تنفيذ تكنولوجيا البلوكشاين لضمان إدارة البيانات النووية

وتوفر تكنولوجيا " Blockchain " إطارا قويا لإدارة وتأمين البيانات النووية، ويشمل سجلات إنتاج الطاقة، وبروتوكولات الأمان، ووثائق الامتثال التنظيمي، والمعلومات المتعلقة بتتبع المواد، وتعمل الصناعة النووية تحت رقابة صارمة من هيئات مثل الوكالة الدولية للطاقة الذرية، والجهات التنظيمية الوطنية مثل لجنة الرقابة النووية التابعة للولايات المتحدة، ويمكن أن تترتب على أي خرق أو فساد للبيانات النووية نتائج متداخلة بالنسبة للسلامة والأمن الدولي، وقواعد البيانات المالية العامة.

Understanding Blockchain Technology in a Nuclear Context

وفي جوهرها، فإن " كتلة " هي دفتر موزع حيث يحتفظ كل مشترك )مرشح( بنسخة مطابقة من قاعدة البيانات، وتصنف البيانات في مجموعات، وتحتوي كل مجموعة على حافة شمسية من القطعة السابقة، وزمن، ومجموعة من المعاملات، ولا يمكن لهذه الآلية السلاسل أن تفسر على نحو غير متعمد تغيير السجلات السابقة دون رقابة على أغلبية الشبكة، أما بالنسبة للبيانات النووية، فإن هذا الإبلاغ عن السلامة غير حاسم.

وتصنف شبكات البلوكشاين عموما على أنها غير مرخص لها (عامة) أو مرخص لها (خاصة)، وتسمح أجهزة الاختراع العامة مثل بيتكوين وإثيريوم لأي شخص بالمشاركة والتحقق من المعاملات، غير أن البيانات النووية حساسة ويجب أن تمتثل لأنظمة السرية، وتُعتبر الاختناق المسموح به خيارا عمليا، وفي شبكة مأذون بها فقط - مثل المشغلين المرخصين، والمنبر، والمفتشين المستقلين - لا يمكن قراءة أو كتابة البيانات.

آليات توافق الآراء الملائمة للبيئة النووية

فنظام " فورت " يحدد كيف تتفق المراكز على حالة دفتر الأستاذ، وفي الظروف النووية العالية التي تُحتذى، تكون كفاءة الطاقة والنهائية ذات أهمية كأمان، ويستهلك مشغلاً من نوع " بروفيك " كميات كبيرة من الكهرباء، مما يجعله غير ملائم لقطاع يركز بالفعل على الطاقة المستدامة، بل إن المتغيرات العملية في نظام " بيزوتين " (PBFT) قد تؤدي إلى إحداث تغيير في استخدام الموارد.

مزايا إدارة البيانات النووية

ويؤدي تنفيذ سلسلة من الاختراق في نظم البيانات النووية إلى تحقيق عدة فوائد ملموسة تتجاوز الوعود العامة " بالأمن " و " الشفافية " .

التامبر - الواضح

وسلسلة الهزات البكائية تكفل أن أي تعديل على أي لبنة تاريخية يبطل جميع القطع اللاحقة، وهذه الممتلكات قيمة خاصة بالنسبة للحفاظ على سجلات دقيقة لبيانات رصد الإشعاع، وقوائم جرد قضبان الوقود، وتقارير تفتيش السلامة، ويمكن لمراجع الحسابات التحقق من سلسلة الهزات في أي وقت من الأوقات، والكشف الفوري عن التغيرات غير المأذون بها، ومن الناحية المادية، فإن أعمال الاختراق الرقمية - مماثلة لعلامات التلاعبية على كل حاوية، ولكن تطبق.

تعزيز الشفافية مع مراقبة الوصول

ويمكن لجميع الأطراف المأذون لها أن تنظر إلى نفس النسخة من دفتر الأستاذ في وقت قريب من الوقت الحقيقي، أما بالنسبة للمشاريع النووية المتعددة الجنسيات أو نقل النفايات عبر الحدود، فإن هذا الرأي المشترك يلغي الحاجة إلى المصالحة ويقلل من المنازعات، ومع ذلك فإن السرية تُحفظ لأن البيانات الحساسة (مثلاً، المخططات المفصّلة للمفاعلات أو سجلات الموظفين) يمكن تخزينها خارج السلسلة، مع أن يكون استخدامها متوقفاً على سلسلة الاختراق.

اللامركزية والقدرة على التكيف

ويقضي دفتر الأستاذ الموزع على نقطة الفشل الوحيدة المتأصلة في قاعدة بيانات مركزية، وحتى إذا كان هناك حل وسط، فإن الشبكة تواصل العمل باستخدام توافق الآراء بشأن عقد مقام أمين، وفي سياق نووي، تحمي هذه القدرة من الهجمات الإلكترونية وفشل الهياكل الأساسية المحلية (مثل انقطاع الكهرباء في مركز بيانات واحد).

تحسين قابلية مراجعة الحسابات والإبلاغ عن التنظيم

وكل معاملة يتم إيقاعها في الزمن وترتبط بمشترك محدد الهوية )عندما يستخدم هوية مرخص لها( مما يؤدي إلى سلسلة لا يمكن كسرها من الحجز على المواد والوثائق النووية، وقد يتطلب القائمون على التنظيم، مثل هيئة التنسيق الوطنية، تتبعا مفصلا للمواد النووية الخاصة، ويمكن لنظام تسجيلات الكتل أن يولد تلقائيا مسارات مراجعة لكل غرام من اليورانيوم - ٢٣٥، من الاستخراج إلى الإثراء إلى تصنيع الوقود، وتطبق الآلية نفسها على إجراءات المشغل - كل سجل من السجلات ذات الصلة بالأمان.

عقود الذكاء للامتثال الآلي

أما العقود الذكية فهي برامج تنفذ تلقائياً وتخزن في سلسلة الإنشاءات وتحفز الإجراءات عند استيفاء الشروط المحددة مسبقاً، وفي إدارة البيانات النووية، يمكن أن يتحقق العقد الذكي تلقائياً من عدم تجاوز عتبة الأمان قبل السماح بتعديل الصمامات، أو أنه لا يمكن أن يصدر سجلاً للنفقة إلا بعد أن يوقع كل من مشغِّل النبات والمشرف رقمياً، وتخفض هذه الضوابط الآلية الأخطاء البشرية وتسرع سير العمل الاعتيادي للامتثال.

استراتيجيات التنفيذ للمنظمات النووية

ويتطلب الانتقال من النظم القديمة إلى إطار لإدارة البيانات يدعمه قطاعان معاينة تخطيطا دقيقا، وتتم مواءمة الاستراتيجيات التالية مع البيئة التقنية والتنظيمية الفريدة للمرافق النووية.

1 - جرد وتصنيف البيانات الحرجة

ولا تحتاج جميع البيانات إلى حماية من سلسلة من القيود، إذ ينبغي إعطاء الأولوية للسجلات ذات الأثر المرتفع - مثل سجلات التعرض للإشعاع، وشهادات معايرة المعدات، وتلقيات نقل الوقود، وتقارير الحوادث - وقد لا تستفيد البيانات التي يتم تناولها بالفعل من القنوات الآمنة والموثوق بها من النفقات العامة لفرقة الاختراع - ومن عملية تصنيف منظمة، تتمشى مع المبادئ التوجيهية للوكالة الدولية للطاقة الذرية بشأن ] الأمن النووي ، وتساعد على تخصيص الموارد بفعالية.

2 - اختيار منهاج عمل مسموح به

وللأسباب التي نوقشت سابقا، فإن الاختناقات المسموح بها هي الخيار الوحيد القابل للتطبيق، إذ أن شركة هايبردجر فابريك تستخدم على نطاق واسع في اتحادات الشركات بسبب هيكلها النموذجي، ودعم القنوات الخاصة، والتكامل مع مقدمي الهوية الحاليين (مثل برنامج العمل العالمي أو الدليل النشط).() وتُعتبر شركة R3 مرشحة قوية أخرى، ولا سيما بالنسبة للعقود القانونية وسير العمل التنظيمي، حيث لا تسجل المعاملات إلا بين الأطراف المعنية مباشرة (لا تُبث على جميع الفئات).

3- تصميم نموذج بيانات هاجين/أو غير مرئي

وقد تم تخزين كميات كبيرة من بيانات أجهزة الاستشعار الخام مباشرة على أساس وجود حيز في الشباك وبطء عملية التحويل، ولم تكن هناك مخازن تصميم عملية إلا سلاسل مثبتة من الملفات الحساسة (مثلاً، PDFs، الصور، البيانات الثنائية) في مجال السلاسل، بينما كانت الملفات الفعلية موجودة في تخزين مشفوع بعلامات مشفوعة، أو مجهزة بملفات موزعة (مثلاً لسحب خاص أو نظام متغير).

4- وضع عقود ذكية لمراقبة الدخول وتدفق العمل

ويمكن أن تُنفّذ العقود الذكية إذناً قائماً على أساس الأدوار تلقائياً، فعلى سبيل المثال، قد يُملي العقد أن يكون دور " مفتش السلامة " قادراً على قراءة سجلات التفتيش، في حين أن دور " مشغل الزرع " يمكن أن يكتب بيانات، ولكن فقط عندما يقترن بتوقيع رقمي من مهندس مشرف، كما أن العقود يمكن أن تنفذ أيضاً الموافقات غير الممه: أي معاملة تتطلب توقيعات ثلاث (مثلاً، يقوم بها مشغل يدوياً، موظف مراقبة، ومسؤول، ومسؤول، ومسؤول عن مراقبة، ويُه، ويُ)، حتى تُبقيةُ كل الأطراف المعنية بالمراقبة، مُفذةُ تنفيذُ تنفيذُ تنفيذُ تنفيذُ تنفيذُهُهُهُهُهُهُهُهُهُهُهُهُهُهُهُهُ، على نظامُهُهُ، على نظامَهُهُ، على نظامَهُهُهُهُهُهُهُهُ، على أن تُهُهُهُهُهُ، على أن يُه

5- إدماج التكنولوجيا التشغيلية القائمة ونظم تكنولوجيا المعلومات

فالتجهيزات النووية تعتمد بالفعل على نظم الرقابة الإشرافية واقتناء البيانات، ونظم إدارة المعلومات المختبرية، وأدوات تخطيط الموارد في المؤسسة، ولا ينبغي أن تعطل طبقة السلاسل هذه النظم بل أن تتواجد بجانبها، وتتلقى بيانات مصممة عن طريق مؤشرات قياسية مأمونة، ويمكن أن تحول الشبكة المتوسطة الأحداث من بيئات أوت إلى معاملات متداخلة، ويجب أن تثبت عملية التكامل أن نظم السلامة الحقيقية التي يمكن أن تؤثر على نظم التسلسل.

6 - تدريب الموظفين وإقامة الحكم

ويدخل البلوكشاين مفاهيم جديدة مثل المفاتيح الخاصة، والتحقق من توافق الآراء، وإدارة العقود الذكية، ويحتاج العاملون والمهندسون وموظفو الامتثال إلى تدريب يدوي لفهم أدوارهم، كما يتطلب الحكم تحديد المنظمات التي تعمل بالعقد، وكيفية التصويت على التغييرات في العقود الذكية، وكيفية تسوية المنازعات، وينبغي أن توقع جميع الكيانات المشاركة على اتفاق الاتحاد (مثلا، الفائدة، والتحكم، والمراجعة المستقلة للحسابات) قبل بدء العمل.

التحديات والنظر في المسألة

وفي حين أن عقد سلسلة من الحلقات الدراسية يوفر مزايا واضحة، فإن تنفيذه في المجال النووي ليس بدون عقبات، ويجب على المنظمات أن تتصدى للتحديات التقنية والتنظيمية والتشغيلية بصورة مباشرة.

Scalability and Throughput

أما النبات النووي النموذجي فينتج آلاف القراءات المستشعرة في الثانية، ويمكن أن تُعالج المئات إلى بضعة آلاف من المعاملات في الثانية - كافية لسجلات مدوَّنة ولكن غير كافية لبيانات التدفق الخام، والحل هو تجميع أو عينة البيانات قبل كتابةها إلى سلسلة الضم، وعلى سبيل المثال، بدلا من تسجيل كل ثانية من بيانات مستوى الإشعاع، قد يُحدِّد النظام متوسطاً طوله 10 دقائق ويُحمِّل قنواتاً.

الامتثال التنظيمي والمقبولية القانونية

البيانات النووية يجب أن تتوافق مع الأنظمة الوطنية والدولية الصارمة، بينما العديد من الولايات القضائية تعتبر الآن دخولاً موقّعة رقمياً، أو مُؤقتة من خلال أنظمة مراقبة ومحاسبة ذات معايير محددة لحفظ السجلات،

خصوصية البيانات وكرامة البيانات

وفي شبكة مأذون بها، يمكن لجميع المشاركين أن يروا جميع المعاملات (ما لم تستخدم القنوات الخاصة أو العقود السرية) ومن أجل البيانات الحساسة للغاية - مثل مستويات الإثراء أو سجلات دوريات الحراسة الأمنية - قد يكون الوضوح واسع النطاق غير مقبول، ومنابر مثل برنامج هايبردردجر لجمع البيانات الخاصة التي تحد من تفاصيل المعاملات مع أقران معينين، وبالمثل، فإن نموذج كوردا " المطلوب من أجل المعرفة " لا يتقاسم البيانات إلا مع الأطراف المعنية.

استهلاك الطاقة والتأثير الحراري

وعلى الرغم من أن السلاسل السائلة السائلة الرخيصة أكثر كفاءة من الطاقة العالية الجودة (التي ربما تستخدم 0.001 في المائة من الطاقة لكل معاملة)، فإنها لا تزال بحاجة إلى التشغيل المستمر للقطع - الخواديم التي تستهلك الطاقة وتولد الحرارة - أما بالنسبة لمرفق يدير بالفعل التبريد المفاعلات والشحنات الكهربائية، فإن البصمة الإضافية للطاقة لا تزال ضئيلة، ولكن ينبغي أن تُدرج في ميزانيات الطاقة الكهربائية.

التشغيل المتبادل مع نظم ليغايسي

فالكثير من المرافق النووية تدير برامجيات قديمة صممت منذ عقود، وكثيرا ما تفتقر هذه النظم إلى تطبيقات إضافية، وتستخدم بروتوكولات اتصال قديمة )موزيرية، مودبوسات( ولديها ضوابط أمنية محدودة، إذ أن إدماج طبقة من سلسلة من المواد الكيميائية يتطلب إما تحديث النظم القديمة )المكلفة والمخاطرة( أو نشر رموز وسيطة " بوابة " يمكن أن تترجم البيانات القديمة إلى أشكال متوافقة تدريجيا.

إدارة المفاتيح المشفرة

ويحتفظ كل مشارك في مجموعة من الممنوعات بمفتاح خاص يوقع المعاملات، وإذا فقد مفتاح، لا يستطيع المشترك أن يكتب بيانات، وإذا ما سُرق، يمكن للمهاجم أن ينتحل صفة ذلك المشارك، وفي سياق نووي، تصبح الإدارة الرئيسية شاغلا أمنيا ماديا وإجرائيا، وينبغي للمنظمات أن تنفذ وحدات أمن المعدات من أجل التخزين الرئيسي، وأن تنفذ التوثيق المتعدد العناصر للاستخدامات الرئيسية، وأن توفر هذه الأطر الإدارية الرئيسية العادية 2700.

دراسات حالة وتطبيقات عالمية حقيقية

وفي حين أن عمليات النشر الشاملة لسلاسل الإمداد عبر جميع عمليات محطات الطاقة النووية لا تزال نادرة، فإن العديد من المشاريع الرائدة ومبادرات البحث تدل على جدوى.

استخدام الوكالة الدولية للطاقة الذرية لبلوكشاين للضمانات

وقد قامت الوكالة الدولية للطاقة الذرية باستكشاف مجموعة المواد النووية لتعزيز " سلسلة الحجز " أثناء عمليات التفتيش الدولية، وذلك بتسجيل حركة المصادر المشعة واستخدام الختم الخفيف الذي يسجل أحداثاً على سلسلة من القطع، ويمكن للمفتشين التحقق من عدم تحويل أي مواد دون الحاجة إلى وجود مادي في جميع الأوقات، وهذا النهج يقلل تكاليف التفتيش ويعزز الثقة بين الدول الأعضاء، وعلى الرغم من أنه لا يزال في مراحل تجريبية، نشرت الوكالة ورقات مناقشة بشأن [1].

سلسلة الإمداد بالوقود النووي

وقد قام اتحاد من شركات المرافق والتكنولوجيا اليابانية باختبار نظام للاختناق لتتبع ركاز اليورانيوم من المناجم في كازاخستان إلى مرافق تخصيب في أوروبا، وفي نهاية المطاف اختلاقه في جمعيات الوقود، حيث تم تسجيل كل نقل - من الألغام إلى المطاحن، إلى مصنع التحويل، وتحويل إلى إثراء، وإثراء إلى نسيج الوقود - على دفتر دفتر دفتر دفتر دفتر مرخص به مشترك بين جميع أصحاب المصلحة، وقد أظهر هذا المشروع تخفيضات كبيرة في حالات الاختلاف في الأوراق المالية المستخدمة في الوقت الذي يُعتبر فيه تسارع في عمليات التصريفها.

تسجيل حوادث السلامة في مفاعلات البحوث

وقد نفذت عدة مفاعلات بحثية جامعية شبكات خاصة من سلسلة التفتيش لسجل حوادث السلامة، والمبالغ القريبة من المفقودين، وتقارير عن اختلال المعدات، ويضمن السجل غير القابل للاختراق عدم وقوع أي حادث " مفقود " أو مدعم، ويخطر النظام تلقائيا المنظمين عند تسجيل حدث خطير، وينفذ العقود الذكية جداول الإبلاغ الإلزامية، وهذه النشرات الصغيرة النطاق بمثابة دليل على وجود مفاهيم متبادلة للمصانع النووية التجارية.

التوقعات المستقبلية والاتجاهات الناشئة

وسيتسارع اعتماد سلسلة من القيود في إدارة البيانات النووية مع نضج الحواجز التكنولوجية والأطر التنظيمية.

التكامل مع رصد التأشيرات والصور الحقيقية

ويمكن برمجة أجهزة استشعار (IoT) للأمور - أجهزة الكشف عن الإشعاع، ومراقبي الاهتزاز، وأجهزة اختبار درجة الحرارة - لدفع البيانات مباشرة إلى سلسلة من السلاسل، وعندما تتجاوز قراءة أجهزة الاستشعار عتبة، يمكن أن يؤدي عقدا ذكيا تلقائيا إلى تنبيه أو يغلق صماما أو يسجل حدثا، وينشئ هذا التكامل شبكة أمان مستقلة موثوق بها لا تتوقف على إدخال البيانات البشرية.

الاستخبارات الفنية للكشف عن الشذوذ

ويمكن لنماذج التنفيذ أن تحلل البيانات التاريخية التي تم تخزينها من أجل تحديد الأنماط التي تسبق إخفاق المعدات أو الانتهاكات التنظيمية أو الخرقات الأمنية، ومن خلال التدريب على سجلات غير قابلة للتداول، تنتج هذه النماذج نواتج قابلة للمراجعة، كما توفر مجموعة بيانات موثوق بها للمحللين المتعددي الأطراف، حيث يمكن لكل طرف أن يدير سجله الخاص به دون حاجة إلى بيانات.

التشفير الكمّي

وقد تهدد عملية اعتماد البلوكشاين على وظائف الحشيش والتوقيعات الرقمية بواسطة حواسيب كمية كبيرة في المستقبل، ويجب على الصناعة النووية، مع وجود أصولها الطويلة الأجل (المفاعلات المتعددة المرخص لها لمدة 60 سنة) أن تنظر في التكفير بعد الكينتوم الآن، وبدأت المنصات تقدم مخططات للتوقيعات ذات الكم (مثلا، ينبغي أن تشمل المنظمات القائمة على خطوط النقل الرئيسية أو التي تستخدمها).

جهود التوحيد القياسي الدولي

وتنظر هيئات مثل الوكالة الدولية للطاقة الذرية، ولجنة التنسيق الوطنية، والمنظمة الدولية لتوحيد المقاييس في مبادئ توجيهية بشأن السلاسل في التطبيقات النووية، ومن شأن معيار مشترك أن يحدد أشكال البيانات ونماذج العقود الذكية ومتطلبات توافق الآراء وإجراءات مراجعة الحسابات، ومن شأن هذه المعايير أن تقلل من تكلفة التنفيذ وتيسر تبادل البيانات عبر الحدود، وحتى ذلك الحين، يجب على المعتمدين المبكرين العمل بشكل وثيق مع الجهات التنظيمية لضمان الامتثال.

خاتمة

وتعطي تكنولوجيا الاختراق جواباً مقنعاً للعديد من التحديات المتعلقة بنزاهة البيانات والأمن التي تصيب الصناعة النووية، إذ أن دفتر بياناتها غير القابلة للتداول، وهيكلها اللامركزي، وقدرات الامتثال الآلي، ستعالج مباشرة الحاجة إلى سجلات موثوق بها للحركة المادية، والأحداث المتعلقة بالسلامة، والورقات التنظيمية، غير أن التنفيذ ليس حلاً متطوراً - يتطلب تصنيفاً دقيقاً للبيانات، واختياراً للنظم الاختبار، والمشاركة الاستباقية في السجلات القانونية.