Kina er et av de viktigste markedene for norsk fiskeeksport til konsumenter og for prosessering og redistribusjon. Reguleringer i internasjonal handel er i kontinuerlig endring. Før i tiden var problemene relatert til skatter og tariff, i dag handler det mer om bærekraft, sikkerhet, kvalitet og fiskehelse. Den økte graden av regulering øker kompleksiteten, der andre internasjonale lover ikke nødvendigvis kommer over ens med norsk lovgivning, og leder til utfordringer med tanke på samhandling av IKT systemer for aktører som jobber i Kinas og Norges meget ulike regulatoriske miljø.
For å tilrettelegge for fremtidige reguleringer og gi sporbarhet gjennomgående i kjølekjeden, fokuserer prosjektet PaaSforChain på forskning for å spore fisken fra hal til fat fordi det er utfordringer angående sporbarheten av fysiske, bedervelige varer der partene ikke har gjennomgående tillit til hverandre. For eksempel, har det vært tilfeller av bedrageri der fisk har blitt byttet ut eller innsprøytet med fremmede tilsetningsstoffer, som har gjør det nødvendig med jevnlig manuell kontroll. Dessuten, under transport og lagring kan fisken bli eksponert for kvalitetsforringelse gjennom sykluser av tining.
For å møte disse problemene utnytter vi blokkjedeteknologi for å sikkert lagre data, som sertifikater, kvalitetsinformasjon på fisken, og sensordata. Blokkjeden samhandler med databaser for å støtte den kontinuerlige datastrømmen for å utnytte det beste fra to verdener. Plattformens evne til samhandling som har blitt utviklet i dette prosjektet samler både inter- og intramarkeder i en transparent sporingsplattform av bedervelige varer.
Prosjektet er finansiert i felleskap av Norges Forskingsråd og Folkerepublikken Kinasforsknings- og teknologiministerium via Kinesisk-norske samarbeidsprosjekter om digitalisering. Prosjektkoordinatoren i Norge er Instituttet for Data og Informatikk ved Norges Teknisk-Naturvitenskaplige Universitet (NTNU). De medvirkende partene i Norge er SINTEF Digital, DNV GL (omdøpt til DNV i Mars 2021), og Hermes AS. Prosjektkoordinatoren i Kina er Nanjing University. De kinesiske bidragsyterne er Southeast University, Tsinghua University, Xinghuan (senere omdøpt til Transwarp Technology (Shanghai) Co, Ltd), og Nanjing Zhongcheng Blockchain Research Institute. Som et norsk-kinesisk samarbeidsprosjekt har prosjektet også som mål å fremme tettere kommunikasjon og integrasjon mellom norske og kinesiske selskaper og samfunn via utveksling av etiske, rettslige, kulturelle, og sosiale perspektiver. Teknologier og kunnskap hentet fra dette prosjektet har som mål å betydelig lette bilateral handel mellom Norge og Kina.
Prosjektet har resultert i over 30 vitenskapelige artikler og flere patenter som dekker blokkjeders innvirkning på bærekraft, blokkjedeapplikasjonsarkitektur, sikkerhet og konfidensialitetsgarantier av blokkjedeapplikasjoner, høyytelses databehandling og analyse, og konsensusalgoritmer tilegnet for ustabile nettverksmiljø. En av de essensielle innovasjonsresultatene forventet av prosjektet er en høyytelses blokkjedebasert prototype for å støtte eksport i verdikjeden mellom Norge og Kina. Prosjektgruppen har forsket på og implementert prototypen gjennom bruk av toppmoderne blokkjedeteknologi.
For å kommunisere og formidle prosjektresultatene, i tillegg til vitenskapelige artikler i tidsskrift og presentasjoner ved akademiske konferanser, har prosjektet blitt promotert gjennom vår nettside (https://www.ntnu.edu/paasforchain) og via YouTube-videor. Prosjektgruppen har organisert Trondheim Open Blockchain Meetup hvert år siden 2020, en gruppe som omfatter 120 medlemmer. Gruppen har også presentert resultatene ved Nor-fishing messen i Trondheim 2022, arbeidsgruppen BlockMatNet (Blockchain Network for the Norwegian food industry) i Tromsø 2023, demonstrert prototypen ved the 5th Shenzhen International Fisheries and Seafood Exhibition i Kina 2023, the WorldSeafood Shanghai 2023, og konferansen IEEE Blockchain 2023.
Prosjektets prestasjoner er kjent i industrien. NTNU er invitert til å delta i et konsortium for å søke forskningsmidler ved EU Digital og blir tildelt TRACE4EU prosjektet (https://trace4eu.eu/), der blokkjedeteknologier vil bli brukt til å spore verdikjeder for sjømat (f.eks., rød kongekrabbe). SINTEF og Hermes deltar i WATSON prosjektet (https://cordis.europa.eu/project/id/101084265) delfinansiert av EU, for å videreføre arbeidet med bruk av blokkjede i verdikjeder for sjømat for å øke transparens og redusere bedrageri.
Prosjektet har utdannet flere masterstudenter, doktorgradsstipendiater, og postdoktorer. Forskningsforholdet etablert mellom industrielle og akademiske partnere og på tvers av grenser åpner muligheter for langsiktig samarbeid i fremtidige prosjekter.
The project has developed a blockchain-based application prototype based on Hyperledger Fabric, Hyperledger Sawtooth, Vechain, and BitXHub technologies. The application can store the data related to the seafood supplychain from haul to table. Through the enhanced traceability and security enabled by blockchaintechnologies, the application will positively impact food safety, quality, and sustainability, provide more business opportunities, increase international trade, and create greater income growth and job creation.
The project has produced over 30 scientific papers and several patents covering blockchain’s impact on sustainability, blockchain application architecture, security and privacy assurance of blockchain application codes, high-performance data management and analysis, and consensus algorithms applicable in unstable network environments. The new knowledge, methods, tools, and innovations will significantly advance blockchaintechnologies in theory and practice . A suitable data collection approach along the length of thefull supplychain reveals valuable details. Blockchaintechnologies make the data immutable and ensure ownership, cybersecurity, proof, and trust of quality for consumers.
The project has communicated and disseminated the project results at several industrial and academic venues, including the Nor-fishing Exhibition 2022 at Trondheim, the BlockMatNet (Blockchain Network for the Norwegian food industry) workshop in 2023 at Tromsø, the 5th Shenzhen International Fisheries and Seafood Exhibition in 2023 in China, the WorldSeafood Shanghai Exhibition 2023, and IEEE Blockchain conference 2023. The project has also organized the Trondheim Open Blockchain Meetup every year since 2020. The project results are also communicated through videos on YouTube and the project’s websites in Norway and China. The communication and dissemination activities will raise interest, awareness, and knowledge of using blockchain in supplychainmanagement and other relevant application domains.
A follow-up EU Digital project, TRACE4EU (https://trace4eu.eu/), will exploit knowledge, technology, and tools rooted in this project to develop, integrate, and deploy seafood supplychains based on the European blockchainservices infrastructure (EBSI). Another follow-up EU project, Watson (https://watsonproject.eu/), where Hermes and SINTEF are partners, will focus on how these technologies can detect or prevent food fraud and increase food safety. These exploitations will mature the technologies developed and pave the way for applying them in business.
The project advanced the knowledge and competence of several researchers and educated Master students, Ph.D. candidates, and postdoc fellows. The partners increased mutual understanding through joint research and development in the project. Friendship will open opportunities for long-term cross-domain, cross-sector, and cross-border collaborations.
Seafood exporting from Norway to China is increasing rapidly. The seafood supplychains, like many other supplychains across countries and organizations, are often opaque and complex. Information is maintained in silos by separate supplychain actors in such a way that it is virtually impossible to fully or effectively trace a product from its origin to its fate. This obscured supplychain ecosystem allows some actors to access and exploit those supplychains without being subject to recognized legal and ethical standards. Distributed databases cannot solve this issue as records can be deleted, changed, and logs concurrently modified to reflect the manipulated values. Blockchain could boost the transparency of the aquaculture sector by providing a means to trace and record the entire supplychain.
Current blockchaintechnologies focus mostly on FinTech or on simple supplychain. They are insufficient and immature to track perishables across large geographical expanses and across multiple countries and organizations. Different countries and organizations may use different blockchaintechnologies, follow different security and privacy regulations and standards, their systems may mismatch, and their operations may happen in an unstable network environment. We will address the challenges from architecture, security and privacy, high-performance data management, and consensus algorithm perspectives.
We will use the seafood supplychainas a case study to implement a blockchain-basedsupplychain application prototype. We will provide guidelines, methods, and tools for developing interoperable, secure, and high-performancesupplychain applications. Part of our code will be Open Source to facilitate uptake of the results.
Results will advance blockchaintechnologies and will accelerate sustainable and ethical trade between Norway and China. We estimate that the application of the results can bring 750 million NOK extra income per year for Norway.