УДК 004

Внедрение технологии блокчейн в процессы взаиморасчётов по наземному обслуживанию в аэропортах

Сагитов Дамир Ильдарович – доцент факультета Летной эксплуатации Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации имени главного маршала авиации А. А. Новикова.

Седов Дмитрий Евгеньевич – студент факультета Летной эксплуатации Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации имени главного маршала авиации А. А. Новикова.

Головков Иван Дмитриевич – студент факультета Летной эксплуатации Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации имени главного маршала авиации А. А. Новикова.

Филиппычев Максим Сергеевич – студент факультета Летной эксплуатации Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации имени главного маршала авиации А. А. Новикова.

Аннотация: Проведено исследование по внедрению технологии Блокчейн в процессы взаиморасчетов по наземному обслуживанию в авиапредприятии. В работе проведен анализ существующих проблем в процессах взаиморасчетов и оценена значимость внедрения технологии Блокчейн в данную сферу. Описаны основные принципы и функции Блокчейн, его типы и структура, а также представлены существующие решения. Проведена экономическая оценка и выявлены преимущества внедрения технологии Блокчейн в процессы взаиморасчетов по наземному обслуживанию. Разработана и представлена концепция технической реализации системы взаиморасчетов на основе Блокчейн, включающая архитектуру и функциональность.

Ключевые слова: блокчейн, наземное обслуживание, аэропорт, информационные технологии.

Гражданская авиация играет важную роль в глобальной транспортной системе. Эта отрасль одна из самых молодых и динамично развивающихся. Объемы перевозок, маршрутная сеть, востребованность и доступность планомерно растет из года в год. Характерные черты для отрасли являются оперативность, точность и своевременность. Чтобы организовать эффективную деятельность, реализуемые процессы требуется постоянно улучшать и использовать современные инструменты. Одним из путей развития является применение информационных технологий. Это ещё одна стремительно растущая сфера, дающая массу новых возможностей.

С приходом цифровизации и применения IT-технологий в отрасли применяется огромное количество систем и устройств, без которых современные воздушные перевозки уже не смогли бы существовать. При этом наиболее передовые технологии и разработки из сферы IT ещё не успели найти своё применение в полной мере, или имеют малое распространение. Так, например, применение технологии Блокчейн в процессах взаиморасчетов по наземному обслуживанию позволит обеспечить оперативное и безопасное взаимодействие лиц, а также обеспечит оптимизацию процессов как с финансовой составляющей, так и с точки зрения упрощения взаимодействия авиакомпании и наземных структур.

В настоящее время, наши персональные данные, пароли и прочая информация в основном хранятся на серверах и в облачных системах, принадлежащих крупным компаниям, таким как Google, Amazon, Facebook или Apple. Такой метод хранения данных предлагает ряд преимуществ, поскольку компании имеют команды специалистов, которые обеспечивают безопасность и защиту персональных данных, а также поддерживают работоспособность всей системы.

Однако, несмотря на все преимущества, у этого подхода есть значительный недостаток – уязвимость. Злоумышленники могут получить несанкционированный доступ к файлам без нашего согласия, атакуя или воздействуя на сторонние службы, что, в свою очередь, может привести к краже, раскрытию или изменению важной информации.

Технология Блокчейн представляет собой альтернативный подход к хранению данных. В отличие от традиционных централизованных систем, принадлежащих крупным компаниям, технология Блокчейн предлагает децентрализованную сеть, где данные распределены между множеством участников.

Блокчейн (англ. blockchain, изначально block chain – цепь из блоков) – выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков (связный список), содержащих информацию [5]. Эта цепочка поддерживает децентрализованную, распределенную, неизменяемую и безопасную запись транзакций, происходящих между различными узлами блокчейна. Рассмотрим каждое понятие по-отдельности.

Децентрализованный. Процесс добавления нового блока в базу данных управляется механизмом консенсуса, при котором различные узлы сети участвуют в процессе принятия решения, т.е. контроль осуществляется группой узлов, а не одним центральным органом. Такая децентрализованная природа Блокчейна делает его более безопасным для участников, поскольку характеристики сети не могут быть изменены одним субъектом в своих интересах [2].

Распределенный. Каждый узел хранит копию базы данных, содержащую подробную информацию обо всех прошлых записях, что создает избыточность в сети, но также обеспечивает безопасность, позволяющую избежать манипуляций с записями, т.е. любая попытка повредить сеть может произойти только в том случае, если данные, хранящиеся на большинстве узлов сети, будут изменены [2].

Неизменный. Как только запись была добавлена в Блокчейн, отредактировать, исправить или удалить ее практически невозможно, что делает запись данных о прошлых транзакциях в Блокчейне практически постоянной и неизменяемой. Запись может быть обновлена только путем добавления нового блока вместо изменения, удаления предыдущей записи [2].

Безопасный. Процесс добавления блока в базу данных включает криптографию [3] (математический алгоритм для кодирования информации в целях безопасности) и механизмы экономического стимулирования, которые не требуют доверия к другим узлам, участвующим в сети. Это новое свойство поддержания распределенной и децентрализованной базы данных с использованием механизма консенсуса. Отсутствие необходимости доверять другим задействованным узлам создает возможность совершать транзакции и взаимодействовать с большей уверенностью [2].

По своей сути Блокчейн представляет собой распределенную цифровую книгу, где хранятся данные любого вида.

Необходимо отметить параллели между развитием технологии Блокчейн и Интернета. На ранней стадии развития Интернет не представлялся ориентированным на конечного пользователя. Требовалось разработать веб-браузеры, платформы и сервисы для создания и размещения веб-сайтов, поисковых систем, инструментов разработки приложений и т.д. Эти инновации позволили появиться различным сервисам, которые совершенствуют нашу жизнь.

Подобная динамика наблюдается и с технологией Блокчейн. Поначалу разработчики фокусировались на создании базовой архитектуры Блокчейн-технологий, что включало в себя разработку протоколов, консенсусных механизмов, криптографических алгоритмов и других фундаментальных компонентов. Постепенно, с развитием базовой инфраструктуры, появляются новые приложения и сервисы, использующие Блокчейн (криптовалюты, смарт-контракты, децентрализованные финансовые платформы и другие инновации).

Основное отличие блокчейна заключается в его полной децентрализации. Вместо того чтобы храниться в одном централизованном месте, под управлением одного узла/ администратора (например, в банковской базе данных), блокчейн состоит из множества идентичных копий базы данных, хранящихся на различных компьютерах, распределенных по сети. Каждый из этих компьютеров называется узлом (Node).

В каждом блоке сохраняется ряд транзакций вместе с хэшем предыдущего блока и доказательством выполнения работы (POW) текущего блока.

В настоящее время, посредники играют роль связующего звена между различными физическими лицами, юридическими лицами и организациями, которые стремятся заключить сделку, обеспечивая доверие между сторонами. Банки, кредитные компании или платформы электронной коммерции выступают в качестве посредников, решая проблемы, связанные с недостатком доверия между покупателями и продавцами. Они устанавливают правила для входа и выхода, а также условия взаимодействия между участниками, выступают контрагентами для каждой стороны, ведут централизованную базу данных всех транзакций, облегчают обмен информацией и проверку личности. Таким образом, посредник обеспечивает обеим сторонам уверенность в доверии друг другу во время взаимодействия или совершения сделки. Они представляют собой канал, через который участники заключают сделки с неизвестной организацией или физическим лицом и взамен получают плату за предоставляемую услугу.

Технология Блокчейн устраняет необходимость в таких посредниках, как валидаторы доверия и идентификации, и позволяет субъектам совершать транзакции между собой без участия третьей стороны в роли посредника. Блокчейн позволяет участникам осуществлять повышенный контроль над транзакцией, не полагаясь на посредников, учитывая, что доверие является ключевым фактором в транзакциях.

С учетом непрерывного развития технологии Блокчейн и устранения ее недостатков, преимущества Блокчейн-приложений по сравнению с существующими системами привели к тому, что компании начали исследовать новые способы ведения бизнеса с использованием технологии. В компаниях растет интерес к тому, как можно использовать Блокчейн-технологии., проекты которых в основном находятся на стадии разработки, тестирования или подтверждения концепции, но у них есть потенциал стать более широко применяемыми.

Для бизнес-моделей актуальна схема консорциума, в которой узлы сети поддерживают отдельные организации – участники сети. Доступ к узлам сети могут иметь как участники консорциума, так и внешние организации, в зависимости от требований по оперативной совместимости.

Наиболее релевантный подход к инновации в авиационной отрасли с учетом ее специфики будет осуществлен на базе блокчейна-консорциума с использованием консенсуса POA (Proof-of-Authority – Доказательство полномочий), в котором на уровне системных смарт-контрактов определялся круг организаций – валидаторов, а также модель доступа. Архитектура предусматривает развертывание под определенный процесс отдельной сети.

Авторитетный узел собирает транзакции, полученные от участников сети. Подписываются транзакции авторитетным узлом для подтверждения их подлинности и целостности. Если блок проходит проверку, он добавляется в цепочку блоков. Узлы обновляют состояние Блокчейн-сети, отражая изменения, внесенные транзакциями в блок. Цикл замыкается.

Внедрение технологии Блокчейн в области взаиморасчетов по наземному обслуживанию предлагает множество преимуществ. Одним из ключевых инструментов технологии в этом контексте являются смарт-контракты. Они предлагают уникальный подход к взаимодействию и согласованию между участниками процесса без необходимости доверия или посредников.

Первый этап внедрения смарт-контрактов – это определение их назначения в контексте взаиморасчетов по наземному обслуживанию. Смарт-контракты могут использоваться для автоматизации и обеспечения безопасности различных видов операций, включая платежи, расчеты, подтверждение выполнения услуг и многое другое. Они также позволяют участникам иметь доступ к актуальным и достоверным данным в реальном времени.

Принцип работы смарт-контрактов основан на том, что они выполняются автоматически при наступлении определенных условий, определенных в самом контракте. Информация о смарт-контрактах хранится в блокчейн-сети и не может быть изменена без согласия всех участников. Это гарантирует надежность и неподверженность вмешательству [3].

Этапы внедрения смарт-контрактов начинаются с анализа и понимания потребностей и требований процессов взаиморасчетов по наземному обслуживанию. Затем следует разработка смарт-контрактов с учетом необходимых условий и функциональности. Дальше – тестирование и оптимизация смарт-контрактов, а затем их внедрение в рабочую среду.

Архитектура внедрения технологии блокчейн в процессы взаиморасчетов по наземному обслуживанию на базе консенсуса POA и концепции смарт-контрактов в авиационной отрасли может быть следующей:

1. Сеть блокчейн:

• Создание консорциум блокчейн-сети (приватной), доступной только для участников, связанных с авиационной отраслью.
• Использование консенсус-механизма POA для обеспечения высокой скорости и энергоэффективности сети блокчейн.
• Установка узлов сети, обеспечивающих подтверждение и верификацию транзакций, а также выполнение смарт-контрактов.

2. Роли участников:

• Авиапредприятия: операторы, участвуют в сети блокчейн как узлы, управляющие и подтверждающие транзакции, связанные с процессами взаиморасчетов.
• Службы безопасности и регулирующие органы: Участники, ответственные за обеспечение безопасности и соблюдение нормативных требований в авиационной отрасли. Они имеют доступ к блокчейн-сети для контроля и верификации транзакций.
• Поставщики услуг наземного обслуживания: Организации, предоставляющие различные услуги наземного обслуживания, такие как топливо, кейтеринг, техническое обслуживание ВС и другие. Они взаимодействуют с сетью блокчейн через смарт-контракты для автоматизации и прозрачности процессов взаиморасчетов.

3. Смарт-контракты:

• Разработка и развертывание смарт-контрактов на блокчейн-сети для автоматизации и обеспечения безопасности процессов взаиморасчетов.
• Смарт-контракты могут включать условия платежей, контроль качества, проверку выполнения услуг и другие соглашения, связанные с наземным обслуживанием.
• Участники сети могут взаимодействовать с смарт-контрактами, выполнять транзакции и получать автоматические уведомления о статусе операций.

4. Интеграция с существующими системами:

• Необходима интеграция блокчейн-сети с существующими системами авиапредприятий, такими как системы управления ресурсами предприятия (ERP) и системы учета и отчетности.
• Интеграция позволит обеспечить непрерывный обмен данных и автоматизацию процессов между блокчейн-сетью и другими информационными системами.

5. Безопасность и конфиденциальность:

• Применение криптографических методов для обеспечения конфиденциальности данных и защиты от несанкционированного доступа.
• Установка механизмов и политик безопасности для контроля и аутентификации участников сети.

Представленная концепция архитектуры предоставляет основу для внедрения технологии Блокчейн в процессы взаиморасчетов по наземному обслуживанию в авиационной отрасли. При реализации этой архитектуры необходимо учитывать специфические требования и регулятивные нормы, действующие в данной сфере.

Важным аспектом такого процесса является ознакомление и обучение персонала с принципами и возможностями всей системы, в частности консенсуса POA и принципов работы смарт-контрактов, что позволит эффективно использовать их в работе и достичь максимальной реализации от внедрения технологии Блокчейн.

Для реализации безопасности и конфиденциальности существует множество разработок, одной из которых является изложенный принцип патента «Способ контроля подлинности и качества продукции в процессе производства и реализации».

В материале описанный метод использует технологию Блокчейн для защиты и сохранения информации о технологических операциях предприятия. Каждая операция записывается и добавляется в распределенную базу данных, образуя цепочку данных. Вся информация, включая дату, время, участников и вид операции, сохраняется и согласуется в сети. Это обеспечивает надежную защиту от несанкционированного доступа к информации и сокращает время определения подлинности и качества продукции [4].

В существующей системе процессов взаиморасчётов по наземному обслуживанию авиапредприятий часто возникают проблемы, которые могут оказывать негативное влияние на эффективность и надежность данных процессов. Среди основных проблем выделяются такие, как бюрократия, человеческие ресурсы и связанные с этим издержки, временные издержки, человеческий фактор и мошенничество.

Традиционные процессы взаиморасчётов могут быть связаны с избыточной бюрократией и сложным административным процедурами, где подразумевается множество участников и организаций, которые требуют проверки, подписей и согласований, что может привести к задержкам эффективности работы.

Также для исполнения процессов требуется большое количество человеческих ресурсов для обработки, проверки и согласования платежей и транзакций, что требует значительных траты на персонал.

Существующие процессы взаиморасчётов могут быть связаны с высокими операционными издержками, такими как комиссии за платежи, посреднические услуги и расходы на обработку и проверку данных, что может негативно сказаться на финансовой эффективности предприятия.

Процессы взаиморасчетов также характеризуются временными издержками, при которых требуется определённое количество времени на обработку и согласование платежей и транзакций. Задержки могут возникать из-за необходимости ожидания подписей и согласований, а также из-за неэффективных процессов обработки данных.

В процессах, требующих ручного ввода данных и участие людей, возникает вероятность ошибок и несоответствий. Человеческий фактор может привести к неточностям в расчетных и затруднениям при обработке данных.

Традиционные процессы могут оставлять место для мошенничества и несанкционированного доступа к данным, что может привести к финансовым потерям и потенциальному ущербу для предприятий.

Внедрение технологии Блокчейн в процессы взаиморасчетов по наземному обслуживанию может определенным способом решить эти проблемы, обеспечивая прозрачность, надежность, автоматизацию и безопасность взаимодействия между участниками процессов взаиморасчётов.

Повышение эффективности взаимодействия наземных структур с помощью технологии может позволить физическим и юридическим лицам обходить посредников, предоставляя потребителям больше информации и обеспечивая более эффективные транзакции, децентрализованная и прозрачная природа технологии может способствовать улучшению функционирования рынков.

Возможность снизить транзакционные издержки между несвязанными организациями, в результате чего у фирм может появиться возможность разукрупнить свои различные отделы и передать соответствующим функции на аутсорсинг внешним физическим и юридическим лицам. В результате конкуренции за эти функции может усилиться.

Ко всему прочему технология может предоставить малым и средним предприятиями эффективный и надежный способ взаимодействия с потребителями, устраняя тем самым любые барьеры, которые могут возникнуть в результате существующей экономии за счет масштаба.

Таким образом, инновации в этой сфере решают множество проблем в текущей системе взаиморасчетов. Сравнительная таблица 1 представлена ниже.

Таблица 1. Сравнение действующей системы и технологии Блокчейн в системе взаиморасчетов.

Авиационная отрасль долгое время функционирует по традиционным бизнес-моделям и устаревшим ИТ-системам. Одним из основных компонентов этой системы является Глобальная Система Распределения (GDS), в которой присутствуют различные сборы и комиссии. Помимо платежей, которые АК вносят GDS за распространение и маркетинг, существует множество других сборов, включая членские взносы, плата за планирование, обработка билетов, сборы за использование кредитных карт, комиссии за транзакции, надбавки и комиссии турагентов.

Для того чтобы оценить экономическую эффективность от внедрения технологии Блокчейн в процессы взаиморасчетов по наземному обслуживанию, необходимо рассчитать предварительные затраты на разработку ПО, чем будут заниматься соответствующие IT-специалисты, интеграцию в систему предприятия, затраты на содержание сервера, а также оценить период внедрения инновации.

Рассчитаем стоимость полного цикла разработки ПО. Средняя зарплата IT-специалиста 110 тыс. руб. На разработку ПО, учитывая масштабы и уровни интеграции в уже существующей системе предприятия, потребуется 2 года. Этот период включается в себя этапы, начиная с оценки проекта и общей аналитики, заканчивая написанием, тестированием кода и реализацией. Команда специалистов будет состоять из 18 человек. После разработки ПО начинается период интеграции и тестирования на предприятии с предполагаемым периодом 10 месяцев и командой специалистов из 5 человек.

(110 000×24×18)+(110 000×10×5)=53 020 000 руб.

Учитывая масштаб внедряемой технологии, текущей пропускной способности серверов предприятия не хватит для осуществления работы инновации. Следовательно, необходимо рассчитать стоимость сервера. Выбираем виртуальный сервер, т.к. это дешевле и проще физического, в бухгалтерском учёте расходы на виртуальный сервер включаются в себестоимость услуг и сокращают налогооблагаемую базу, а также не имеет нормативного или амортизационного срока эксплуатации, при необходимости, модернизация осуществляется в любой момент.

Рассчитаем стоимость обслуживания виртуального сервера. Рассматриваемый период 3 года с момента начала интеграции ПО на предприятии. Исходя из мощности сервера, числа процессорных ядер, объемов оперативной памяти и дискового пространства, средняя ежемесячная плата составляет 57 тыс. руб. Для обслуживания сервера найм целого системного администратора будет избыточным, поэтому расход на обслуживание ПО и системное администрирование в размере 4 тыс. руб. в месяц.

(57 000×36)+(4 000×36) =2 196 000 руб.

Итоговая сумма расходов для разработки, внедрения и запуска ПО на базе Блокчейна составит в среднем 55,2 млн. руб.

Внедрение разработанного ПО на предприятии позволяет сократить 5-10% рабочих мест, основываясь на том, что каждая организация попытается максимизировать выгоду от инновации. По доступной информации на данный момент в АП «Пулково» трудоустроено около 4 тыс. сотрудников.

Рассчитаем выгоду от сокращения 7,5% сотрудников со средней зарплатой 70 тыс. руб.

4 000 ×0,075 ×70 000=21 000 000 руб.

Исходя из расчетов, срок окупаемости в годовом выражении составит:

53 020 000 / 21 000 000 = 2,52 года.

Чтобы рассчитать затраты авиакомпании на распространение услуг и сравнить их с приблизительной стоимостью инвестиций в блокчейн, и экономией, ожидаемой после потенциального применения, а также рассчитать экономию предприятия за счет сокращения штата, необходимо было получить информацию конфиденциального характера, коммерческую тайну, доступа к которым получить не удалось. В связи с чем, не было данных о предполагаемых объемах инвестиций в Блокчейн-технологии и ожидаемом сокращении издержек после внедрения технологии, что является решающим значением для расчёта и анализа экономической эффективности, которую Блокчейн способен принести для авиапредприятия. Таким образом, достоверных данных собрать не удалось.

Внедрение технологии Блокчейн в процессы взаиморасчетов по наземному обслуживанию в авиационной отрасли представляет значительный потенциал для улучшения эффективности, безопасности и прозрачности работы предприятия. Основываясь на проведенном исследовании в работе, было установлено, что технология обеспечивает распределенное хранение данных, что позволяет создать надежную историю транзакций, оставляя аудиторский след, которая не зависит от централизованной системы, что снижает риски мошенничества, несанкционированного доступа или утери данных, а также повышает надежность и целостность информации. Технология, работающая на базе концепции смарт-контрактов, способна автоматизировать процессы взаиморасчетов по наземном обслуживании. Смарт-контракты обеспечивают автоматическое исполнение условий и устранение необходимости в посредниках, что способствует снижению как временных, так и операционных издержек на проведение транзакций.

Предприятия при внедрении технологии могут столкнуться с определенными проблемами, такими как сложность интеграции с существующими системами, необходимость обучения персонала и разработка соответствующих правовых и нормативных основ.

В целом, внедрение технологии Блокчейн в процессы взаиморасчетов по наземному обслуживанию обладает значительным потенциалом для авиационной отрасли. С учетом правильного планирования, ресурсов и проведения исследований, предприятие может достичь повышения эффективности, безопасности при выполнении транзакций, а также получить экономические преимущества от внедрения данной технологии.

Список литературы

1. Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация). Статистические данные [Электронный ресурс]: официальный сайт. – URL: https://favt.gov.ru/dejatelnost-ajeroporty-i-ajerodromy-stat-dannye/ (дата обращения: 16.04.2023).
2. Discussion Paper on Blockchain Technology and Competition (2021) [Электронный ресурс] // Open Research Library. – URL: https://openresearch-repository.anu.edu.au/handle/1885/276671 (дата обращения: 18.04.2023).
3. Криптография [Электронный ресурс] // Википедия – свободная энциклопедия. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Криптография (дата обращения: 18.04.2023).
4. Пат. 2639015 Российская Федерация, МПК G 06 K 5/02. Способ контроля подлинности и качества продукции в процессе производства и реализации / Дю И.С.; заявитель и патентообладатель Дю И.С. – №2017102462; заявл. 26.01.17; опубл. 19.12.17, Бюл. № 35.
5. Блокчейн [Электронный ресурс] // Википедия – свободная энциклопедия. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Блокчейн (дата обращения: 18.04.2023).