Курсовая работа по Информационные технологии на тему Анализ тенденций и перспектив развития техники и научно-технологического уровня в технологическом сегменте патентного ландшафта Технологии Блокчейн: Токенизация (Цифровой актив)

Введение
В последние десятилетия наблюдается значительный рост интереса к технологии блокчейн, которая становится неотъемлемой частью современного цифрового мира. Эта децентрализованная технология управления данными предлагает новые возможности для создания и передачи ценностей, разрушая традиционные подходы в экономике и бизнесе. Одна из ключевых областей приложения блокчейн-технологий — токенизация, представляющая собой процесс преобразования реальных или виртуальных активов в цифровые токены. Токенизация открывает новые горизонты для инвестирования, торговли и управления активами, что делает её важным аспектом для анализа в нашем исследовании.
Целью данной курсовой работы является проведение анализа тенденций и перспектив развития технологий и научно-технологического уровня в сегменте патентного ландшафта «Технологии Блокчейн» с акцентом на токенизацию. Для достижения этой цели необходимо рассмотреть теоретические основы блокчейн-технологий, проанализировать патентный ландшафт, а также исследовать процесс токенизации и его влияние на создание цифровых активов.
Работа состоит из трех глав. В первой главе будут рассмотрены основные теоретические концепции блокчейн-технологии, её принципы работы, а также историческое развитие и архитектура. Вторая глава будет посвящена патентному ландшафту в области технологий блокчейн, где будут обсуждены теоретические основы и методы анализа патентов, позволяющие выявить технологические тренды. Наконец, третья глава затронет токенизацию как метод создания цифровых активов: мы проанализируем понятие токенизации, её виды, преимущества и недостатки, а также приведем примеры успешных проектов, что позволит получить полное представление о её значимости и перспективности.
Таким образом, данное исследование нацелено на выявление ключевых трендов и направление развития токенизации в контексте блокчейн-технологий, что позволит сделать обоснованные выводы о будущем данного сегмента и его влиянии на экономику в целом.
 
Глава 1. Теоретические основы технологии блокчейн
1.1. Определение и принципы работы блокчейн
В последнее время активно обсуждаются технологии блокчейн и криптовалюты. Блокчейн представляет собой децентрализованную базу данных, где данные хранятся на множестве устройств, не подключенных к единому серверу.
Блокчейн — это распределенная база данных или реестр, состоящий из последовательности связанных между собой блоков данных. Каждый блок содержит информацию о транзакциях, а также криптографическую хеш-функцию, которая связывает его с предыдущим блоком, создавая цепочку (chain) блоков (block) [1].
Основные характеристики блокчейна включают:
1. Блокчейн не контролируется единственным центром. Вместо этого данные хранятся одновременно на множестве узлов (компьютеров) в сети, что делает систему более устойчивой к сбоям и атакам.
2. Все транзакции записываются в общедоступный реестр, что позволяет любому участнику сети просматривать историю операций.
3. После добавления блока в цепочку изменить данные в нем практически невозможно. Это обеспечивает высокий уровень доверия к информации.
4. Использование криптографических методов делает данные в блокчейне защищенными от несанкционированного доступа и подделки.
Блокчейн изначально был разработан для поддержки криптовалют, таких как Биткойн, но со временем его приложения расширились и охватывают различные сферы, включая финансы, логистику, управление цепочками поставок и многие другие.
Эта технология имеет широкий спектр применения и большие перспективы развития в разных отраслях, включая транспорт. Основой работы биткойна, самой известной и документированной системы на базе блокчейн, является именно этот принцип хранения данных, представляющий собой растущий список упорядоченных записей, называемых блоками. Рассмотрим работу блокчейна на примере биткойна.

Рисунок 1 – Схема работы системы Bictonic [10]
В создании новых блоков в блокчейне чаще всего применяется метод майнинга, хотя существуют и другие технологии. Процесс майнинга заключается в нахождении такого значения nonce, которое позволит вычислить хэш, соответствующий определённому уровню сложности. Для успешной атаки на блокчейн злоумышленники должны иметь вычислительную мощность, превышающую 50% от мощности всех пользователей, что и объясняет термин «атака 51%».
В качестве доказательства выполнения работы используется многоуровневое хэширование. Каждый блок содержит хэш предыдущего блока и уникальный nonce, что делает невозможным изменение информации внутри блока без изменения всех последующих хэшей. Таким образом, структура блокчейна защищает данные от несанкционированных изменений.
Блокчейн — это доступная технология, которая предлагает ряд функций, таких как подтверждение изменений и сохранение данных, защита от несанкционированных изменений, возможность прямого обмена данными без посредников и прозрачность между участниками сети [11]. Однако, несмотря на свою популярность, особенно в контексте Bitcoin, у этой технологии есть некоторые недостатки [7]:
1. Потеря пароля к кошельку приводит к утрате всех средств.
2. Восстановить или изменить пароль невозможно, поэтому рекомендуется записывать ключи доступа на бумаге.
3. Транзакции могут быть медленными из-за высоких технических требований, и время подтверждения может увеличиваться до 5 часов.
4. Открытый код Bitcoin означает, что при обнаружении критических ошибок система может быть подвержена риску.
5. Существует угроза так называемой «атаки 51%», которая может негативно сказаться на спросе и курсе Bitcoin.
6. Bitcoin не обеспечивает полной анонимности; хотя конфиденциальность поддерживается за счет анонимных открытых ключей, существует риск их раскрытия, что может сделать все связанные транзакции общедоступными.
Данные пункты подчеркивают, что, несмотря на популярность и доступность технологии, ее потенциал применения в B2B и других бизнес-секторах остается ограниченным. Рассматривая криптовалюту Вйсот как замену международным валютам, можно выделить несколько недостатков [10]:
1. Нестабильный обменный курс: Вйсот все еще является новой технологией и рынком, с колеблющимся спросом и ограниченным предложением.
2. Угроза дефляции: В системе заложено ограниченное количество в 21 миллион биткойнов, что затрудняет долгосрочные инвестиции и покупку криптовалюты.
3. Неопределенность в легальном регулировании: Законодательные органы пока не пришли к окончательному решению о статусе Вйсот, что оставляет его в неопределенном положении.
4. Отсутствие ликвидности: Конвертация Вйсот в популярные валюты возможна лишь на определенных обменных платформах, что затрудняет доступность криптовалюты.
Кроме того, существует менее изученная технология Sovrin, которая, несмотря на свои ограничения, считается перспективной и может быть применена как в B2B, так и в B2C секторах.
Sovrin — это децентрализованная сеть идентификации с открытым исходным кодом, основанная на технологии распределенной базы данных. Она включает множество узлов, расположенных по всему миру, которые хранят полные копии базы данных. Создателем этой технологии является Фонд Sovrin, который стремится создать надежную систему для подтверждения личной идентификации в интернете ‘[5].
В сети Sovrin выделяются две ключевые роли: владелец идентификатора и стюард. Владелец идентификатора — это пользователь, который доверяет свою личную информацию для её последующей валидации стюардом, который хранит данные в распределенной базе. Фонд Sovrin разрабатывает контракт, в котором оговорены условия использования услуг сети. В этих условиях может быть прописан пункт об ответственности пользователя в случае нарушения правил использования.
Стюард, или валидатор, — это организация, выбранная Фондом Sovrin для управления узлом в сети. Стюарда может стать любая компания, которая проверяет персональные данные своих клиентов перед предоставлением услуг, такие как банки, компании по защите информации или исследовательские центры. Основная задача этих организаций заключается в проверке подлинности документов, удостоверяющих личность пользователей идентификаторов Sovrin, а также в формировании блоков с подтвержденной информацией и их отправке в распределенную базу данных. В блоках может содержаться различная информация о владельце идентификатора, подтвержденная государственными документами, включая данные о возрасте, адресе и даже медицинскую информацию.
Для обеспечения согласованности записей в базе данных Sovrin применяет сочетание криптографических методов и сложного алгоритма, который решает задачу византийских генералов. Этот алгоритм иллюстрирует проблемы синхронизации состояний систем, когда коммуникации могут быть надежными, а процессоры — ненадежными.

Рисунок 2 – Принцип работы технологии Blackchain [7]
Идентификатор пользователя в системе Sovrin представляет собой криптоним, созданный с использованием алгоритма Эдвардса (EdDSA) для формирования ключа шифрования цифровой подписи. Для каждой связи с пользователем генерируется уникальная пара ключей: частный (ключ подписи) и открытый (ключ проверки). Открытый ключ доступен всем участникам сети, в то время как частный ключ остается конфиденциальным и хранится у владельца идентификатора Sovrin.
Запросы, представляющие собой заявления от участников сети, направляются для получения достоверной информации о пользователе. Каждый запрос подписан цифровой подписью, что позволяет получателю определить отправителя. Например, государственная структура может запросить паспортные данные владельца идентификатора Sovrin для выдачи нового водительского удостоверения.
В системе Sovrin владелец идентификатора имеет право самостоятельно решать, какую информацию раскрывать другим сторонам. Когда пользователь делится своими данными, принимающая сторона может подтвердить, что обрабатывает эти данные определенным образом. Запросы сохраняются в распределенной базе данных, доступной всем пользователям сети.
Sovrin предлагает бесплатный доступ к своим услугам как для физических, так и для юридических лиц. Фонд Sovrin устанавливает правила для узлов сети и несет юридическую ответственность за действия всех участников, включая владельцев идентификаторов и «стюардов».
Хотя технология блокчейн уже активно используется в различных сферах, система Sovrin отлична от традиционного блокчейна. В ней, в отличие от прозрачности блокчейна, владельцы идентификаторов самостоятельно контролируют раскрытие своих персональных данных.
Пользователь, обладая личными данными, такими как паспорт или водительские права, может выполнять различные операции в сети, например, осуществлять покупки в интернет-магазинах, оплачивать счета или арендовать автомобили. Эти действия возможны благодаря проверке и подтверждению достоверности данных пользователя сетью.
Одной из известных технологий, поддерживающих такие операции, является IOTA, которая предназначена для работы с концепцией Интернета вещей (IoT). Несмотря на более узкий спектр применения по сравнению с Bitcoin и Sovrin, IOTA имеет большой потенциал. Она может использоваться в разнообразных сферах, включая системы "умный дом", оплату коммунальных услуг, мониторинг здоровья, управление электронными устройствами и автономными транспортными средствами, а также для организации междугородних перевозок.
IOTA представляет собой технологию, основная функция которой заключается в обеспечении микроплатежей и безопасной передачи данных. Это открывает большие перспективы для её применения в транспортном секторе, где она может помочь в управлении транспортными компаниями.
У IOTA есть как преимущества, так и недостатки. К положительным аспектам отношения следующие:
1. Высокий уровень защиты. В отличие от Bitcoin, где сеть может быть подвержена атаке при обладании 51% её мощности, IOTA имеет механизмы защиты. Если кто-то контролирует более 33% сети, система автоматически блокирует этого участника и запускает проверки.