de los datos y de la información que existen en la actualidad.

Tipos de redes tradicionales

Los dispositivos informáticos se conectan unos a otros a través de redes. Estas redes son herramientas de gestión de la información en las que tradicionalmente los dispositivos se conectan a uno o varios servidores o fuentes de almacenamiento de datos. Este tipo de redes se clasifican en centralizadas y descentralizadas.

Red centralizada

En una red toda la información pasa por un sistema central, todos los equipos que quieran realizar una gestión tienen que pasar por un punto principal, lo que comúnmente se denomina servidor.

Todas las operaciones de la red tienen que atravesar un eje central, de modo que si el eje central estuviera inoperativo, ningún miembro de la red podría realizar ningún tipo de operación sobre los datos contenidos en el servidor.

Inconvenientes de las redes centralizadas

  • La integridad de los datos depende única y exclusivamente del almacenaje original, es decir, el propietario del servidor podría realizar modificaciones en la información sin que nadie pudiera advertirlo.
  • La vulnerabilidad de los datos sería mucho más elevada dado que están todos almacenados en un único servidor.
  • Las redes centralizadas tienen una operatividad limitada ante incidencias que pudieran inutilizar el servidor principal. Si por cualquier eventualidad el servidor sufriera una avería o un problema de conectividad, el resto de miembros se quedarían sin acceso a los datos.

Red descentralizada

Las redes descentralizadas no están construidas bajo un único eje, sino que existe una conexión entre diferentes dispositivos. Los participantes están conectados entre sí, de modo que si un punto cae, no se deshabilita toda la red, sino sólo una parte. 

Las redes descentralizadas que ya conoces

  • Peer to peer: En este sistema los dispositivos emplean un lenguaje común para compartir archivos que se encuentran almacenados en sus propios dispositivos y se comparten de usuario a usuario. El ejemplo más conocido de transferencia de archivos bajo este sistema sería el mítico Napster y los posteriores EMule o bitTorrent. La propiedad del archivo siempre se mantiene bajo la titularidad del propietario del dispositivo, es decir, del dueño ordenador donde se almacena el archivo. Si el sistema cayera, el archivo al estar almacenado en el ordenador, seguiría siendo accesible y operativo pero sólo para su propietario.
  • Almacenamiento “en la nube”: Los usuarios se conectan a la red para subir sus propios archivos, que pueden decidir compartir a voluntad. Uno de los ejemplos más empleados es Google Drive. En este caso, los archivos no serían propiedad de Google sino de los usuarios (en teoría). Sin embargo si el servicio sufriera un percance, ningún usuario podría acceder a dichos archivos ya que no se almacenan en sus dispositivos.

El concepto de red descentralizada

Por lo tanto, a grandes rasgos, las redes descentralizadas no dependerían de un único servidor, sino de una combinación de servidores y dispositivos de almacenamiento (Google Drive) o bien de un sistema peer to peer donde los clientes de la red harían a su vez las funciones del servidor.

Redes distribuidas: blockchain

Blockchain es una base de datos almacenada en una red distribuida. Las redes distribuidas rompen con esta lógica de cliente-servidor y viceversa. La disrupción de este tipo de redes se basa en que no existe un eje central o colectivo de las mismas. El blockchain los participantes están vinculados unos con otros, y no hay filtros intervenidos por nadie ajeno a los mismos miembros.

Si por el motivo que fuera, un miembro de la red dejase de estar operativo, el resto de actores podrían seguir funcionando con normalidad y sin perder la información almacenada. En las redes distribuidas todos los participantes están conectados entre sí como iguales en lo que respecta al almacenaje y accesibilidad de la información.

Estructura de una red blockchain

Como su nombre indica blockchain es una cadena de bloques donde se almacena información en la que cada uno de dichos bloques tiene una copia completa de toda la cadena. Cada uno de los bloques de la cadena contiene:

  • Información almacenada (transacciones, archivos)
  • Un número de identificación único denominado hash.
  • Un apuntador o hash hacia el bloque anterior, con el que quedan conectados.

La suma de estos tres elementos hace que una base de datos blockchain sea la base de datos distribuida más segura que existe, y lo que le da robustez es el hash.

Hash, consensus y bloque de transacciones

El hash es un código alfanumérico calculado en base a una función algorítmica que resume y protege la información insertada en un bloque. Una vez se inserta un bloque (o transacción) en la cadena, dicho hash ya no se puede alterar, de modo que actúa como si fuera una firma digital o una contraseña extremadamente compleja.

El hash se genera de acuerdo con el contenido del bloque subido, por lo tanto si se modifica el contenido almacenado, el hash cambia, quedando el bloque en cuestión huérfano e inservible. Sin embargo la información almacenada en dicho bloque no se ha perdido, ya que todos los usuarios tienen una copia de la cadena de bloques generada.

La incorporación de bloques a la cadena precisa de lo que se denomina consensus, que es una comprobación de que el hash de dicho bloque es el adecuado, de lo contrario no se podrá incorporar la transacción a la cadena. Es decir, como el hash depende tanto de la información contenida, como del hash del bloque precedente, si  la comprobación de dicho código no es exitosa no se podrá incluir el bloque en la cadena.

No todas las redes blockchain son iguales

En función de la utilidad que se desee dar a una determinada base de datos en blockchain, hay diferencias en cuanto a su uso y su construcción. La base de dichas diferencias se basa en el acceso a la información de cada uno de los miembros, en función de las necesidades de cada modelo de negocio.

Blockchain pública

En una red pública todos los usuarios están en igualdad de condiciones, es decir, todos tienen acceso a la misma información y tienen los mismos privilegios. Sin embargo cada usuario necesita disponer de un volumen de recursos muy elevado (energía eléctrica, banda ancha de datos) para procesar los algoritmos correspondientes a la red. Sería el caso de la conocidísima criptomoneda Bitcoin. 

A pesar del elevado consumo de recursos, tiene una ventaja frente a las redes privadas: En las blockchain públicas no hay intermediarios, y a pesar de que sean más lentas y tengan limitaciones en cuanto al tiempo de procesamiento y la información contenida por bloque, ofrecen un grado de transparencia máximo puesto que todas y cada una de las transacciones son públicas.

Blockchain privada

En una blockchain privada es necesario un permiso previo para acceder, y el propietario de la red puede establecer las condiciones bajo las que los miembros participan. Se pueden restringir diversos parámetros como el acceso a la información o la capacidad de introducir nuevos datos. Además sólo unos pocos nodos tienen los permisos necesarios para validar un bloque de transacciones.

Este tipo de red es utilizada por sectores como el bancario o en aquellos donde es necesaria una cierta privacidad.  Tiene la desventaja que, eventualmente, la información pudiera ser cambiada de forma unilateral.

Blockchain híbrida

En las redes blockchain híbridas se combinan las ventajas de los tipos de redes precedentes, es decir, el control de cierta privacidad en los datos y, al mismo tiempo, el aseguramiento de la transparencia, la integridad y la seguridad de las redes públicas.

Es el tipo de red que se emplearía para grupos o consorcios empresariales, o para la trazabilidad en la industria alimentaria, por ejemplo, ya que cada uno de los actores es capaz sólo de interpretar la información que le afecta directamente, pero, a la vez, puede dar fe del bloque de transacción completo aunque no disponga de los mecanismos para decodificar su contenido.

Aplicaciones de blockchain en la industria alimentaria

En lo que a aplicaciones en la industria 4.0 y la cadena alimentaria, una plataforma blockchain es una herramienta para almacenar datos que permite realizar una serie de actividades relacionadas con el seguimiento y la gestión de la información registrada en sus procesos o en sus relaciones comerciales.

Smart contracts

Una de las aplicaciones,quizás de las menos conocidas popularmente, que tiene la tecnología blockchain es la utilización de smart contracts. Empleando la traducción literal, los contratos inteligentes vinculan la realización de una determinada acción al acuerdo entre dos partes.

Un smart contract es un programa informático en el que están escritas las condiciones de un contrato que, cuando se cumplen, conllevan la ejecución del contrato de forma automática sin necesidad de verificación de tercero.

Es decir, cuando las partes han cumplido con lo establecido en el contrato, o se han cumplido una serie de condiciones determinadas, se ejecuta aquello previsto en el contrato, ya sea un pago, una prestación, o cualquier otra tipo de acción.

El oráculo, o la validación del cumplimiento del smart contract

La aplicación smart contract en particular conoce si se han cumplido las condiciones establecidas al inicio gracias a la obtención de datos de otras fuentes, lo que se denomina el oráculo.

El oráculo de un contrato inteligente está vinculado a evidencias objetivas. Por ejemplo:

Un comercio envía un pedido a un cliente, y en el contrato se establece que el pago se realizará cuando:

  • El mensajero entregue el pedido.
  • El cliente haya comprobado la integridad de los bienes recibidos.

Si los tres agentes formasen parte de una misma plataforma blockchain, el contrato se ejecutaría, efectuando el cobro en favor del comercio, en el momento en que el mensajero haya entregado el bien, y el cliente haya comprobado su idoneidad.

Smart contract para relaciones B2B

La aplicación de los smart contracts en las relaciones B2B tiene sentido si el proveedor y el cliente forman parte de la misma plataforma blockchain. En este supuesto se pueden integrar, por un lado los datos de emisión de una materia prima, y por otro lado los datos que se registran en la recepción de ésta.

La aceptación y, por lo tanto, la conformidad de la materia prima se basaría en las pruebas analíticas realizadas por un tercero, de modo que las condiciones a cumplir serían:

  • La materia prima se ha enviado.
  • El pedido se ha recibido.
  • El laboratorio externo determina que el valor del contaminante X se sitúa por debajo de lo especificado.

De modo que se ejecutaría el contrato de compra-venta bajo las condiciones pactadas. La aprobación o la denegación de la ejecución del contrato sería realizada de forma automática e independiente por parte del programa informático que constituye el smart contract.

Smart contracts como herramientas de gestión

A pesar de que los smart contracts se han concebido como una herramienta de arbitraje entre dos partes cuando tienen una relación comercial, pueden tener una aplicación muy valiosa dentro de la propia cadena productiva.

En la industria alimentaria es muy importante controlar todas aquellas materias primas que no cumplen las especificaciones, no puedan entrar dentro del proceso productivo. Del mismo modo, es vital controlar que aquellos productos que sean potencialmente no inocuos no puedan expedirse de forma accidental.

En este sentido una red blockchain dentro de la misma organización puede recoger los datos de recepción de la materia prima, y de necesidades de la cadena de producción y evitar que un lote de materia prima que no sea apto entre en el proceso.

Smart contracts para la liberación del producto acabado

También se puede aplicar a los procesos de liberación del producto. Un smart contract puede hacer de verificador final de que se cumplen todos los requisitos y se han realizado todas las inspecciones sobre un lote de producto en concreto. Si ese lote no ha pasado las inspecciones de acuerdo con las especificaciones, o bien le faltase alguna verificación por sortear éste no podría ser expedido de ninguna manera. Impidiendo, por ejemplo, la introducción del escaneado del código de barras del lote en el sistema informático.

Trazabilidad y blockchain

La aplicación más difundida dentro de la tecnología blockchain en la industria alimentaria es la trazabilidad. Los operadores alimentarios están obligados a mantener la trazabilidad de sus productos. Deben conservar los datos necesarios para poder establecer de dónde vienen sus materias primas y hacia dónde van sus productos elaborados.

Las ventajas de la trazabilidadblockchain a lo largo del proceso productivo serían semejantes a las que se establecen los programas smart contract para la trazabilidad interna. Sin embargo la trazabilidad externa es la que tiene una especial relevancia dentro de la industria alimentaria, y que es obligatoria por ley.

Para que un sistema de gestión de la trazabilidad se ha adecuado a una cadena de suministro, éste debe ser capaz de garantizar la posibilidad de rastrear en todo momento los datos de todos y cada uno de sus productos, desde la materia prima hasta el cliente.  En este sentido, las plataformas blockchain son la promesa de la industria 4.0 para la gestión de la trazabilidad en la industria alimentaria.

Ventajas de blockchain

Las ventajas de blockchain se distinguen por las características que la hacen una base de datos única:

  • La certificación de los datos.
  • La seguridad de la información.
  • La contribución de los usuarios dentro de la misma red.

Un registro en blockchain es un registro indeleble y transparente porque todos los usuarios validan todos los bloques (información) que se suben a la red.

A pesar de que las ventajas se basan en los mismos principios, se pueden establecer distintos análisis en cuanto a las relaciones entre proveedor y cliente, y a las relaciones con el consumidor final:

Ventajas en las relaciones B2B

La principal ventaja que de que disfrutan los miembros que pertenecen a una plataforma blockchain es la capacidad de garantizar que los datos que están facilitando a otros actores son verídicos.

La seguridad, basada en la dificultad a la hora de modificar un registro subido a una plataforma blockchain y se emplea en este sentido como una gran tía de la inalterabilidad de estos datos.

Este hecho proporciona un valor añadido en las relaciones b2b,  es decir, las relaciones comerciales entre dos empresas. Por un lado se ofrece la garantía de la veracidad de los datos que se suministran, y por otro se garantiza una accesibilidad a los mismos datos de una manera rápida en caso de ser necesario.

Evitar el fraude alimentario

También representa una garantía adicional en aquellas situaciones en las que un alimento amparado por un claim, o declaración de valor añadido queda protegido ante el fraude alimentario. Esto sería de utilidad en alimentos como aquellos se se etiquetan con:

  • Distintivos de cultivo ecológico.
  • Denominaciones de origen.
  • Ausencia de OGM.
  • Certificados GLOBALGAP.

Ventajas B2C

La medida en que una empresa sea capaz de ofrecer esta confianza al consumidor, de ejercer transparencia en el retail, representa la capacidad de enfrentarse a las condiciones cambiantes del mercado y, a su vez, de enfrentar posibles situaciones de riesgo de manera exitosa y salir airosos.

La diferencia de tiempo para trazar un producto, entre los pocos minutos de una plataforma blockchain, y las horas o días de los sistemas tradicionales. El tiempo es lo que marca la diferencia entre una retirada de producto a gran escala o un incidente menor. De este modo se puede se puede prevenir los costes que representa la retirada de un producto: desde la logística inversa al coste de gestión de los residuos de los productos no aptos para el consumo.

Blockchain: La conclusión

En resumen, blockchain es un modo disruptivo de configurar las relaciones entre los distintos actores, haciéndoles prescindir de un control externo. Además, ha roto moldes dos veces, la primera transformando el sector financiero y abriendo puertas a modelos de negocio distintos. La segunda integrándose y hallando su propio espacio en un sector clave, como es la industria alimentaria.

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