Slik kan blokkjedeteknologi endre fremtidens industri

Med en kraftig utvikling på verdensbasis innen produksjon, handel og forbruk av fornybar energi blir behovet for smarte og smidige systemer for utveksling av data bare større og større. Strømnettene desentraliseres i økende grad, vi er mer aktive som strømforbrukere og stadig flere utradisjonelle strømprodusenter og -leverandører operer i markedet.

Blokkjedeteknologi kan være en del av de teknologiske løsningene som sørger for stabilitet og balanse i fremtidens energimarked. Sikkerhet og demokrati er teknologiens kjennetegn, blant annet ved at den reduserer behovet for tillit mellom partene i en transaksjon.

Men hvordan gjør blokkjeden det? Og hvilke utfordringer ligger i teknologien?

Det skal TU prøve å gi deg svar på i denne artikkelen.

Desentralisert og distribuert

En blokkjede er et slags regnskapssystem som lagrer informasjon om transaksjoner i en regnskapsbok/database (eng. ledger) på tvers av et nettverk av datamaskiner. Alle som bruker blokkjeden har tilgang til regnskapsboken, og kan se hvilke transaksjoner som er gjort. Det gjør derfor informasjonen ikke bare desentralisert, men også distribuert. En transaksjon som gjøres på blokkjeden er ikke avhengig av en tredjepart som godkjenner transaksjonen, alle i nettverket deltar og hjelper til å kjøre systemet.

Brukerne av nettverket (noder) kan være organisasjoner, selskaper, statlige organer og kunder som jobber sammen om å validere transaksjoner og sørge for sikkerhet i databasen.

Det finnes både åpne, offentlige blokkjeder og private, lukkede blokkjeder. Forskjellen er at ved de åpne blokkjedene kan alle lage seg en bruker og delta, men på de private er det kun de som er invitert inn som får delta i nettverket.

Utover å spore kryptovalutas eierskap, som er den mest kjente funksjonen, kan også blokkjeden brukes til å spore en vares opprinnelse. Dette har allerede fått fotfeste i matbransjen, der IBM har utviklet en skybasert blokkjede-applikasjon som sporer en matvares lokasjon og holdbarhet.

TU har tidligere skrevet om det norske selskapet Becour, som vurderer å bruke blokkjedeteknologi i forbindelse med sitt system for sporing av fornybar energi. Et annet eksempel er hvordan Obos vil bruke blokkjede når bolig skifter eier.

Uforanderlig

På blokkjeden ligger transaksjoner lagret i den distribuerte databasen. Informasjon som er lagt på blokkjeden er uforanderlig, og gjør den til en salgs beviskjede som ikke kan tukles med. Hver nye blokk som lastes opp på blokkjeden blir stemplet med en hash, som er en algoritme som inneholder informasjon om alle de foregående blokkene. Blokkens hash består av deler av den forrige blokkens hash. Denne koblingen gjør at man ikke kan endre på innholdet i en tidligere blokk uten at de følgende blokkene gjøres ugyldige.

Transaksjoners metadata om hvem, hva, hvor og når kan altså ikke endres uten at det oppdages. Alle brukerne i nettverket sitter med siste versjon av blokkjeden, og hvis noen prøver å lage en ny versjon som ikke stemmer overens med den som nettverket er enige om (konsensus), blir den ikke validert.

Smartkontrakter automatiserer transaksjoner

Ved bruk av forhåndskodede hendelser på blokkjedens smartkontrakter, vil alle leddene i en transaksjon utføres automatisk i peer-to-peer-nettverk (P2P) – likemannsnettverk, der filer ikke ligger lagret på en sentral server, men fordelt rundt på brukerne av nettverket. Smartkontrakter er eierløse kontoer på blokkjeden med brukerdefinerte, maskinlesbare instruksjoner og vilkår for hvor penger eller eiendeler skal flyttes, beskriver Institute for the Future (IFTF), en forskningsgruppe i Palo Alto som har spesialisert seg på hvordan trender påvirker globaliseringen.

Smartkontraktene fungerer slik at når vilkår for en transaksjon er oppfylt, så vil transaksjonen skje automatisk. Et eksempel er hvordan mikronettet tilknyttet det nye næringsbygget Powerhouse i Trondheim skal styres ved hjelp av blokkjedeteknologi og smartkontrakter.

Bygget er et plusshus og produserer overskuddsenergi som skal forsyne nærliggende infrastruktur med strøm via et mikronett. Når forhåndsprogrammerte vilkår oppfylles, vil alle transaksjonene som distribueres mellom deltagerne på nettet skje automatisk. Hvis det for eksempel kommer en effekttopp, vil et batterianlegget som er installert i kjelleren til Powerhouse ta av for lasten inn mot hovednettet.

Smartkontraktene kan altså fungere som troverdige tredjeparts-algoritmer mellom produsent og forbruker, og fjerne behovet for en sentral distributør. IFTF skriver at når smartkontrakter kommuniserer med andre smartkontrakter, kan de forme et kraftig datastyrt koordinasjonsnettverk, som har kapasitet til å replikere organisatoriske oppgaver utført av mennesker.

Bruk av blokkjede i energisektoren

Det er ikke bare ved styring ved mikronett og sporing av strøm der blokkjeden kan gjøre nytte for seg i energisektoren.

En forskningsrapport publisert av Elsevier ser på flere andre områder:

• Blokkjeder, smartkontrakter og smartmålere kan settes opp i et system for automatisk fakturering.
• Salg og markedsføring: Blokkjeder i kombinasjon med maskinlæring kan kartlegge bruksmønster og dermed skreddersy en forbrukerorientert produktpakke.
• Når det blir enkelt og sikkert å kjøpe og selge strøm i små markeder fra mikronett, kan det stimulere til at flere lokalsamfunn blir produsenter, og dermed selvforsynte med elektrisitet.
• I tingenes internett er det også muligheter for bruk av blokkjeder. Siden teknologien bruker P2P-nettverk, kan den også muligens brukes i maskin-til-maskin-kommunikasjon (M2M) og datautveksling mellom smarte dingser. I en husholdning som for eksempel har elbil, solpaneler og smart styring av elektriske apparater, kan blokkjeder skille mellom strømforbruket til hver enhet, noe som gjør det mulig å utveksle strøm mellom maskinene. Basert på forbrukers preferanser og betalingsvilje, kan autonome «krafthandlere» i dingsene tilby og by på elektrisiteten, og alle transaksjonene blir lagret i blokkjedens protokoll.
• Blokkjedeplattformer for krafthandel kan disruptere dagens tradisjonelle kraftbørs, og fjerne behovet for meglere og andre tredjeparts mellomledd, som forsinker transaksjoner.

Forsker Mark Frauenfelder fra IFTF sier til TU at blokkjeder er godt egnet for lokale P2P-energimarkeder, blant annet på grunn av tokens (polletter), som er digitale eiendeler som kan veksles om til digital valuta og omvendt.

– Transaksjoner er automatiske, billige, kan ikke slettes, og betalinger kan skje på nettverket, gjennom tokens (polletter) som kan veksle om til ulike energieiendeler, sier han.

Oppskalering, strømforbruk og Ethereum 2.0

De fleste tenker på Bitcoin når de hører blokkjede. Bitcoin-blokkjeden, som ble lansert for ti år siden og er den første blokkjeden, dokumenterte kun at Bitcoin ble flyttet fra en lommebok til en annen. Siden den gang har blokkjedeteknologien utviklet seg, og mer funksjonelle blokkjeder har blitt lansert.

En av hovedutfordringene til dagens blokkjedeteknologi er skalerbarhet. Valideringsprosessen krever mye datakraft, på grunn av metodene for validering. (Les mer om de mest kjente metodene, Proof of Work og Proof of Stake i faktarammen). Tiden det tar for at en transaksjon er godkjent er også betydelig lenger enn i tradisjonelle datasystemer.

Hans Petter Kildal i det norske teknologiselskapet Becour, ønsker å ta i bruk blokkjedeapplikasjon for å spore strøm, men venter på at teknologien skal utvikle seg.

– Mange av de tilgjengelige systemene for blokkjede er ikke business ready. Transaksjonshastigheten er ikke rask nok, transaksjonskostnadene er for høye og uforutsigbare, og skalerbarheten er ikke der, sier han.

Men det er løsninger på disse problemene i sikte:

Ethereum er en blokkjede som ble lansert i 2014, som ikke bare kan flytte kryptovaluta, slik som Bitcoin-blokkjeden, men også smartkontrakter. Denne blokkjeden har per i dag problemene som Kildal beskriver, men i slutten av 2019 kommer en ny oppdatering av Ethereum-blokkjeden, Ethereum 2.0. Mannen bak, Vitalik Buterin, forteller i en presentasjon på You Tube, at oppgraderingen vil kunne forbedre et av de største problemene med blokkjedeteknologi i dag, som er skalerbarhet.

I dag er skalerbarheten på blokkjeden begrenset til cirka 15 transaksjoner per sekund, blokkdannelse tar i gjennomsnitt 14 sekunder, noen ganger opp til ett minutt, forklarer han i presentasjonen.

Hans mål er at ved å kunne skalere opp til potensielt titusenvis av transaksjoner per sekund, så vil Ethereum 2.0 kunne kombineres med annen teknologi. Likevel ser han at det ikke en god nok oppskalering for at den virkelig skal kunne få fotfeste i den globale økonomien, men hevder at det er et stort skritt i riktig retning.

– Hvorfor ikke?

Det er mye som taler for at blokkjedeteknologi vil disruptere (fortrenge) de etablerte systemene for utveksling av data og digitale eiendeler i industrien og næringslivet, men det vil kreve at de selskapene som har kapasitet bidrar til å modne teknologien. Likevel burde det være en hensikt bak beslutningen om å inkludere blokkjedeteknologi i sin selskapsstrategi, foruten kun å være med på hypen.

Enn så lenge er det andre systemer som kan være bedre problemløsere, selv om de ikke har akkurat de samme egenskapene som blokkjeden. Men om vi skal tro Ethereum-grunnleggeren om den nye oppdateringen, kan det være at teknologien blir å foretrekke i nær fremtid:

– I stedet for at spørsmålet er hvorfor burde dette legges på blokkjeden, så vil det heller være hvorfor ikke.

Lurer du på noe etter å ha lest denne artikkelen? Still spørsmål i kommentarfeltet under.