Anwendungsszenarien der Blockchain-Technologie in der öffentlichen Verwaltung - IT-Planungsrat

Anwendungsszenarien der Blockchain-Technologie
in der öffentlichen Verwaltung

Fachkongress IT-Planungsrat | Bremen | 25.04.2017 | Christian Welzel

Blockchain ist ein Hype!

Blockchain – Technologie der überzogenen Erwartungen?
Gartner Hype Cycle 2016

Blockchain ist ein gemeinsam genutztes dezentrales Register

             Eine Blockchain ist eine verteilte, dezentrale Datenbank, die Transaktionen in
            chronologischer Reihenfolge unveränderbar und nachvollziehbar speichert und
                                         miteinander verkettet.

Warum der Hype?

Vom Internet der Informationen zum Internet der Werte

                       Daten
                                                                         Geld
             …                     Dokumente

                                                                                    Physisches
                                                              …
                                                                                    Eigentum

 Soziale
Netzwerke          Informationen             Video                    Werte

                                                                                    Geistiges
                                                           Verträge
                                                                                    Eigentum

            Chat                     Audio

                                                                      Identitäten
                       E-Mail

Die Blockchain ersetzt den Intermediär durch ein dezentrales Netzwerk

                                                                        Quelle: Technologiestiftung Berlin.

Die Idee der Blockchain ist aus der Kryptowährung Bitcoin entstanden.

 Bitcoin ist eine rein virtuelle Kryptowährung
 2008/2009 von Satoshi Nakamoto entwickelt

 Löst zwei grundlegende Probleme kryptografischer
   Währungen
    – „Double Spending“ Problem
    – „Byzantine Generals“ Problem

  Ermöglicht einen sicheren Werttransfer
     ohne zentrale Zwischeninstanz

Wie funktioniert Bitcoin im Detail?

Die Blockchain speichert alle Transaktionen in einer Liste:
 Alice -> Bob 25BTC
 Bob -> Carol 12BTC
 Carol -> Dave 1BTC
 …
 Die Transaktionen werden gesammelt und zu Blöcken in chronologischer Reihenfolge zusammengefasst:

                                Block 22
                                Block 22                Block 23                Block 24
                             Alice->->30B6
                            01F8       Bob 25BTC     Carol -> R2D2
                                                     C3PO     Dave 1BTC             …
                             Bob -> C3PO
                            30B6      Carol 12BTC             …                     …
                                                              …

   Jeder Nutzer erhält eine Adresse bestehend aus öffentlichem und privatem Schlüssel
   In der Blockchain treten die Nutzer ausschließlich pseudonym auf mit ihrem öffentlichen Schlüssel
   Die Blöcke werden kryptografisch miteinander verkettet, sodass ihre Reihenfolge nicht verändert werden kann
   Transaktionen müssen durch die anderen Nutzer bestätigt werden.
       – Blöcke werden durch Miner in regelmäßigen Abständen in einem aufwändigen Prozess namens Proof of Work erzeugt:

Alle Transaktionen sind öffentlich einsehbar

      https://blockchain.info/de

Ausgestaltungsoptionen einer Blockchain

                                                     Public

                         Öffentlich einsehbares                Vollständig offenes Register
                        Register mit beschränkten              mit Schreib- und Leserechten
                             Schreibrechten                           für jedermann

         Permissioned                                                                         Permissionless

                          Konsortialregister mit                  Konsortialregister mit
                        zusätzlich eingeschränkten               Schreibrechten für jeden
                              Schreibrechten                           Teilnehmer

                                                     Private

Ausgestaltungsoptionen einer Blockchain

                                                         Public

                              Öffentlich einsehbares              Vollständig offenes Register
                                                     Außenwirkung
                            Register mit beschränkten            mit Schreib- und Leserechten
                                  Schreibrechten                         für jedermann
                            Ziele: Transparenz, Beteiligung, mediatorfreie Zusammenarbeit

         Permissioned                                                                            Permissionless

                                Konsortialregister mit Innenwirkung Konsortialregister mit
                             zusätzlich eingeschränkten            Schreibrechten für jedes
                                   Schreibrechten organisationsübergreifende
                        Ziele: Prozessoptimierung,                         Mitglied
                                                                             Zusammenarbeit,
                                        Dokumenten- & Informationsbeglaubigung

                                                        Private

These:
 Die Anwendung der Blockchain ist Angriff auf
und Chance für den öffentlichen Sektor zugleich.

Anwendungsbeispiele im Kontext öffentlicher Sektor

E-Payment

 CryptoValley Zug in der Schweiz
 Bitcoin als Zahlungsmittel
 Für Gebühren bis 200CHF

 Orientiert sich am Tageskurs
 Bitcoins werden am selben Tag in CHF
  umgetauscht
 Daher geringes Risiko

 Pilotprojekt bis Ende 2016

 39 Transaktionen seit Mai 2016

Estland

 Elektronische Patientenakte:
     – Absicherung der Integrität medizinischer
       Dokumente

 Estonia eResidency
     – Seit Dezember 2015 Blockchain-basierter
       Notariatsservice u.a. für Geschäftsverträge,
       Geburtsurkunden, etc.

 Keyless Signatures Infrastructure (KSI) seit 2007 im
   Einsatz

Großbritannien
Studie zu Potenziellen Anwendungsmöglichkeiten in UK (Januar 2016)

 Anwendungsfälle für die öffentliche Verwaltung u.a.:
  Schutz kritischer Infrastrukturen
      – Unveränderbarkeit von OS und Firmware sicherstellen
      – Softwareintegrität
  Internationale Hilfsleistungen
      – Bürokratieabbau
      – Vermeidung von Missbrauch
  Handelsbarrieren reduzieren
      – Transaktionskosten verringern
      – Mikropayment

  Pilotierung: Vergabe von Sozialhilfeleistungen
      – Mobiler App und einem „Blockchain-System“, das Buch über
        empfangene oder geleistete Sozialhilfen führt
      – Ziel: Eignung der BC-Technologie prüfen
      – Kritik: Datenschutz und Privatsphäre der Empfänger

Dubai Blockchain Strategie

 Vision: Dubai zum global führenden Standort für Blockchain
  Technologie entwickeln

 Wesentliche Aspekte der Strategie:
    – 100% der Verwaltungstransaktionen über ein Blockchain-Netzwerk
      abwickeln bis 2020.
         ca. 100 Mio. Papiertransaktionen jährlich
         Bis zu 25 Mio. Arbeitsstunden reduzieren

    – Schaffung von 1000 Praxisbeispielen für den Einsatz der
      Blockchain-Technologie in Verwaltung und Wirtschaft

 Zusammenarbeit mit Guardtime (KSI), um die Sicherheit von
  Gesundheitsdaten über ein Blockchain-Netzwerk zu erhöhen

Kataster / Grundbuch / Rechtstitel
Eigentumsübertragungen

 Idee: Grundbucheinträge bzw. Rechtstitel transparent und nachweisbar in
  Blockchain speichern.
 Ziel: Korruption erschweren, Prozess der Eigentumsübertragung
  beschleunigen
 Beispiele:
    – Honduras
           Grundbucheinträge
           Prototyp realisiert durch amerikanisches Start-up Factom.
           Testfeld Honduras wurde wegen „politischer Unstimmigkeiten“ 2015
            vorerst gestoppt.
    – Isle of Man:
           Register für Unternehmen im Bereich Kryptowährungen
           Department of Economic Development
           Derzeit im Versuchsstadium
    – Weitere: Ghana, Georgien, Schweden, Griechenland, …

Integrität elektronischer Dokumente
Beispiel: Ausbildungsnachweise

  Diplome, Zertifikate und Abschlussurkunden werden als
   Hash (Prüfsumme) in einer Blockchain gespeichert.
  Mit einer Verifikationsnummer kann die Gültigkeit
   geprüft werden

  Beispiele:
      – Holberton School (San Francisco)
      – L’école supérieure d’ingénieurs Léonard-de-Vinci
        (La Défense)

  Implementierungen
      – Bitproof: https://bitproof.io/

  Nachweis, dass ein Dokument zu einer bestimmten Zeit
   bei einer bestimmten Person in einer bestimmten
   Version vorgelegen hat.

Abstimmungen, Beteiligung, Wahlen

Verschiedene Realisierungen, typische Realisierung:
 Digitales Wallet für jeden Kandidaten
 Jeder Stimmberechtigte erhält einen Token oder Coin
 Pseudonyme Wahl durch senden des Tokens an das entsprechende
   Wallet.
 Pro:
     – Transparente Stimmenauszählung
     – Prüfung, dass eigene Stimme gezählt wurde
 Aber: Wer vergibt die Token und wie ist sichergestellt, dass diese nicht
   zurückverfolgt werden können?
 Realisierungen und Proof of Concepts:
     – BitCongress
     – Remotengrity
     – AgoraVoting
     – V-Initiative
     – Democracy.Earth

Vielen Dank!

Mehr zu diesem Thema im White Paper:

                                                      Christian Welzel
                                                      Kompetenzzentrum Öffentliche IT
                                                      Fraunhofer FOKUS

                                                      www.oeffentliche-it.de
                                                      info@oeffentliche-it.de

                                                           @OeffentlicheIT

      www.oeffentliche-it.de