L’implementazione della blockchain in supply chain

Come può quindi la blockchain fungere da collegamento fra i vari sistemi ERP delle singole aziende e costituire quell’unicuum capace di far giungere l’ecosistema supply chain verso un orientamento integrato e condiviso delle operations svolte lungo la filiera?

La blockchain poggia sostanzialmente su cinque pilastri: la privacy e il permesso all’accesso dei dati, la trasparenza, l’immutabilità delle transazioni, la scalabilità e la sicurezza. Questi cinque attributi fondamentali contraddistinguono tutte le operazioni e le transazioni svolte sulla blockchain, la quale si suddivide in tre livelli, ognuno con uno specifico ruolo e caratterizzato dalla presenza di almeno uno dei pilastri; essi fungono da collegamento fra un livello e l’altro, consentendo al sistema di essere connesso fra le sue diverse funzionalità.

Figura 4. I diversi layer dell'architettura blockchain. Arnab Banerjee: "Integrating Blockchain with ERP for a transparent supply chain", 2018.

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I livelli (layer) che consentono il funzionamento della blockchain e sui quali la struttura si articola, sono quelli rappresentati in figura27_:

 Blockchain layer: tale livello è il responsabile della gestione della funzione di Hash ed è il luogo dove avviene la conversione dei messaggi dalla loro lunghezza variabile a quella di 256 bit propria del sistema blockchain.

Ciò consente di evidenziare i cambiamenti di stato e l’integrità dei dati, proprio grazie all’operato della funzione di Hash; il Blockchain layer è connesso ai Data Store Layer ed è caratterizzato dalla trasparenza, dall’immutabilità e dall’integrità dei dati.

 Data Store layer: nel livello intermedio della blockchain i dati sono immagazzinati in store privati. I dati possono essere registrati e gestiti con le medesime logiche di un database relazionale, potendo essere così impiegati in supporto alle funzioni degli altri livelli. I dati sono immagazzinati nei blocchi tramite delle transazioni di auto-hash immesse sulla catena a intervalli variabili, a seconda della tipologia di blockhain utilizzata.

Un tratto fondamentale è rappresentato dal fatto che i dati inseriti nel Data Store layer non possono entrare nella disponibilità di terze parti non autorizzate, a meno che essi ovviamente non siano in possesso delle chiavi criptografate necessarie per de-crittografare le informazioni derivanti dai dati stessi. Per tale motivazioni il livello in oggetto è incentrato sui pilastri della privacy e della sicurezza, che consentono al sistema di disporre di dati sicuri e protetti da minacce esterne, oltre che sul pilastro della scalabilità, fulcro della blockchain nella gestione e nell’immagazzinamento di una mole di dati di dimensioni crescenti.

 Application layer: è il livello finale della piramide che costituisce l’architettura della blockchain. Interagendo con i due livelli precedenti converte i dati e le informazioni racchiuse nei blocchi in applicazioni utili per il business dell’azienda e può essere considerato come l’elemento che connette quanto svolto nel Blockchain layer con quanto elaborato nel Data Store layer; l’Application layer infatti identifica i cambiamenti di stato che avvengono nel Blockchain layer e, attraverso i codici e le funzioni di Hash, ricava i dati dal Data Store layer ed esegue la convalida finale.

L’Application layer è in grado sia di interagire con sistemi software ERP come SAP e Oracle già presenti nella struttura informativa aziendale, sia di sviluppare nuove logiche applicative basate sulla blockchain all’interno dell’impresa.

Grazie all’architettura sopra descritta è possibile integrare i sistemi ERP esistenti facendo così confluire i dati precedentemente immessi in questi ultimi dentro alla blockchain, offrendo al network di imprese un notevole valore aggiunto in termini di disponibilità di informazioni rilevanti e condivisione di esse. Nondimeno, viene facilitato sensibilmente il processo relativo alla ricerca delle informazioni e l’estrapolazione dei dati in capo a soggetti esterni, che può risultare difficoltosa e onerosa in termini di tempo e risorse monetarie essendo i dati, come precedentemente esposto, spesso immagazzinati in database di società esterne o tenuti segreti dalle imprese stesse; attraverso la blockchain

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è invece possibile gestire in maniera smart i flussi informativi, senza dover ricorrere a riferimenti diversi per ogni singolo prodotto transitante nella catena.

Infatti, attraverso i sistemi ERP, pensati per gestire internamente l’azienda nel suo complesso, è frequente che le imprese adottino codici, riferimenti e caratterizzazioni dei prodotti transitanti lungo la catena differenti: ne consegue che in una transazione gli ordini di acquisto fanno riferimento a codici progressivi diversi, il che implica un lavoro di riordino non indifferente per le amministrazioni e gli apparati logistici.

Tramite l’implementazione della blockchain i sistemi informativi delle diverse aziende sono sincronizzati fra di loro e ciò fa sì che i prodotti posseggano riferimenti standard per tutti gli attori del network; i prodotti sono pertanto caratterizzati da un’identità digitale condivisa da tutte le organizzazioni operanti nella filiera e la sincronizzazione non avviene più ex-post per opera delle amministrazioni, ma è insita nel network stesso. È importante ricordare come in ambito supply chain le soluzioni blockchain private siano più adatte ai bisogni delle imprese; le blockchain private, pur possedendo molte delle peculiarità proprie delle loro corrispettive pubbliche, permettono alle imprese di avere caratteri di privacy maggiori, il che consente di porre in essere un controllo più efficiente sulla quantità e sulla qualità delle informazioni condivise nel network. Network che, essendo ristretto e formato solamente dalle imprese cui viene dato il permesso di entrare, è circoscritto e pertanto più sottoponibile a controllo rispetto a un network pubblico. Inoltre, molte blockchain private non si reggono sul sistema della PoW in quanto esiste un’autorità centrale, solitamente un attore della supply chain, che regola gli ingressi e il funzionamento del sistema; pertanto, non essendoci attività di mining, tali blockchain presentano performance migliori rispetto alle pubbliche28_.

Ad ogni modo, sia nelle soluzioni pubbliche che in quelle private, rileva il fatto che il network è costituito dai singoli nodi della rete e dalle transazioni che, una volta validate e racchiuse in blocchi, entrano a far parte del network stesso divenendo immutabili, condivisibili e accessibili a tutti i nodi autorizzati nelle blockchain private, o a tutti i nodi nelle blockchain pubbliche.

In una supply chain i nodi della blockchain sono le singole imprese che costituiscono la filiera produttiva, mentre le transazioni non sono solamente rappresentate da quelle monetarie; anzi, per la maggior parte a transitare da un nodo all’altro e quindi fra i diversi attori della catena sono prodotti, semilavorati, materie prime, documenti contabili, certificazioni, contratti, brevetti, report finanziari, informazioni sensibili e qualsivoglia dato rilevante che possa costituire un valore aggiunto per la supply chain.

Affinché tutte queste proprietà materiali e intellettuali fluiscano continuamente lungo la filiera e per evitare la ricostruzione relativamente alla storia di un prodotto o un documento come si sottolineava pocanzi, è necessario che ogni singolo oggetto (item) fluente nel network abbia un’identità digitale. Questa permette all’item di possedere un profilo univoco contenente tutte le informazioni a esso relative; inoltre, in questo modo il bene in oggetto è identificato da un codice preciso e da un hash in maniera tale che

28 _{C. Catalini, J.S. Gans: “Some simple economics in the blockchain”, National Bureau of Economic Research,}

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chiunque abbia l’accesso al network possa tenerne sotto osservazione la storia, il percorso lungo la filiera e gli attributi qualitativi e quantitativi che possiede.

Non solo gli item, ma anche gli attori della catena, le imprese, sono caratterizzati da un profilo digitale che viene generato in sede di registrazione al network, dove viene richiesto all’impresa di registrarsi e autenticarsi per poter accedere al sistema in rete; dopodiché vengono fornite all’attore le due chiavi crittografiche, una pubblica e una privata. Come si ricorda dal secondo capitolo, mentre la chiave pubblica ha la funzione di identificare l’attore agli altri partecipanti alla rete, la chiave privata è necessaria per consentire all’impresa di dialogare e interagire con il sistema; ciò consente di firmare in maniera crittografata le singole transazioni riguardanti il passaggio dei prodotti lungo la filiera. Nel profilo digitale di un’impresa sono racchiuse sia informazioni anagrafiche riguardanti la ragione sociale o la sede, sia attributi distintivi come le certificazioni di qualità, la posizione finanziaria, i prezzi dei prodotti e le relative promozioni, i volumi di produzione e di vendita fino ad arrivare agli indicatori di performance.

A seconda del settore in cui è inserita e delle funzionalità che si vogliono ottenere dall’implementazione della blockchain, le informazioni condivisibili possono variare: in una supply chain di fornitura multilivello, le aziende saranno più interessate a conoscere i livelli di magazzino, i volumi di vendita, i lead time dei prodotti e i prezzi di vendita delle altre imprese, mentre in una supply chain incentrata sull’aspetto finanziario nella quale le banche devono garantire sulla solvibilità delle imprese del network rilevano in maggior parte le informazioni relative alla stabilità finanziaria di un fornitore.

Posto che sia i prodotti che le imprese dispongono di un’identità digitale che permette alla rete di conoscere attributi e informazioni ben precise, il sistema blockchain consente a ogni attore di firmare tramite la propria chiave privata un item nel momento in cui esso transita o viene lavorato all’interno dell’azienda, creando un link immutabile fra l’azienda e quel determinato prodotto che diventa prova del passaggio dello stesso in quella specifica impresa in un preciso momento; ciò contribuisce a far conoscere al network dove si trovi un certo item e quale sia il suo percorso lungo la filiera, eliminando l’incertezza sull’arrivo dei beni e sulla loro reale posizione in catene che, si ricorda, coinvolgono solitamente più paesi nel globo.

Oltre ai prodotti e alle imprese, anche altre entità possiedono un’identità digitale nella rete e sono incluse nel network blockchain; un esempio ne sono i certificatori, i quali grazie a tale tecnologia possono certificare e comprovare il rispetto degli standard di qualità e sicurezza imposti anche in via digitale attraverso l’attivazione degli smart contracts, come si delineerà più nel dettaglio in seguito.

A seconda del ruolo svolto all’interno della chain virtuale, gli attori possono essere catalogati in differenti tipologie29_:

 Registrars: nelle blockchain private, le più usate in termini di gestione delle supply chain, sono quei nodi che hanno il compito di gestire le identità digitali degli attori, fornendole inizialmente a essi dopo la registrazione. La gestione dei profili digitali è di fondamentale importanza perché consente di avere un chiaro quadro di quali

29 _{Abeyratne, Radmehr P. Monfared: “Blockchain ready manufcturing supply chain using distributed ledger”,}

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siano i partecipanti alla catena e permette agli attori di potersi rivolgere ai registrars qualora ci siano problematiche relative alle chiavi digitali. Mentre nelle soluzioni pubbliche come Bitcoin, lo smarrimento di una chiave comporta l’impossibilità di accedere al network e la conseguente perdita di tutti i Bitcoin collegati a tale chiave, nelle blockchain permissioned la regolazione di tali aspetti è affidata in toto ai registrars; ciò per evitare che un’impresa, in seguito alla perdita della chiave privata, sia estromessa dal sistema e non possa più accedervi, evento che provocherebbe un danno sia all’impresa in questione sia agli altri attori che non potrebbero più contare sulla sincronizzazione dei fatti di gestione interessanti quel determinato attore. Ecco perché il ruolo dei registrars nelle blockchain private è fondamentale.

 Standard Organizations: sono attori che definiscono quali siano gli standard di qualità da rispettare in un determinato settore per le imprese che ve ne fanno parte e quali obblighi esse debbano ottemperare. Un esempio di organizzazione operante in questo ambito è Fairtrade, un marchio di certificazione che permette di contraddistinguere quei prodotti realizzati senza lo sfruttamento dei lavoratori e dell’ambiente e operante in diversi settori economici: dall’agroalimentare, in particolare banane, caffè e zucchero, all’abbigliamento.

 Certifiers: sono i nodi certificatori che, come anticipato pocanzi, permettono agli attori di partecipare al network grazie all’ottenimento degli standard di qualità previsti dalle normative. Il ruolo dei certificatori può essere in parte sostituito, o meglio integrato, da smart contracts e da sensori IoT che, come si vedrà nel paragrafo successivo, coadiuvano tale nodi nella loro opera di certificazione tramite specifici algoritmi.

 Producers, manufactures, distributors and retailers: a seconda della tipologia di supply chain i suddetti nodi assumono le vesti di produttori, venditori, banche, compagnie di assicurazione, corrieri, enti doganali. Sono la parte del network che opera attivamente nella produzione, distribuzione e commercio dei beni e servizi all’interno della filiera e, grazie alle chiavi crittografiche, aggiungono informazioni sensibili ai profili degli item, alimentando di volta in volta il flusso informativo interno alla blockchain.

 Consumer: sono i consumatori, i quali acquistano i prodotti e, in alcuni casi, sono coinvolti attivamente nella blockchain. Ciò può avvenire direttamente, come nel processo di inserimento di informazioni riguardanti quanto acquistato, oppure indirettamente tramite soluzioni off-chain; in questo caso l’utente finale può accedere alla blockchain non in via diretta, bensì tramite un collegamento esterno che gli consenta di verificare e prendere visione di alcune caratteristiche fondamentali del prodotto. È il caso, ad esempio, delle soluzioni proposte nel capitolo precedente, come WineBlockchain: attraverso il QR Code apposto sulla bottiglia, i consumatori possono accedere all’intera storia del prodotto, alle sue certificazioni, alle caratteristiche organolettiche e alla provenienza delle materie prime impiegate nel processo di lavorazione. Pur non essendo parte attiva della blockchain e non possedendo quindi né le chiavi crittografiche né il libero accesso ai dati sincronizzati del network, in certi casi l’utente finale ha la possibilità di accedere a informazioni significative e verificare di persona l’affidabilità e la qualità di un’azienda e di un prodotto.

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Pertanto ogni attore di qualsivoglia tipologia, identificandosi e autenticandosi tramite le chiavi crittografate, accede alla blockchain. Il sistema sul quale tale tecnologia poggia è creato da software house accreditate esterne alla blockchain ed è strutturato in modo tale da poter coesistere con i sistemi informativi interni delle singole imprese; ciò è possibile in quanto, come sostenuto dal Global Innovation Blockchain Leader di Ernst&Young Paul Brody, la blockchain può essere implementata tramite l’integrazione con un’interfaccia web, munita di connettori EDI, che è in grado di recepire informazioni e dati provenienti da gestionali diversi e riunirli sotto una piattaforma comune per renderli maneggevoli universalmente nella supply chain di riferimento. Come sostenuto dallo stesso Brody, infatti, “la blockchain non è un semplice pacchetto software da acquistare e sostituire con il gestionale presente nell’organizzazione. In realtà è il contrario: una soluzione all’attuale infrastruttura frammentata delle aziende”. Inoltre, tale sistema facilita l’inserimento di nuovi dati e l’accesso a quelli già esistenti è semplice e legato alla tipologia e alla posizione che l’attore possiede all’interno della supply chain.

Una funzione chiave nelle blockchain private e volte alla gestione di una supply chain di fornitura è rappresentata dagli smart contracts, i quali oltre alla loro funzione primaria che li identifica come contratti programmabili e auto-eseguibili al rispetto di determinate condizioni, hanno l’ulteriore funzione di definire le regole di governance; infatti l’insieme delle regole scritte che governano una blockchain è inserito e memorizzato in codice dentro al sistema e tali regole determinano come i diversi nodi possano interagire e operare all’interno della blockchain, oltre che come i dati possano essere condivisi nella chain. Le regole non possono essere cambiate senza la condivisione del mutamento da parte di tutti i nodi e la successiva validazione delle nuove condizioni da parte degli attori preposti, il che rende il protocollo e le sue disposizioni immutabili e sicure.

In sostanza, quindi, gli smart contracts regolano quello che è il data entry e il data access della blockchain.