Blokzincir (Blockchain) Teknolojisi ve Tedarik Zinciri Uygulamaları

1. Blokzincir (Blockchain) Tanımı

Günümüz Internet dünyasında pek çok alanda (multimedya, haberleşme, web arayüzü vb.) veri transferi yapılmaktadır. Blokzincir teknolojisi ise, bu verilerin haricinde değer atfettiğimiz varlıkları da transfer etmemizi sağlayan dağıtık bir veritabanıdır. Satoşi Nakamoto lakaplı gizli bir yazarın 2008 yılında önerdiği Bitcoin dijital parası ile birlikte dünyada yeni bir uluslararası para biriminin varlığından bahsedilmeye başlandı. Başlangıçta sadece para olarak bahsedilen Bitcoin den sonra blokzincir teknolojisinin daha genel kullanım alanları olabileceği farkedilmiştir. En genel ifadeyle, blokzincir, merkezi bir sunucunun veya güvenilir bir otoritenin kaldırılmasına olanak sağlayarak, merkezi güvenin internet ortamında dağıtılmasına denir. Blokzincir teknolojisi yaygın olarak Bitcoin ve Ethereum gibi sanal paraların altındaki teknoloji olarak bilinmektedir. Fakat bu teknoloji sağladığı olanaklar ve çeşitlendirilebilir uygulamaları ile çok daha geniş bir yelpazeye sahiptir (Tubitak, 2018).

Blok zincir İlk olarak 2008 yılında Satoshi Nakamoto’nun Bitcoin kavramı ile birlikte gündeme gelmiş ve şifreleme yoluyla birbirine bağlanmış bilgi blokları olarak tanımlanmıştır (Jacobovitz, 2016). Blok zincir teknolojisinin özü daha önce toplanarak muhafaza edilmiş güvenilir verilerin teknik bir şema haline getirilmesiyle oluşmaktadır. Bu teknik şema, sistemde bulunan çok sayıda düğümün şifrelenmesi yoluyla oluşan bloklardan meydana gelmektedir. Bu nedenle blokların zinciri olarak adlandırılmaktadır. Blok zincirinde çok sayıda bloklar yer almaktadır. Bu bloklar doğrusal ve kronolojik olarak bir zincir oluşturacak şekilde birbirlerine bağlanmaktadırlar. Bu bloklar bilgilerin geçerliliğini doğrulayan dijital parmak izlerine sahiptirler (Tian, 2016).

Her bir blok içerisinde blok sırası, blok başlık özeti, bağlı bulunulan ve bir öncesinde yer alan bloğa ait başlığın özeti, zorluk değeri, bloğun oluştuğu zamana dair zaman pulu, rastgele değeri ve transfer işlemlerine ait değerler bulunmaktadır (Şekil 1). Yapılan işlemlerin tamamı ağda bulunan bütün paydaşlar tarafından takip edilebilmektedir.

Şekil 1. Blok zincir yapısı (Kırbaş, 2018)

İşlemlerin geçerliliği onaylandıktan sonra işlemler bir araya getirilirler ve böylece bloklar oluşturulur. İşlem gören blok bir önceki geçerliliği onaylanmış blokla ilişkilendirildikten sonra ağdaki tüm paydaşlar bu yeni bloğu yerel veri tabanlarına ekleyerek senkronize olurlar (Kırbaş, 2018)

Blokzincir ile alakalı tüm akademik araştırmaların yaklaşık %80'i Bitcoin odaklıdır. Çalışmaların %20'den çok daha azı ise akıllı kontratlar dahil olmak üzere blokzincir uygulamalarına odaklanmıştır. Buna ek olarak, verimlilik kapasitesi ve gecikme süresi gibi blokzincirin ölçeklenebilirlikle ilgili problemlerini araştırmacılar gözardı etmiştir. Blokzincirin, büyük ölçekte ve özellikle bankacılıkta kullanılabilmesi için, kendisini tam olarak ispatlamamış olmasına rağmen hem akademi hem de özel Ar-Ge merkezleri ölçeklenebilirliği ve sunabileceği çözümler açısından yoğun çalışmalar yapmaktadır. Bu çalışmalar, ileri kriptografik mekanizmaları (özet fonksiyonlar, açık anahtar altyapısı, dinamik üyeli çok partili imzalama, taahhüt şemaları, sıfır bilgi protokolleri, eşleme tabanlı kriptografi vs.), dağıtık sistemleri ve oyun kuramını araç olarak kullanır (Tubitak, 2018).

Blokzincir teknolojisinde her bir katılımcı, başlangıçtan itibaren tüm kayıtların bir kopyasını tutar. Bu kayıtların değiştirilmesi özetlerin değişmesine yol açacağından ötürü kayıtlar değiştirildiğinde çoğunluk bunu farkedebilir. Bu yüzden güvenilir ortamda merkezi bir veritabanı ihtiyacı ortadan kalkar. Herkesin doğrulama yapabildiği dağıtık bir veritabanı sistemi ile kimseye güvenmeye gerek kalmadan doğru bilginin tutulduğu ispatlanabilir (Tubitak, 2018).

2. Blokzincirin Avantaj ve Dezavantajları

Blokzincirinin avantajlarını ve dezavantajlarını genel olarak aşağıdaki gibi sıralayabiliriz (Tanrıverdi vd., 2019).

Blokzincirinin avantajları;

• Verilerin bir kopyası tüm paydaşlar tarafından kaydedilir, herkes bu verilere erişebilir ve yapılan işlemleri görebilir. Verilerin bu şekilde saklanması sayesinde veri kaybı ve veri tahribatı önlenir.
• Dijital imza ve doğrulamalar sayesinde aracılara ihtiyaç duymadan paydaşların birbirine güvenmesi sağlanır.
• Herkes hem kendi işleminin durumunu hem de blokzincirindeki tüm işlemlerin ayrıntılarını görebilir, bu şekilde şeffaflık sağlanmış olur.
• Blokzinciri üzerindeki veriler değiştirilemez veya silinemez.
• Merkezi bir otorite olmadan çalışabilir, bu dağıtık yapısı sayesinde kontrol edilemez, iptal edilemez veya kapatılamaz.
• Akıllı sözleşmeler sayesinde belirli faaliyetler otomatikleştirilebilir.          

Blokzincirin dezavantajları;

• Uzlaşma protokolü olarak proof of work (işin ispatı) kullanılan blokzincirlerinde çok fazla enerji tüketilmekte ve çok pahalı bilgisayar sistemleri çalıştırılmaktadır.
• Blokzincirindeki tüm veriler her bir düğümde ayrı ayrı saklanmaktadır ve her bir işlem sonrası bu düğümlerdeki verilerin tutarlılığı sağlanmaktadır. Örneğin zincire bir blok eklemek Bitcoin zincirinde 10-60 dakika Ethereum zincirinde ise 15 saniye zaman almaktadır. Bu nedenle geleneksel veritabanları ile performans bakımından kıyaslandığında yetersiz kalmaktadır.
• Ağdaki her bir düğümün tüm verilerin bir kopyasını saklayabilmesi ve içeriğine erişebilmesi, kullanıcıların mahremiyetine zarar verebilir.
• Akıllı sözleşmeler bir kez oluşturulduktan sonra değiştirilemez ve blokzincirinde herkesin erişimine açık halde saklanır. Bu da akıllı sözleşmeleri kötü niyetli saldırılara karşı savunmasız bırakabilir.

3. Blokzincirin Gelişimi

Şekil 2. Blokzincirin Gelişimi (Kırbaş, 2018)

Günümüzde blokzincirinin gelişimi Şekil 2’ deki gibi üç evre halinde tanımlanabilir (Tanrıverdi vd., 2019).

3.1. Blokzincir 1.0

Dijital para evresi olarak da adlandırılan Blokzinciri 1.0, para transferi ve dijital ödeme gibi uygulamaları bulunan kripto paraları ifade etmektedir. Kripto paralarda madencilik, şifreleme ve blok yapısı gibi blokzinciri teknolojileri kullanılmaktadır. İlk kripto para olan Bitcoin uygulama olarak kuramın önüne geçmiştir. Bitcoin, para transferi ve elektronik alışverişler için geleneksel yöntemlerle kıyaslandığında çok küçük miktarlarda işlem ücreti gerektirmektedir. Bitcoin hesapları takma isimli olması sayesinde kredi kartlarına oranla daha fazla gizlilik sağlamaktadır. Geleneksel para birimleri, mali düzenlemeler ve para basma gibi işlemler için bir merkez bankasına bağlıdırlar bunun aksine, Bitcoin ve diğer dijital para birimleri ise sabit para arzını garantilemek için kriptografiyi kullanmaktadır. Bu sayede dijital paralar enflasyona karşı korunmaktadır (Tanrıverdi vd., 2019).

3.2. Blokzincir 2.0

Dijital ekonomi olarak da ifade edilen Blokzinciri 2.0, basit ödemeler ve para transferi işlemlerin ötesinde çok çeşitli ekonomik ve finansal uygulamaları kapsamaktadır. Bu tür uygulamalar arasında, krediler ve ipotekler gibi geleneksel bankacılık araçları, hisse senetleri, tahviller, vadeli işlemler ve sözleşme gibi araçlar yer almaktadır. Bu tür kurallara bağlı karmaşık işlemler için akıllı sözleşmeler (smart contracts) kullanılmaktadır. Akıllı sözleşmeler blokzinciri ağı üzerinde bulunan belirli kurallara sahip bilgisayar programları olarak ifade edilebilir. Akıllı sözleşmeler, kullanımı son zamanlarda hızla yaygınlaşan bir blokzinciri teknolojisidir(Tanrıverdi vd., 2019).

3.3. Blokzincir 3.0

Dijital toplum olarak da adlandırılan Blokzinciri 3.0, para, sözleşme, finansal uygulamalar dışında bilim, sanat, sağlık, eğitim, iletişim, yönetim ve denetim alanlarını da kapsamaktadır. Blokzinciri teknolojisinin gelecek vadeden en önemli uygulamalarından biri, akıllı yönetim, akıllı ulaşım, akıllı yaşam, doğal kaynakların akıllı kullanımı ve akıllı ekonomi gibi kavramların tümünü içeren akıllı kentlerdir. Nesnelerin interneti (internet of things) kapsamında makinelerin haberleşmesi (machine to machine) alanlarında blokzinciri teknolojisinden faydalanmak mümkündür. Dijital kimlik, bankacılık, siber güvenlik ve elektronik tıbbi kayıt sistemlerinde de blokzinciri teknolojilerinin kullanılması Blokzinciri 3.0 kapsamında değerlendirilebilir (Tanrıverdi vd., 2019).

4. Blokzincir Türleri

Blokzincirler erişim durumuna göre izin gerektirmeyen, izin gerektiren (Kapalı) ve özel blok zincirleri olmak üzere üç çeşittir (Bakan & Şekkeli, 2019).

Tablo 1. Blokzincir Türleri (Bakan & Şekkeli, 2019).

İzin gerektirmeyen (İslamoğlu & Alnıaçık, 2014) blok zincirler, açık ve merkezidirler. Herhangi biri bu ağlara kolaylıkla katılabilmektedir. İşlem hacmi daha düşük, bekleme süresi ise yavaştır. İzin gerekmediği için kullanıcı sayısı yüksek ancak güvenlik düzeyi düşüktür. Bitcoin, Ripple ve Ethereum sistemleri bu tip zincirlere örnektir. Bitcoin ve Ripple, dijital para birimleridir. Ethereum ise akıllı sözleşmeler yapılmasına imkân veren bir ödeme yöntemidir (Bakan & Şekkeli, 2019).

İzin gerektiren (Kapalı) blok zincirler, sadece davet edilen katılımcıların yer alabildiği zincirlerdir. Güvenlik ve gizliğin sağlanması için üyeler birbirlerine paralel olarak bağlı zincirlerde yer almaktadırlar. İşlem hacmi daha yüksek, bekleme süresi ise ortadır. İzin gerektiği için kullanıcı sayısı düşük ancak güvenlik düzeyi yüksektir. En yaygın bilinen kapalı blok zincirleri Hyperledger Fabric, Corda kanallarıdır (Wüst ve Gervais, 2017). IBM tarafından yönetilmekte olan Hyperledger Fabric, yüksek ölçekli blok zincir uygulamalar geliştirmeyi sağlayan temel bir projedir. İşletmeler için tasarlanmış açık kaynak kodlu bir blok zincir projesi olan Corda ise yoğun gizlilik ortamında daha çok finansal işlem yapabilen blok zincir ağları oluşturmayı sağlamaktadır (Bakan & Şekkeli, 2019).

Özel blok zincirlerinde ise blok zincirine yazma (yeni bir işlem ekleme) yetkisi sadece özel bir gruba / organizasyona aittir. Verileri okuma hakkı ise herkese açık olabileceği gibi çeşitli şekillerde kısıtlanabilir (Bakan & Şekkeli, 2019).

5. Blokzincir Uygulama Alanları

Blokzincirin en popüler uygulaması Bitcoin kripto paradır. Blokzincir sayesinde Bitcoin ve ondan sonra çoğalan kripto paraların tamamı sorunsuz bir biçimde sürdürülebilmiştir. Günümüzde ise hem finansal hem de finansal olmayan dünyada geniş uygulama alanına sahiptir. Bunlar:

5.1.Finansal Uygulamalar

Pek çok banka ve finansal kurumları, blok zinciri teknolojisini ilk önce uluslararası para transferi ve uluslararası ticaretin finansmanı uygulamalarında, ardından da ödeme işlemleri, para transferleri, alış/satış platformları, sigorta, takas yönetimi, yetkilendirme, doğrulama, dijital kimlik yönetimi, doküman yönetimi gibi başka finansal kullanım alanlarında değerlendirmişlerdir (Ünsal & Kocaoğlu, 2018).

5.2. Akıllı Mülkiyet

Akıllı teknoloji yoluyla, maddi varlıklar (arabalar, evler, beyaz eşyalar, ofis gibi) ve maddi olmayan varlıklar (patentler, mülk unvanları, marka, şirket hisseleri gibi) bütünleştirilerek kayıt altına alınabilmektedirler. Bu kayıt sayesinde, ilgili varlığa sahip olma izni verilen kişi ya da kuruşlara dair bilgiler sözleşme detayları ile birlikte defterde saklanabilmektedir. İzin verilen kişi ya da kuruşlar bu bilgilere akıllı anahtarlar aracılığıyla kolayca erişebilmektedirler. Mülklerin akıllı hale getirilmesi dolandırıcılık, arabuluculuk ve şaibeli faaliyetlerin yapılması riskini azaltmakta; güven ve verimliliği artırmaktadır (Bakan & Şekkeli, 2019).

5.3. Nesnelerin İnterneti

Nesnelerin internet tabanlı bir iletişim ağı üzerinden yazılım programları, RFID etiketleri, sensörler, tetikleyiciler, akıllı telefonlar vs. vasıtasıyla insanlarla ve birbirleriyle etkileşim kurması, bu yolla kendini duruma göre yapılandırabilmesi, bir kimliğe ve akla sahip olabilmesi biçiminde tanımlanan Nesnelerin İnterneti, sensör temelli bilgi ile insan temelli bilginin entegre olmasıyla daha doğru ve değerli bilgi elde etmeyi amaçlamaktadır. Bu etkileşim süreçlerinin güvenli bir ortamda ve güvenli bir biçimle gerçekleştirilebilmesi blok zincir uygulamaları sayesinde olmaktadır (Bakan & Şekkeli, 2019).

5.4. Akıllı Sözleşmeler

Çoğunlukla kullanım alanı akıllı varlıkların alımı, satımı, transferi, ödünç verilmesi vs. olan akıllı sözleşmeler, kaynak kodlardan meydana gelmektedir. Sözleşmedeki basamaklar bir bilgisayar programının denetiminden geçmekte ve sözleşmenin uygulanması da süreç tarafından otomatik olarak gerçekleşmektedir (Bakan ve Şekkeli, 2019).

5.5. Devlet İşlerinde

Genellikle devlet tarafından yapılan Oylama, Doküman Yönetimi, Dijital Kimlik, Sosyal Güvenlik Sistemi, Vergi Sistemi gibi kamusal uygulamalarda kullanılmaktadır. Son yıllarda Dubai, İsviçre, İngiltere, Estonya, Singapur, Kıbrıs gibi bazı ülkeler, kamusal alanda blok zinciri yatırımları yapmaktadırlar (Ünsal & Kocaoğlu, 2018).

5.6. Diğer uygulamalar

Blok zincirin diğer uygulama alanları şunlardır:

• Özel anahtarla şifrelenmiş ve sadece ilgili kişilerin erişimini mümkün kılan sağlık kayıtlarının tutulması, ilaç denetiminin yapılması, sonuçların test edilmesi ve sağlık malzemelerinin yönetimi gibi işlerde,
• Müzik endüstrisinde müzik haklarının merkezi ve kapsamlı bir veri tabanında tutularak sanatçıların şahsına ait telif hakları ve gerçek zamanlı dağıtımlarının şeffaf bir biçimde yapılması,
• Enerji sektöründe güneş panellerinin kendi kendinin güç miktarını değerlendirebilmesi, tüketiciye ulaşan enerji miktarının izlenebilmesi ve enerji satışı ve alımının yapılabilmesi;
• Tarımsal uygulamalarda yetiştirme, ilaçlama ve ambalajlama süreçlerinin izlenmesinde ve onaylanmasında,
• Tedarik zincirinde ürünün lojistik serüveni boyunca menşeini, rotasını, üretici firmasını, uygulanan işlemleri, tedarik sürecinin her aşamasında ödenen ücreti, taşınırken veya depolanırken oluşan ısı, basınç vs. düzeyinin izlenebilmesi (Kırbaş, 2018).

6. Tedarik Zincirinde Blokzincir Uygulamaları

Tedarik zincirleri, birden fazla aktör ve paydaşın yer aldığı birçok fiziksel akışın ve bu akışı destekleyen bilgi paylaşımlarının olduğu bir yapıdır. Bu yapı içerisinde siparişin alınmasından başlayarak doğru ürünün, doğru miktarda, doğru şartlarda, doğru konumda ve zamanda iletilmesine kadar birçok faaliyet yapılmaktadır. Blok zincir ve tedarik zincirlerinin uygulama mantığı bu açıdan büyük benzerlikler taşımaktadır (Rodrigue, 2018).

Şekil 3. Tedarik Zincirinde Blokzincir Uygulamaları (Bakan ve Şekkeli, 2019).

Fiziksel akışlar: Tedarikçilerden, üreticilere, distribütörlerden ve nihai müşterilere doğru işlemler ve hareketler dizinidir. Tesis, taşıma modları ve terminallerini içermektedir.

Bilgi akışları: Her tedarik zincirinde bilgi akışları mevcuttur. Örneğin, tedarikçiden parça siparişi veren bir üretici, bir Global Ticaret Madde Numarası (GTIN) veya SKU için bir sipariş numarası oluşturur. Bu bilgiler, üretim bilgileriyle ilişkilidir. Sonrasında, nakliyeci daha önce belirlenmiş araçta taşınan yük ile ilişkili bir sipariş ve sevkiyat numarası üretmektedir.

Blok zinciri: Geçmişten bugüne kadar yukarıda belirtilen bilgi akışları, kimi zaman çeşitli bilgi sistemleri yoluyla, kimi zaman kâğıt formunda kimi zaman da işgücü kullanılarak yapılmaktadır. Ancak blokzincir ile tedarik zinciri boyunca bilgi ve fiziksel akış bloklara kaydedilmektedir. Bu bloklar birbiri ile bağlanarak tedarik zincirinin sonuna varıncaya kadar yapılan tüm görevleri, dahil olan tüm paydaşları ve bir müşteriye özel bilgileri içeren bir zincire dönüşmektedir (Bakan ve Şekkeli, 2019).

Akıllı sözleşmeler: Akıllı sözleşmeler, bir blok zincir içinde bulunan bilgileri kullanarak üzerine mutabık olunan sözleşmelerin otomatik olarak doldurulmasıyla oluşmaktadırlar. Akıllı sözleşmede, zincirde bulunan ilgili tarafların anlaşması olmadan herhangi bir değişiklik yapılması mümkün değildir. Örneğin, gerçekleşmiş olan bir teslimata dair tüm sözleşme şartları karşılandıktan sonra ödeme otomatik olarak gerçekleşmektedir (Rodrigue, 2018).

Blokzinciri ile gıda işleme, ulaşım ve lojistik gibi alanlarda üçüncü taraflar olmadan sistemlerin otomatikleşmesi, şeffaflığı ve güvenliği sağlanabilecektir. Tian vd. yaptıkları çalışmada gıda kalitesi ve güvenliğini takip edebilmek için blokzinciri ve RFID teknolojilerinden faydalanılabileceğini belirtmiştir. Araştırmacılar bu çalışmada gıda ürünlerini hasat ortamından market raflarına kadar RFID teknolojisi sayesinde takip edilebileceğini ve tüm bu taşıma verilerinin blokzinciri üzerinde tutularak veri güvenliğinin sağlanabileceğini ifade etmiştir. Bu çalışmaya göre blokzinciri sayesinde üretici, taşımacı, perakende satıcısı ve müşterilere gıda ürünlerinin kalite ve güvenliklerine ilişkin sorgulamalar yapabilme imkânı verilecektir (Tian, 2016) (Tanrıverdi vd., 2019).

Kaynaklar

Bakan, İ. ve Şekkeli, Z.H. (2019). Blok zincir teknolojisi ve tedarik zinciri yönetimindeki uygulamaları. OPUS–Uluslararası Toplum Araştırmaları Dergisi, 11(18), 2847-2877.

Feng Tian (2016), “An agri-food supply chain traceability system for China based on RFID & blockchain technology”, 2016 13th International Conference on Service Systems and Service Management (ICSSSM), 1-6, 2016.

İslamoğlu, A. H., ve Alnıaçık, Ü. (2014). Sosyal bilimlerde araştirma yöntemleri. Içinde (511). İstanbul: Beta Yayınevi.
Jacobovitz, O. (2016). Blockchain for identity management. Technical Report, The Lynne and William Frankel Center for Computer Science Department of Computer Science, Ben-Gurion University, Beer Sheva, Israel.

Kırbaş, İ. (2018). Blokzinciri teknolojisi ve yakın gelecekteki uygulama alanları. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9(1), 75-82.

Rodrigue, J.-P. (2018). Efficiency and sustainability in multimodal supply chains, International Transport Forum Discussion Paper, No. 2018-17, Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD), International Transport Forum, Paris.

Tanrıverdi, M., Uysal, M., & Üstündağ, M. T. (2019). Blokzinciri Teknolojisi Nedir? Ne Değildir?: Alanyazın İncelemesi. Bilişim Teknolojileri Dergisi, 12(3), 203-217.

Tian, F. (2016). An agri-food supply chain traceability system for china based on RFID & Blockchain technology. Service Systems and Service Management (ICSSSM), 13th International Conference on. IEEE, 24-26 June, Kunming, China.

TUBİTAK (2018). Blokzincir Teknolojileri, 1 Ocak 2020 tarihinde https://blokzincir.tubitak.gov.tr/bz-calistay/blok-zincir.html adresinden erişildi.

Ünsal, E., ve Kocaoğlu, Ö. (2018). Blok zinciri teknolojisi: Kullanım alanları, açık noktaları ve gelecek beklentileri. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 13, 54-64.

Wüst, K., ve Gervais, A. (2017). Do you need a Blockchain? ACR Cryptology ePrint Archive.