前書き

過去10年間で急速に発展してきたブロックチェーン技術は、さまざまな分野に根付き、多くの産業を変革してきました。サプライチェーンマネジメントは、ブロックチェーンの応用において大きなポテンシャルを持つ分野であり、現代の企業活動において不可欠な部分です。サプライチェーンマネジメントは、グローバル化した環境において異なる地域間で効果的にリソースを調整し、円滑なサービスと生産プロセスを確保し、顧客の要求を正確に満たす必要があります。ブロックチェーン技術の透明性、信頼性、自動化といった特性により、ユーザー間の情報交換能力が向上し、生産、在庫、輸送などサプライチェーンの他の要素のパフォーマンスを向上させることができます。

このコースでは、ブロックチェーンの基本原則を紹介することから始め、次にサプライチェーン管理におけるその応用を探ります。ブロックチェーンの分散型台帳と暗号化セキュリティにより、サプライチェーン情報システムの多くの問題に対する理想的なソリューションになります。サプライチェーンデータを不変の記録を持つブロックチェーン上に確立することで、企業は原材料の仕入れから検査、製造時のリアルタイム監視、出荷時の物流管理から小売業者による販売まで、プロセス全体で製品のトレーサビリティを実現できます。このようにして、サプライチェーンのすべての参加者がリアルタイムデータを共有し、プロセスの可視性を高め、製品の品質を確保し、コラボレーション効率を向上させ、遅延やエラーのリスクを軽減できます。この業界での実践的な例と経験を提供し、サプライチェーン管理におけるブロックチェーンアプリケーションをより深く理解するのに役立ちます。

ブロックチェーンの基本原則

ブロックチェーンは、データの保存が特定のルールに従い、任意に削除または変更することができない特別なタイプのデータベースです。その中核技術は分散台帳で、各データは前のデータにリンクされ、この方法で保存されたデータは一般的に「ブロック」と呼ばれています。

各ブロックは、前のブロックの上に構築され、タイムスタンプを介して接続および順序付けされ、ハッシュ関数によって生成される一意のハッシュ値によって識別されます。したがって、それは「ブロックチェーン」と呼ばれます。新しいデータは、ブロックの一部としてのみブロックチェーンに追加でき、ブロックのコレクションがブロックチェーンデータベースを構成します。

ブロックチェーンネットワークでは広く認識されています：

1. データを追加できます。
2. データは任意に削除または変更できません。
3. 各データは前のデータにリンクされています。

この改ざん防止データベースは、システムの運用に信頼できる中央機関(サードパーティの仲介者)を必要とせず、信頼が誤用または乱用される可能性を最小限に抑えるため、価値があります。データの透明性、簡単な検証、不変性という特性により、信頼のコストが大幅に削減されます。

ブロックチェーンはピアツーピアの分散ネットワークに依存し、共有されたデータベース内のすべての参加者の間で共通理解を達成し、更新を同期させるためにコンセンサスメカニズムを使用しています。ブロックがブロックチェーンに追加されると、それは永続的に有効と見なすことができます。

その結果、ブロックチェーン技術は、サプライチェーン管理の応答性と効率を向上させる情報駆動要因として機能することができます。さらに、さまざまな参加者間でのデータ交換の透明性、トレーサビリティ、および調整を高めるだけでなく、偽造や詐欺を防ぎます。

ブロックチェーン技術の紹介

暗号化

暗号化は、ブロックチェーン技術の基盤であり、その応用にはデジタル署名、非対称暗号化、ハッシュ関数が含まれます。デジタル署名は、データの真正性と完全性を検証するために使用され、データが改ざんされていないことを確認します。非対称暗号化は公開鍵と秘密鍵を使用し、取引を開始する際に公開鍵でデータを暗号化し、秘密鍵で復号し、情報伝送の機密性とセキュリティを確保します。

暗号化は、データセキュリティを保護し、不正アクセスや改ざんを防止し、参加者に匿名性とプライバシー保護を提供することで、ブロックチェーンが機密情報や取引を安全に処理できるようにする、ブロックチェーンにおいて重要な役割を果たしています。

コンセンサスメカニズム

分散システムでは、参加者間の信頼の問題が発生します。誤った情報の存在下で、すべての参加者間でのコミュニケーションの実現と合意形成は、ビザンティン将軍問題として知られています。この問題を克服できるシステムは、ビザンティンフォールトトレラント（BFT）システムと呼ばれています。

従来のアプローチは、データの真正性と順序を決定するために信頼される中央当局に依存しています。しかし、ピア・ツー・ピアのブロックチェーンネットワークは、紛争を解決するためにコンセンサスメカニズムを使用しています。

コンセンサスメカニズムの目標は、ネットワーク内の真のデータを決定し、イベントを正しく順序付けすることです。異なるブロックチェーンプラットフォームやプロジェクトは、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）やプルーフ・オブ・ステーク（PoS）など、異なるコンセンサスメカニズムを使用する場合があります。
PoWメカニズムでは、参加者はシステムへの貢献を証明し、データを書き込む権利を得るために複雑な数学問題を解かなければなりません。PoWメカニズムでは、参加者は一定量の暗号通貨を担保として保持してデータを提出する必要があります。悪意のあるノードは特定され、損失を被ることになり、その結果、悪意のある攻撃を回避し、すべての参加者がコンセンサスに達してブロックチェーンネットワークの円滑な運用を維持できるようにします。

ブロックチェーンのネットワーク構造

ブロックチェーンは、暗号化とコンセンサスメカニズムを使用して、相互に信頼できない多くの参加者によって維持される分散型台帳です。これらの構成要素は一般にノードと呼ばれますが、すべてのノードが同じというわけではありません。それらは、機能に基づいて、フルノード、ライトノード、およびマイナーノードとして分類できます。フルノードは、トランザクションの検証やブロックチェーンの完全なコピーの保存など、ブロックの内容に対して広範なチェックを実行します。ただし、運用にはかなりのリソースが必要です。ライトノードは他のフルノードに接続し、限られたブロックデータのみを検証するため、必要なストレージと帯域幅のリソースが少なくて済みます。マイナーノードはフルノードまたはライトノードのいずれかであり、トランザクションを処理し、コンセンサスアルゴリズムから報酬を獲得し、悪意のある攻撃からブロックチェーンネットワークを保護するための計算能力またはステーキングトークンを提供する責任があります。

異なるノード間のデータの書き込みと交換は、分散型でピア・ツー・ピア、同期的で信頼性のあるブロックチェーンネットワークを作り出し、システムのクラッシュを引き起こす単一障害点のリスクを緩和します。

パブリックブロックチェーン、プライベートブロックチェーン、コンソーシアムブロックチェーン

ブロックチェーン技術はさまざまなシナリオに適用できます。参加者の身元や目的に応じて、パブリック・ブロックチェーン、プライベート・ブロックチェーン、コンソーシアム・ブロックチェーンに分類されます。

パブリックブロックチェーン

パブリックブロックチェーンは、誰もが参加できるオープンなブロックチェーンネットワークであり、取引や検証を匿名で行うことができます。パブリックブロックチェーン上のデータや取引はすべてに公開されており、すべての参加者がそれらを閲覧して検証することができます。パブリックブロックチェーンの典型的な例には、BitcoinやEthereumがあります。これらは分散化と透明性を特徴としていますが、拡張性の課題にも直面しています。

プライベートブロックチェーン

プライベート・ブロックチェーンは、招待されたり認証された参加者に限定されたブロックチェーンネットワークです。これは、しばしば組織内または特定のビジネスアプリケーションシナリオ内で使用され、プライバシーとセキュリティが強化されています。これにより、データアクセスをよりよく制御し、データが内部ネットワーク内でのみ透明であることを保証します。プライベート・ブロックチェーンの例としては、KitChainやIBM ブロックチェーン・プラットフォームなどがあり、高いスループット、低遅延、ゼロ手数料など、特定の企業ニーズに対応しています。

コンソーシアムブロックチェーン

コンソーシアム・ブロックチェーンは、公共およびプライベートなブロックチェーンの特徴を統合したブロックチェーンネットワークの一種です。複数の組織や機関によって共同で管理および運営され、参加者は合意メカニズムやデータ共有ルールを決定するために契約を結ばなければなりません。コンソーシアム・ブロックチェーンは、通常、特定の産業やパートナーシップを含むブロックチェーンプロジェクトに適用されます。コンソーシアム・ブロックチェーンの例には、AntChainやEnergy Web Foundationがあります。

スマートコントラクト

スマートコントラクトは、ブロックチェーン上のプログラム可能な論理を持つ自己実行コードであり、決定論的プログラムに類似しています。特定の条件が満たされたときに特定のタスクを実行します。スマートコントラクトは、「もし...ならば...」という文に従って機能します。そのルールはプログラマーによって事前に定義され、ブロックチェーンネットワークに展開されるとすべてのノードによって複製および実行されることができます。

スマートコントラクトは、第三者の信頼が必要なく、安全で信頼性の高い取引をユーザーが行えるようにする信頼関係のない契約の確立を可能にします。さまざまなビジネスや取引のコミットメントを実装するために使用できます。スマートコントラクトは、特定の条件が満たされた時のみ有効になり、条件が満たされない場合は実行されません。

スマートコントラクトの使用により、仲介者の必要性がなくなり、人為的なエラーや遅延に関連する運用コストが大幅に削減されます。これらはさまざまなタイプの分散型アプリケーション（DApps）の開発に活用することができます。

生産サイクルを短縮してトレーサビリティを向上させる

エレクトロニクス製造業界では、Arrow、Lenovo、Micron、SK Hynix、ZT Systems、およびWiwynnを含む8つのパートナー企業が、マイクロソフトAzureが提供するブロックチェーンサービスを利用して、既存のサプライチェーンの製造および調達サイクルを最適化しました。

2020年のCOVID-19パンデミックの世界的な流行は、輸送ルートの混乱や予測不能な注文需要により、多くの製造業者の生産リードタイムに大幅な遅延が生じ、サプライチェーン管理をさらに複雑にしました。ブロックチェーン技術を通じて、サプライチェーン上の独立したデータノードが接続され、情報共有のためのデータネットワークを形成し、上流と下流のパートナー間で頻繁なコミュニケーションを実現しました。

ブロックチェーンネットワークは、サプライチェーンの各リンクでのデータを透明にし、部品供給、製造、輸送から保管、配送までを可能にしました。これにより、目に見える信頼性のあるデータ交換が提供されるだけでなく、商品の追跡が可能になり、積極的かつ動的なサプライチェーン管理が容易になりました。

将来、品質管理は鉱物原料、データセンター、およびEOL（エンドオブライフ）廃棄物にさらに強化されます。

各コンポーネントについて「デジタルツイン」を作成し、関連文書や情報を記録することで、偽造品や規格外の部品をサプライチェーンに混入させることを防ぐことが可能となります。また、部品の上流ソースの検証を可能にし、非人道的な方法で入手された原材料の採取や紛争鉱物の使用を回避し、複雑なプロセスでの品質問題を特定することもできます。

ペーパーレス取引は摩擦コストを削減します

紙のない取引は国際商取引の理想的な目標であり、これにより世界の物流の効率が大幅に向上するだけでなく、さまざまな国の独立したトレーダーや消費者にも利益がもたらされます。Trademark East Africaによると、1つの取引で、アフリカの起業家は最大96枚の紙文書に記入する必要があるかもしれません。
ケニアの輸出業者が直面するデジタル化の課題に対処するために、Trademark East AfricaはIOTA Foundationと提携して、ケニアのTangleネットワークに基づく重要な貿易文書アクセスシステムを構築しました。彼らは輸出プロセスを迅速化するために、宛先国の税関と情報を共有し、ケニア企業のグローバルスケールでの競争力をさらに高めています。

現在、Trademark East Africaはこのプロジェクトを戦略的焦点とし、より多くの貿易ルートを試験しています。例えば、彼らは英国への茶輸出、ベルギーへの魚輸出、および米国への繊維輸出を検討しています。また、他の東アフリカ諸国と協力して、この技術を国境機関と統合するテストを行っています。

このアプリケーションは、ケニアの国境機関が、貿易情報の国境を越えた産業間交換のための標準を確立するのに役立ちました。これにより、貿易が誰もにとってアクセスしやすく、努力なくなるという世界的な目標に一歩近づけました。このプロジェクトは、オランダ、英国、米国の政府開発機関から強力な支援を受けています。

強化された食品安全性

Intelは、大手の独立系ブルーベリー流通業者であるCurry & Companyと提携し、Hyperledger Sawtoothブロックチェーンを使用して食品サプライチェーンの追跡性と品質管理を強化しています。この提携により、新鮮なブルーベリーが収穫後、特定の時間枠内で市場に運ばれ販売されることが保証されています。

インテル® Connected Logistics Platformは、ブロックチェーンネットワークに統合されており、サプライチェーン全体にセンサーを組み込んでおり、温度、湿度、光条件などのリアルタイム要因を監視するためにIoT（Internet of Things）技術を活用しています。このシステムは、収穫や保管から配送に至るまでの製品の環境条件を検証し、追跡することができ、消費者にとって最適な食品の新鮮さと優れた品質を確保します。

従来のサプライチェーン管理方法と比較して、ブロックチェーン技術の導入により、食品の追跡性と安全性が大幅に向上しました。フルーツの状態を継続的に監視することで、潜在的な食品の腐敗やリコール問題を積極的に回避し、食品の廃棄も減らすことができます。

さらに、デジタルレコードは多くの手作業データ入力を置き換え、サプライチェーンパートナー間のデータ交換を容易にし、彼らの間で非常に効率的で透明性があり信頼できるコラボレーションを促進しています。

輸送と物流を強化する

世界最大のコンテナ船舶運航会社の1つであるマースクは、IBMと提携して、物流業界向けのブロックチェーンベースのリアルタイム追跡システムであるTradeLensを開発しました。このプラットフォームは、異なる企業間での協力を可能にする便利で安全な情報共有を実現し、サプライチェーン全体での協力を促進し、より透明で効率的なグローバルトレードを推進しています。

TradeLensプラットフォームの機能は、貨物、輸送ユニット、および港の機器に取り付けられた多数のセンサーに依存しており、これらはIoT技術を使用して貨物の位置や温度、振動、湿度などのデータを追跡します。この情報はブロックチェーンに記録され、すべてのユーザーがアクセスできるようになり、貨物の状態を常にモニタリングすることが保証されています。

また、船が目的地に到着すると、コンテナや商品に関連する書類（財務計算、関税支払い、監査など）を自動的に作成するために、事前にプログラムされたスマートコントラクトコードが使用されます。 TradeLensの中核となる自動化されたインタラクション機能を通じて、参加者はワークフローを合理化し、データ処理を迅速化することができます。 ブロックチェーンネットワークは、すべてのデータが信頼でき、エラーや不正確さがないことを保証します。
現在、いくつかの国際航送会社は、TradeLensを利用して物流コストを削減しています。 Agility、APM Terminals、PSA International、CMA CGM、DP Worldなどの企業は、貨物の集約、申告、税関手続き、支払いなどのスピードと効率を向上させるためにブロックチェーン技術を活用しています。

環境保護とコンプライアンス

南アフリカの紙会社Sappiとインドのパルプおよび繊維メーカーであるBirla Celluloseは、GreenTrackを作成するために協力しました。これは、ファブリック製品やリサイクル材料の流れを追跡するシステムで、パートナー企業はQRコードをスキャンすることでリアルタイムでトレーシングが可能です。これにより、生産プロセスがすべて認定された持続可能な森林から来ていることが保証されます。これは消費者がより情報を得て購入する選択肢を増やすのに役立ちます。現在、このプラットフォームはWalmartやMarks & Spencerなどのよく知られた企業を含む250を超えるサプライチェーンパートナーによって採用されています。

漁業分野では、TraSeable Solutionsは世界自然保護基金(WWF)と提携し、ESG基準に準拠し、違法漁業を防止する水産物サプライチェーンに対する顧客の要求に応えています。同社のシステムは、座標、漁獲ログ、乗組員の詳細など、各漁船の漁獲量に関するデータを収集し、製品パッケージにQRコードでラベルを付けることで、エンドユーザーがブロックチェーンネットワークに記録された情報を取得し、違法に捕獲された魚の販売を最小限に抑えることができます。宝飾品業界では、最大のダイヤモンド生産者の1つであるデビアスが、ブロックチェーンプラットフォームTracrを使用して、ダイヤモンドの採掘、加工、宝石店への出荷までを追跡しています。各ダイヤモンドには、採掘後すぐに一意のIDが割り当てられます。センサーが各ダイヤモンドの断面、クラリティ、カラー、重量を検出し、その情報はTracrプラットフォームに記録されます。研磨、加工、出荷、再販に関するその後のデータもリアルタイムで更新されるため、関連するすべての関係者がダイヤモンドの旅を追跡し、確認することができます。これにより、記録の透明性と信頼性が高まるだけでなく、非人道的なブラッドダイヤモンドが違法な経路で市場に出回るのを防ぐことができます。

結論

このコースでは、ブロックチェーンのサプライチェーン管理への応用を探究しました。ブロックチェーン技術はデータを分散型台帳に保存し、変更不可能性と非中央集権性を提供します。また、参加者が合意に達するためのコンセンサスメカニズムを使用し、データの透明性、追跡性、シームレスな連携を実現します。さらに、公共ブロックチェーン、プライベートブロックチェーン、コンソーシアムブロックチェーンなど、異なるタイプのブロックチェーンネットワークについて理解を深め、企業が特定のユースケースや要件に応じて最適な技術を選択する柔軟性を提供しています。

サプライチェーン管理では、ブロックチェーン技術が大きな成功を収めています。これは、生産サイクルの短縮、製品の追跡の改善、輸送と物流管理の向上、手作業による運用コストの削減、環境保護とコンプライアンスの確保に効果を発揮しています。スマートコントラクトの利用により、安全で信頼性の高い取引とビジネス運用を実現し、中間業者の必要性を減らし、人為的なエラーや遅延による運用コストを削減しています。

今後のレッスンでは、サプライチェーンファイナンスにおけるブロックチェーンの応用について詳しく取り上げ、将来のトレンドや潜在的な課題を探求します。

テイクアウェイ

1. ブロックチェーンは、分散台帳と鎖状構造を使用してデータを保存する特殊なタイプのデータベースであり、不変性と分散化を特徴としています。
2. コンセンサスメカニズムを通じて、ブロックチェーンはすべての参加者が含まれる内容について合意し、更新を同期させ、データの透明性、追跡可能性、調整を実現します。
3. 暗号化は、デジタル署名、非対称暗号化、ハッシュ関数など、ブロックチェーン技術において重要な役割を果たしています。これによってデータのセキュリティと取引の機密性が保証されます。
4. コンセンサスメカニズムは、分散システムにおける信頼性の問題に対処し、真正なデータと正しい順序を確保する上で重要な役割を果たします。一般的なメカニズムには、プルーフ・オブ・ワークやプルーフ・オブ・ステークが含まれます。
5. パブリックブロックチェーンは誰でも参加でき、データや取引が公開され、分散化と透明性を特徴とするオープンなブロックチェーンネットワークです。
6. プライベートブロックチェーンは、限られた参加者を持つブロックチェーンネットワークであり、組織内または特定のアプリケーションシナリオで使用され、より高いプライバシーとセキュリティを提供します。
7. コンソーシアム・ブロックチェーンは、複数の組織や機関によって共同で管理され、運営される、公共およびプライベートなブロックチェーン機能を組み合わせたブロックチェーンネットワークの一種です。
8. スマートコントラクトは、プログラマブルロジックを備えたブロックチェーン上の自己実行コードであり、第三者への信頼が必要なく、安全かつ信頼性の高い取引やビジネス運営を可能にします。これにより中間業者の必要性を排除し、人為的なエラーや遅延による運用コストを削減し、さまざまな分散型アプリケーション（DApps）の開発に利用されます。
9. サプライチェーン管理では、ブロックチェーン技術が実践的に様々なシナリオで応用されており、生産サイクルの短縮、追跡性の向上、食品安全の強化、輸送と物流の強化、手作業の運用コストの削減、企業間の協力効率の向上、環境保護の推進、コンプライアンスの確保などが含まれています。