BLOCKCHAIN Anwendungen & Perspektiven - Masterstudiengang Digital Business Management, 2019 - Rheinische Fachhochschule Köln
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BLOCKCHAIN
Anwendungen & Perspektiven
Masterstudiengang
Digital Business Management, 2019
© ipopba
EINFÜHRUNG
Die Kryptowährung „Bitcoin“ ist heute in aller Munde und sie scheint sich immer weiter durchzu- Dieser Sammelband wurde von Studierenden des Masterstudiengangs „Digital Business Ma-
setzen, doch die eigentliche Revolution ist die Technologie dahinter, die Blockchain. nagement“ an der Rheinischen Fachhochschule Köln (RFH) entwickelt. Die Rheinische Fach-
Sie hat das Potenzial, Wirtschaft, Politik und Gesellschaft grundlegend umzukrempeln, erst hochschule Köln war die erste Hochschule in Deutschland, die einen Masterstudiengang zum
recht wenn die Experten Recht behalten, die die Technologie derzeit auf einem Stand wie das Digital Business Management akkreditiert und erfolgreich aufgebaut hat. Inzwischen arbeiten
Internet in den 80er Jahren sehen. Nach einer kürzlich veröffentlichten PwC-Studie (2018) be- unsere Absolvent*innen in namhaften Unternehmen der Digitalwirtschaft. Der Sammelband soll
fassen sich derzeit bereits über 80 % aller Manager*innen großer Unternehmen mit der Block- helfen, die Perspektiven und Potenziale der Blockchain für wesentliche Teile von Wirtschaft,
chain und sehen hier wichtiges Zukunftspotenzial für ihr Unternehmen. Politik und Gesellschaft zu beleuchten. Neben der hier spürbaren Euphorie muss jedoch gleich-
zeitig klar sein: Die Einführung einer solchen Technologie erfordert eine breite Koordination und
Was also wird geschehen? Machen wir uns einmal bewusst, dass der Kern unserer wirtschaft- weist zum jetzigen Zeitpunkt noch ungelöste Probleme auf. Dabei entsteht ein hohes und nicht
lichen, rechtlichen und politischen Systeme Verträge, Transaktionen und deren Aufzeichnungen zu unterschätzendes Maß an Komplexität – technologisch, regulatorisch und gesellschaftlich.
sind. Machen wir uns weiterhin klar, dass diese Prozesse von Intermediären begleitet werden
(Banken, Versicherungen, Notare), deren Hauptaufgabe darin besteht, eine Vertrauensbasis zu Wir wünschen Ihnen viele Einsichten und Erkenntnisse beim Lesen.
stiften (nebenbei sei erwähnt, dass gerade in diesen Institutionen die digitale Transformation
eher langsam vonstattengeht). Was geschieht nun, wenn eine Technologie diese Vertrauensins- Prof. Dr. Dietmar Barzen (Vizepräsident und Studiengangsleiter Digital Business Management)
titutionen obsolet macht? Was, wenn niemand einen Vertrag beurkunden muss, weil er mit dem Prof. Dr. Kai Bühler (Co-Studiengangsleiter für Unternehmenskooperationen)
Abschluss fälschungssicher und vollkommen transparent hinterlegt ist und wenn der Transfer Prof. Dr. Stefan Ludwigs (Studiengangsleiter Digital Business Management Weiterbildung)
sofort und auf der Stelle vollzogen werden kann? Was, wenn die Finanzierung von Eigentum
keines Dritten bedarf, sondern zwischen Geber*innen und Nehmer*innen vollkommen zukunfts-
sicher abgemacht werden kann, weil sie an weitere Eigentumsverhältnisse gekoppelt ist? Was,
wenn der Mietwagen die Türe nicht mehr öffnet, wenn das Geld für den nächsten Miettag nicht
mehr auf dem Konto der Nutzerin, des Nutzers ist? Inhaltsverzeichnis
Einführung: Blockchain und Bitcoin (Prof. Dr. Dietmar Barzen) ................................... 4–7
Die Blockchain-Technologie (Matthias Krudewig, Stefan Hassinger) .......................... 8–5
Funktional gesehen, ist die Blockchain nichts anderes als ein offenes, dezentrales Register, das
Internet of Things mit Blockchain (Matthias Krudewig, Stefan Hassinger) .................16–27
Transaktionen zwischen zwei Parteien effizient, nachprüfbar und dauerhaft aufzeichnet. Die da- Blockchain im Kontext von Smart Mobility (Elmar Diener, Sebastian Schmidt) ......... 28–44
mit normalerweise verbundenen Kosten werden dramatisch gesenkt, ein Effekt mit Nachdruck Smart Contracts in der Blockchain (Elena Horst und Sebastian Pilgram) .................. 45–59
für die Wirtschaft. Doch auch wenn an dieser Stelle Euphorie aufkommt: Die Blockchain ist Blockchain in der Energiewirtschaft (Yvonne Uelpenich und Daniel Meyer) ............... 60–81
keine disruptive Technologie. Sie greift nicht am unteren Ende des Marktes an, sie ist eher eine Smart Property mit der Blockchain (Michael Schödder, Christina Uthmann) ........... 82–97
Grundlagentechnologie, die in den nächsten Jahrzehnten sukzessive eine neue Basis für unsere Blockchain im öffentlichen Sektor (Philip Knittler und Christina Hammerath) ......... 98–119
Systeme schaffen könnte. Ein Vergleich zur Erfolgsgeschichte von TCP/IP liegt nahe. Das Inter- Blockchain – Chancen und Herausforderungen (Oliver Broll, Isabella Thissen) ........ 120–134
net hat die Verbindungskosten entscheidend gesenkt, doch auch hier dauerte es schließlich
fast 30 Jahre, bis zur weitgehenden Transformation der Wirtschaft. Heute arbeiten mehr als
die Hälfte der wertvollsten börsennotierten Unternehmen mit internetgetriebenen, plattform-
basierten Geschäftsmodellen. Wie funktioniert die Wirtschaft im Jahr 2050, wie werden die
Geschäftsmodelle aussehen?
Seite 3
Basis des Bitcoin ist eine Software, die als dass Missbrauch mit dieser Übermacht be-
„Blockchain“ bekannt wurde und weit über den trieben wird. Bisher ist das noch nie gesche-
ursprünglichen Zweck hinaus Bedeutung er- hen. Doch die Konzentration der Rechenkraft
langt hat. Es handelt sich um eine dezentrale im Bitcoin-System nimmt zu. Der Wettbewerb
EINFÜHRUNG: BLOCKCHAIN Buchhaltung. Sie besteht aus einer Kette von
Buchungssätzen. Jeder neue Buchungsvor-
der Miner hat zu riesigen Computerfarmen
geführt, die untereinander konkurrieren. Je
UND BITCOIN
gang wird allen anderen, die sich an das Netz größer die Kapazität, desto höher die Wahr-
angeschlossen haben, bekannt gemacht. Die scheinlichkeit, eine Aufgabe als Erster zu lö-
Buchhalter (auch „Miner“ genannt) können sen und dadurch neue Münzen schaffen z u
die Datenblöcke aber nur hinzufügen, wenn dürfen. Im globalen Wettbewerb um die renta-
Prof. Dr. Dietmar Barzen ihre Computer Rechenaufgaben lösen, die der belsten Schürfstandorte hat sich China durch-
Bitcoin-Algorithmus vorgibt. Für jeden neuen gesetzt. In den hintersten Ecken des Riesen-
In der breiten Öffentlichkeit genießt die Blockchain Block, der an die Kette angehängt wird, gibt es reiches haben Geschäftemacher gigantische
durch den Bitcoin eine hohe Aufmerksamkeit. Doch einen Wettbewerb zwischen den Computern. Anlagen errichtet, wie in der Wüste Gobi.
Wer die Aufgabe als Erstes löst, gewinnt.
wie funktioniert die Blockchain? Was ist an dem An- Zudem ist der Strom hier besonders güns-
fangserfolg dran und wird diese Technologie etablierte Während es bei einer zentralen Buchhal- tig, denn der gegenwärtige Energieverbrauch
Geschäftsprozesse auf den Kopf stellen? Anhand der tung nur einen Buchhalter gibt, der mögliche für eine einzige Bitcoin-Transaktion liegt
Widersprüche entdecken und klären soll, bei etwa 276 KWh. Das entspricht ca. dem
neuesten Erkenntnisse aus der Wissenschaft erhalten wechselt bei der Blockchain der Buchhalter. Stromverbrauch eines Einfamilienhauses in
Sie in diesem Dossier einen umfangreichen Überblick Wer sich aktiv beteiligen will, bekommt vom Deutschland für einen ganzen Monat. Im Lau-
über die Blockchain-Technologie. Erarbeitet wurde das System eine schwierige mathematische Ma- fe der Jahre hat das Schürfverfahren zu einem
thematik-Aufgabe gestellt. Wer als Erster irrsinnigen Energieverbrauch geführt. Den
Arbeitspapier von Student*innen des Masterstudien-
diese Aufgabe löst, kann einen Buchungssatz Großteil der Energie verbraucht dabei nicht
gangs DIGITAL BUSINESS MANAGEMENT an der schreiben und an die Kette anhängen. Das de- die Transaktion selbst, sondern der Wettlauf
Rhei-nischen Fachhochschule Köln. Ihnen gebürt mein zentrale System kontrolliert sich damit quasi um die schnellste Lösung der Rechenaufgabe,
großer Dank! In mühevoller Arbeit haben sie selber. dessen Gewinner die Transaktion durchführen
darf.
ausgewählte Anwendungsmöglichkeiten der Block- Als Anreiz und Belohnung dürfen die
chain-Technologie zusammengetragen und kritisch dezentralen Buchhalter bei den Kryptowäh- Zugleich ist das Bitcoin-System inzwi-
analysiert. rungen auch einen neuen Coin produzieren. schen völlig überlastet. Denn es erlaubt nur
Deswegen heißt der Prozess „Mining“, analog bis zu sieben Transaktionen pro Sekunde.
zum Goldschürfen. Von der Funktion für das Damit ist Bitcoin den herkömmlichen Be-
System her ist das Mining aber der Prozess, zahlsystemen deutlich unterlegen. Die Kre-
der den zentralen Buchhalter ersetzt. ditkartengesellschaft Visa etwa hat nach
eigener Aussage eine Kapazität von rund 50
Die Matheaufgaben sollen sicherstellen, 000 Transaktionen pro Sekunde. Die Dis-
dass niemand eine vorherrschende Stellung kussionen um leistungsfähigere Systeme
erringen kann. Erst wenn ein Miner oder eine hat bereits zu der Abspaltung namens „Bit-
Gruppe von ihnen mehr als 50 Prozent der coin Cash“ geführt. Parallel werden ständig
Computerkapazität im Blockchain-System in neue Kryptowährungen erfunden. Ende 2018
sich vereinen würde, bestünde die Gefahr, gab es weit über 1.300 Cryptowährungen.
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Eigentlich sollte die Blockchain 100% sicher dem Versand der E-Mail strenggenommen Der Kryptowährungsmarkt ist von hoher Tag. Es gibt derzeit relativ wenig E-Commerce
sein. Ist sie aber leider nicht. Der japanische eine Kopie des Originals, welche ebenfalls Volatilität gekennzeichnet und letztlich han- -Akzeptanzstellen für Bitcoins. Ende 2017 wa-
Bitcoin-Marktplatz Mt. Gox, wurde 2014 Opfer dem Sender vorliegt.4 Diese Duplikate hin- delt es sich um private Währungen, die derzeit ren es ca. 200 in Deutschland.
eines Cyberangriffs und schlitterte in die In- dern jedoch die rechtmäßige Weitergabe und nur wenige Zahlungs-Akzeptanz-Stellen im
solvenz. Von rund 640 000 Bitcoins fehlt seit- Nutzung von geistigen digitalen Eigentum (z. Online- und Offlinehandel aufweisen. Darüber Im Unterschied zu der analogen Welt liegt
her jede Spur - sie waren damals umgerechnet B. Kunst, Musik, Geld), da diese nur im Origi- hinaus ist die Menge der Coins beschränkt. die Kontrolle der Bitcoin-Währung in einem
rund 430 Millionen Euro wert. Heute wären es nal existieren und nicht reproduziert werden So ist das Bitcoin-System auf 21 Millionen dezentralen, öffentlichen N etzwerk, d ie f ür
knapp acht Milliarden Euro. dürfen. Deswegen stellt ein kryptographischer programmiert. Bis Ende 2018 waren davon jede Partei einsehbar ist und einen detaillier-
Im Unterschied zu der analogen Welt liegt Beweis einer Blockchain bei Transaktionen die bereits rund16 Millionen Buchungssätze ge- ten Überblick über ausgeführte Transaktionen
die Kontrolle der Bitcoin Währung in einem Einzigartigkeit des Originals sicher und ver- schürft. Ob der Bitcoin am Ende seiner 21 liefert. Dabei überwacht, verfolgt und prüft
dezentralen, öffentlichen Netzwerk, welches hindert eine doppelte Verbuchung. Dadurch Millionen Buchungen an Wert gewinnt, oder eine Blockchain alle Transaktionen auf Vali-
für jede Partei einsehbar ist und einen detail- können der Wert und die Rechte an einer digi- einen Totalausfall erleidet, ist derzeit nicht dität. Wenn Unternehmen private Blockchains
lierten Überblick über ausgeführte Transak- talen Sache eindeutig einem Akteur zugeord- vorherzusagen. So, wie die meisten Bankfili- aufbauen, ist zu überlegen, ob
tionen liefert. Dabei überwacht, verfolgt und net werden. alen kaum noch Bargeld vorhalten, liegt auch Wettbewerber aufgrund der Datentransparenz
prüft eine Blockchain alle Transaktionen auf bei bitcoin.de aus Sicherheitsgründen nur von sensiblen Kundendaten ausgeschlossen
Validität.1 Im Hinblick auf den Finanzmarkt AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE EINER ein Bruchteil der virtuellen Münzen auf den werden.
verhindert der Technologieeinsatz die Beschö- BLOCKCHAIN Servern des Handelsplatzes. 98 Prozent aller
nigung von Bilanzen und Manipulationen von Bestände lagern in mehreren „Cold Wallets“. Trotz der Probleme könnte die
Kreditwürdigkeiten. Neben dem Schutz vor Die Blockchain greift beim Transaktions- Das sind Datenspeicher, die nicht mit dem Blockchain jedoch interessant werden für
Manipulationen und dem Zugang aller Men- verkehr auf das Konzept der doppelten Buch- Internet verbunden sind. Standort: ebenfalls andere Anwen-ungsbereiche.
schen zu Finanzdienstleistungen werden ver- führung zurück und fungiert als dezentrales geheim. Damit die Kunden glauben, dass
trauensschaffenden Institutionen redundant.2 Hauptbuch. Dieses Hauptbuch beinhaltet sich auch tatsächlich Bitcoins im Tresor Im Rahmen dieses Arbeitspapiers untersu-
Folglich können Transaktionen schneller und alle Buchungsinformationen und ist auf den befinden, lassen viele Händler über Wirt- chen die Masterstudierenden die folgenden
günstiger durchgeführt werden. Knotenpunkten eines Peer-to-Peer-Netzwer- schaftsprüfer einmal jährlich die Bestände Bereiche:
kes gespeichert. Diese Knotenpunkte, auch kontrollieren. - Einführung in die Technologie
Die Blockchain verschickt digitale Origi- Miner genannt, stellen die benötigte Hard- - Internet of Things
nale und keine Kopien ware-Power im Netzwerk zur Verfügung, um Zum heutigen Zeitpunkt scheinen die - Smart Mobility
einzelne Transaktionen und sog. „Blocks“ zu Nachteile im Kryptowährungsmarkt zu über- - Smart Contracts
„Aus technischer Sicht ist die Blockchain span- berechnen. Ein Block besteht aus der Liste wiegen. Der Coinmarkt wird von zahlreichen - Energiewirtschaft
nend, da es sich um ein innovatives Thema hin- aller Transaktionen, die im Berechnungszeit- Experten weder technisch (7 Transaktionen/ - Smart Property
sichtlich IT, Technik und vor allem Kryptogra- raum stattfinden und verifiziert werden. Für Sek. in der Blockchain vs. 50 000 Trans- - Öffentlicher Sektor
phie handelt“3 – Thorsten Brockmeier, Bosch die effiziente Berechnung werden einzigarti- aktionen/Sek. bei Kreditkartenanbietern), - Chancen und Herausforderungen
BSH Gruppe (2016) ge „Hashes“ erstellt und anschließend in der noch vertrauensmäßig (hohe Volatilität ohne
Blockchain gespeichert.5 Durch die Aneinan- Notenbank-Sicherung und mit Sicherheitslü-
Das „Double Spend“-Problem wird eben- derreihung und Verknüpfung der Blöcke ent- cken) als zukunftsweisend eingestuft. Hinzu
falls von einer Blockchain gelöst. Dieses Prob- steht eine fortlaufende Kette – die Blockchain. kommt die hohe Energieverschwendung beim
lem taucht u.a. beim Verschicken einer E-Mail Mining (extrem hoher Stromverbrauch beim
auf. Denn der E-Mail Empfänger erhält nach weltweiten Schürfen).
1 Vgl. Nakamoto (2009): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, S.2
Global werden per Bitcoins gerade mal
2 The World Bank Group (2016): UFA2020 Overview: Universal Financial Access by 2020 350 000 Zahlungen pro Tag abgewickelt. Der
3 Vgl. Brockmaier (2016): Experteninterview konventionelle Zahlungsverkehr hat allein in
4 Vgl. Nakamoto (2009): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, S. 2 Deutschland rund 70 Millionen Zahlungen pro
5 Vgl. Nakamoto (2009): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, S. 3
Seite 6 Seite 7
Den Studierenden gilt an dieser Stelle
mein großer Dank. Da sie berufsbegleitend
studieren, bringen sie ihre beruflichen Erfah-
rungen in den Anwendungsbereichen ein.
Mit dem weit gefassten Anwendungs-
spektrum spiegelt das Arbeitspapier zur
Blockchain-Technologie nicht zuletzt auch das
interdisziplinäre Masterstudium zum Digital
Business Management an der Rheinischen
Fachhochschule wider. Insbesondere in den
Projektflächen können die Studierenden die
Anwendung des gelernten Stoffes in unter-
schiedlichen Bereichen/Branchen untersu-
chen. Zweifellos ist es die Vielfalt der Pers-
pektiven, die erst in ihrem Zusammenwirken
einen angemessenen Zugang zum Gegen-
stand der Blockchain ermöglicht.
Das Arbeitspapier wendet sich an Prakti-
ker*innen und Digitalisierungsexpert*innen,
an Wissenschaftler*innen, an Studierende
unserer Hochschule und an weitere interes-
sierte Kreise. Es soll zur wissenschaftlichen
Auseinandersetzung, zum Know-how-Transfer
zwischen Hochschule und Unternehmenspra-
xis beitragen und nicht zuletzt für Lehrende
und Lernende praktische Hilfen geben.
Prof. Dr. Dietmar Barzen
Vizepräsident FB Medien
Rheinische Fachhochschule Köln
Köln im Juni 2019
Seite 8 Seite 9
DIE BLOCKCHAIN-TECHNOLOGIE
BLOCKCHAIN: VOM INTERNET OF INFOR- licher Nachweis für das Senden bzw. Emp-
MATION ZUM INTERNET OF VALUE fangen von Transaktionen dient und das ver-
trauensvolle Übermitteln von digitalen Werten
In der ersten Generation hat die digitale Revo- und Assets ermöglicht.
lution die Menschheit zum „Internet of Infor-
mation“ geführt und uns den Zugriff auf das Die Blockchain hat das Potenzial, gesam-
Gesamtwissen der Welt ermöglicht.1 Im zwei- te Branchen und Industrien zu verändern
ten Schritt entwickelt sich das Internet vom
Inhaltlich beschäftigt sich dieses Dossier
„Internet of Information“ zum „Internet of Va-
mit den Fragen, welche Einsatzmöglichkeiten
lue“. Diese Entwicklung, ermöglicht durch die und -felder die Blockchain-Technologie bietet
Blockchain-Technologie, hat das Potenzial die und welchen Einfluss diese auf Technologien,
geschäftliche und soziale Welt maßgeblich zu
DIE verändern.
Branchen und Industrien zukünftig haben
wird.
Eine Blockchain ist eine öffentliche, di-
BLOCKCHAIN-TECHNOLOGIE
Blockchain im Kontext vom Internet of
gitale Datenbank, die in einem dezentralen Things: Wird die Blockchain-Technologie den
Peer-to-Peer-Netzwerk gespeichert wird.2 Im Internet-of-Things–Markt revolutionieren oder
Netzwerk kann jeder Nutzer*innen direkt mit wird diese Technologie keinen maßgeblichen
Matthias Krudewig & Stefan Hassinger anderen Nutzer*in- Einfluss haben? Diese und weitere Fragen zu
nen interagieren möglichen Anwendungsgebieten werden in
In der breiten Öffentlichkeit genießt die Blockchain und Transaktionen diesem Kapitel erläutert.
durch den Bitcoin eine hohe Aufmerksamkeit. Doch durchführen. Das Blockchain im Kontext von Smart Mobili-
erforderte Ver- trau- ty: Anhand ausgewählter Use Cases werden
wie funktioniert die Blockchain? Was ist an dem Hype en zwischen den Implikationen der Blockchain-Technologie
dran und wird diese Technologie etablierte Geschäfts- unbekannten Partei- für neue Smart-Mobility-Konzepte betrachtet
prozesse auf den Kopf stellen? Anhand der neuesten en stellt das Netz- und einer Analyse unterzogen. Dabei wird die
werk selbst mit dem Frage gestellt, ob sich der Einsatz einer Block-
Erkenntnisse aus der Wissenschaft erhalten Sie in Abbildung 1: Struktur des
Blockchain-Protokoll
Blockchain-Netzwerks chain vor dem Hintergrund wirtschaftlicher
diesem Dossier einen umfangreichen Überblick über (Eigene Abbildung) her. Dabei entschei- und technischer Gesichtspunkte lohnt.
die Blockchain-Technologie. den die Netzwerk- Smart Contracts in der Blockchain: In die-
knoten nach dem Mehrheitsprinzip, ob eine sem Kapitel wird erklärt, was Smart Contracts
Transaktion valide ist oder nicht. Mit diesem sind und welches Disruptionspotenzial diese
Verfahren ist eine zentrale Instanz zur Re- beim Einsatz für Intermediäre haben werden.
gulierung nicht notwendig. Dadurch hilft die Dabei wird diese Frage anhand zahlreicher
Blockchain-Technologie, Geschäftsprozesse Anwendungsfälle beantwortet.
zu vereinfachen, Kosten zu reduzieren und Blockchain in der Energiewirtschaft:
Manipulationen zu vermeiden. Zusätzlich er- Im Kapitel „Blockchain in der Energiewirt-
weitert eine Blockchain das Internet um eine schaft“ wird das Disruptionspotential der
neue wirtschaftliche Ebene, die als öffent- Blockchain-Technologie anhand von Ex-
1 Vgl. Tapscott (2016): Blockchain Revolution: How the Technology Behind Bitcoin is Changing Money, Business and the World
2 Vgl. Nakamoto (2009): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, S. 1
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DIE BLOCKCHAIN-TECHNOLOGIE DIE BLOCKCHAIN-TECHNOLOGIE
perteneinschätzungen und möglichen An- DIE BITCOIN BLOCKCHAIN „Weltweit haben 1,7 Milliarden Menschen der E-Mail streng genommen eine Kopie des
wendungsfeldern dargestellt. Mit konkreten keinen Zugang zu Finanzdienstleistungen.“5 – Originals, die ebenfalls der Senderin, dem
Anwendungsbeispielen wird zusätzlich auf- Als wichtigster Mitbegründer der Block- Weltbank (2017) Sender, vorliegt.9 Diese Duplikate hindern
gezeigt, wie die Blockchain die Energiewirt- chain-Technologie und der kryptografischen jedoch die rechtmäßige Weitergabe und Nut-
schaft beeinflussen wird und welche Folge Währung „Bitcoin“ (BTC) gilt Satoshi Nakamo- Im Unterschied zu der analogen Welt liegt zung von geistigem digitalen Eigentum (z. B.
dies für die Verbraucherin, den Verbraucher to. Dieser verfasste zurzeit der Bankenkrise die Kontrolle der Bitcoin-Währung in einem Kunst, Musik, Geld), da diese nur im Original
haben wird. die wichtigsten Spezifikationen der Währung dezentralen, öffentlichen Netzwerk, welches existieren und nicht reproduziert werden dür-
Smart Property in der Blockchain: Nach und einen Machbarkeitsnachweis im Paper für jede Partei einsehbar ist und einen detail- fen. Deswegen stellt ein kryptografischer Be-
einer Begriffserklärung der Smart Property „Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash Sys- lierten Überblick über ausgeführte Transak- weis einer Blockchain bei Transaktionen die
anhand der Sharing Economy wird das Prin- tem“.3 In diesem Paper beschreibt er ein tionen liefert. Dabei überwacht, verfolgt und Einzigartigkeit des Originals sicher und ver-
zip auf weitere Geschäftsfelder übertragen. elektronisches Bezahlsystem, das auf krypto- prüft eine Blockchain alle Transaktionen auf hindert eine doppelte Verbuchung. Dadurch
Dabei werden Chancen, Risiken und Heraus- grafischen Beweisen beruht und die Finanzin Validität.6 Im Hinblick auf den Finanzmarkt können der Wert und die Rechte an einer di-
forderungen der Smart Property aufgezeigt. stitute als Mittler ausschließt. verhindert der Technologieeinsatz die Be- gitalen Sache eindeutig einer Akteurin, einem
Blockchain im öffentlichen Sektor: Die Aus dieser Idee ist ein Quellcode-offe- schönigung von Bilanzen und Manipulationen Akteur zugeordnet werden.
Chancen und Risiken der Technologie im Hin- nes Open-Source-Projekt entstanden, wel- von Kreditwürdigkeiten. Neben dem Schutz
blick auf Politik, Staat und Gesellschaft wer- ches von einigen Hauptentwicklern und einer vor Manipulationen und dem Zugang aller AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE EINER
den in diesem Kapitel aufgezeigt. Dabei wird wachsenden Community vorangebracht wird. Menschen zu Finanzdienstleistungen werden BLOCKCHAIN
darauf eingegangen, wie die Blockchain zu vertrauensschaffenden Institutionen redun-
mehr direkter Demokratie und einer gerech- Blockchain schafft Vertrauen in der digi- dant.7 Folglich können Transaktionen schnel- Die Blockchain greift beim Transaktions-
ten Gesellschaft führen kann und eine Teilha- talen Welt ler und günstiger durchgeführt werden. verkehr auf das Konzept der doppelten Buch-
be an politischen Prozessen ermöglicht. führung zurück und fungiert als dezentrales
Blockchain in der Telekommunikations- „Ein zentrales Problem, das die Blockchain Die Blockchain verschickt digitale Origi- Hauptbuch. Dieses Hauptbuch beinhaltet alle
branche: Dieses Kapitel beschäftigt sich mit löst, ist Vertrauen in der digitalen, anonymen nale und keine Kopien Buchungsinformationen und ist auf den Kno-
der Frage, wie die Telekommunikationsbran- Welt des Internets herzustellen.“4 – Thorsten tenpunkten eines Peer-to-Peer-Netzwerkes
che zu der Blockchain-Technologie steht und Brockmeier, Bosch BSH Gruppe (2016) „Aus technischer Sicht ist die Blockchain span- gespeichert. Diese Knotenpunkte, auch Miner
welche möglichen Potenziale diese Technolo- nend, da es sich um ein innovatives Thema hin- genannt, stellen die benötigte Hardware-Pow-
gie mit sich bringt. In der analogen Welt stehen Banken, Versi- sichtlich IT, Technik und vor allem Kryptografie er im Netzwerk zur Verfügung, um einzelne
Soziologische und ethische Aspekte der cherungen und Behörden für die Rechtmäßigkeit handelt“8 – Thorsten Brockmeier, Bosch BSH Transaktionen und sogenannte „Blocks“ zu
Blockchain: Hierbei werden die soziologi- von Transaktionen und den übertragenen Vermö- Gruppe (2016) berechnen. Ein Block besteht aus der Liste
schen Aspekte einer Blockchain untersucht genswerten ein. Diese Intermediären schaffen aller Transaktionen, die im Berechnungszeit-
und dabei die Chancen und Risiken unter- das nötige Vertrauen zwischen den Transaktions- Das „Double-Spend“-Problem wird eben- raum stattfinden und verifiziert werden.
sucht. Die zentrale Fragestellung wird dabei teilnehmer*innen und bürgen im Schadensfall. falls von einer Blockchain gelöst. Dieses Für die effiziente Berechnung werden
sein, wie sehr die Technologie den Menschen Jedoch verlangsamt das Einbinden der verschie- Problem taucht u. a. beim Verschicken einer einzigartige „Hashes“ erstellt und anschlie-
als Individuum verändert. denen Intermediäre den Transaktionsprozess E-Mail auf. Denn die E-Mail-Empfängerin, der ßend in der Blockchain gespeichert.10 Durch
und macht diese teuer, da Gebühren für die je- E-Mail-Empfänger erhält nach dem Versand die Aneinanderreihung und Verknüpfung der
„Hinweis: Aus Gründen der besseren Les- weilige Transaktion anfallen. Außerdem werden
barkeit bedient sich diese Arbeit eines gene- viele Menschen aktuell vom Finanzsystem ausge-
5 Vgl. Demirgüc et al. (2017): The Global Findex Database 2017, S. 4
rischen Maskulinums. Selbstverständlich be- schlossen, da die Bearbeitung von Kleinstbeträ-
6 Vgl. Nakamoto (2009): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, S.2
zieht sie sich auf alle Geschlechter.“ gen für Banken unwirtschaftlich ist. 7 The World Bank Group (2016): UFA2020 Overview: Universal Financial Access by 2020
8 Vgl. Brockmaier (2016): Experteninterview
3 Vgl. Nakamoto (2009): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, S. 1 9 Vgl. Nakamoto (2009): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, S. 2
4 Vgl. Brockmeier (2016): Experteninterview 10 Vgl. Nakamoto (2009): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, S. 3
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BLOCKCHAIN: EINFÜHRUNG BLOCKCHAIN: EINFÜHRUNG
Blöcke entsteht eine fortlaufende Kette – die anschließend für die CHANCEN UND RISIKEN BEIM EINSATZ Wenig Akzeptanz im Alltag
Blockchain. Verifizierung dieses VON BLOCKCHAIN
Neben der eigenen ID (Hash Output) und Blocks verantwort- Durch die Medienberichterstattung über
den Transaktionen beinhaltet ein Block auch lich und beginnen mit Wie oben beschrieben, besitzt die Block- den stark volatilen Kurs des Bitcoins ist das
die Block-ID des vorausgegangenen Blocks, der Berechnung des chain-Technologie das Potenzial, die digita- Wissen über die Kryptowährung als Speku-
damit alle Blöcke nachweislich aneinander- nächsten Blocks.11 le Welt maßgeblich zu beeinflussen. Vorher lativobjekt bereits in der Mitte der Gesell-
Für den Fall, müssen für den totalen Durchbruch wichtige schaft angekommen. Jedoch erschweren der
dass zwei oder mehr Risiken minimiert werden. Aus diesem Grund komplizierte Erwerb der Kryptowährung und
Miner das Problem werden im Folgenden die Chancen und Risi- die fehlenden Anwendungsmöglichkeiten im
zeitgleich lösen, ent- ken der Blockchain beschrieben. Alltag das Interesse vieler Menschen. Um
stehen zunächst un- der Gesellschaft das nötige Vertrauen in die
terschiedliche Block- Sicherheitsrisiken für Blockchain Technologie zu geben, bedarf es einer ver-
chain-Strängen mit trauten, regulierten Partei (z. B. der Bank), die
anderen Endblöcken Die Manipulation einer Blockchain-Trans- die technischen Hürden für die Menschen mi-
(vgl. Abbildung 4). aktion ist durch das dezentrale Netzwerk und nimiert und die vielseitigen Möglichkeiten of-
Abbildung 2: Aufbau der Blockchain Der Strang setzt sich die Entscheidung der Rechtmäßigkeit einer fenbart. Eine weitere Hürde, die dem Bitcoin
(Eigene Abbildung) Transaktion durch die Mehrheit aller Netz-
dabei durch, zu der aktuell gegenübersteht, ist ein Handelsverbot
als Erstes der nächs- werkteilnehmer*innen unwahrscheinlich. Der in Ländern, die die Kryptowährung durch die
Abbildung 3:
gereiht werden können und die Transaktions- te Block hinzugefügt Blockchain-Stränge Einsatz der unterschiedlichen Keys, das Her- fehlende Regulierung als Bedrohung wahrneh-
historie entsteht. wird. Die Blockenden (Eigene Abbildung) stellen der Hashes und das kryptografische men. Als erstes Land hat China den Handel
Damit die Transaktionen, die bei unter- der überschüssigen Verfahren intensiviert zusätzlich die Sicher- von Kryptowährung im Jahr 2017 verboten.14
schiedlichen Knoten in ungeordneter Reihen- Stränge werden aufgelöst und die Transaktio- heit einer Blockchain. Trotz dieser Hürde steigt die Nachfrage an
folge ankommen, geordnet werden, gruppiert nen erhalten den Status unbestätigt, wodurch Jedoch kann die Sicherheit durch Mining Kryptowährung von Jahr zu Jahr weiter an.
das Netzwerk alle Transaktionen, die zur sie beim Generieren der nächsten Blöcke be- Pools beeinträchtigt werden, die als Gruppe
gleichen Zeit durchgeführt worden sind und rücksichtigt werden. Es wächst also immer mehrerer Miner das Blockrätsel gemeinsam FAZIT
erstellt eine Reihenfolge. Unbestätigte Trans- der längere Strang weiter. lösen. Denn eine solche Gruppe kann die
aktionen werden zu einem späteren Zeitpunkt Je mehr Miner im Netzwerk aktiv Mehrheit im Netzwerk übernehmen und an- Die Blockchchain ist eine öffentliche,
verifiziert und dann zu einem Block hinzuge- sind, desto schwieriger wird der „Proof of schließend manipulieren. Eine weitere Gefahr digitale Datenbank, die in einem verteilten
fügt. Work“. Trotzdem ist dieser so kalibriert, ist die Nutzung von Quantencomputer, die die Peer-to-Peer-Netzwerk gespeichert ist. In
Für diese Aufgabe muss jeder Block über dass alle zehn Minuten ein neuer Block er- Rechenleistung des Netzwerks übersteigen einem solchen Netzwerk kann jede Nutze-
einen „Proof of Work“ verfügen. Diese Art von stellt wird.12 Diese zeitliche Verzögerung und dieses dadurch angreifbar machen. rin, jeder Nutzer mit anderen Nutzer*innen
Rechenaufgabe ermittelt einen Hashwert und lässt die Anzahl der erstellten Blöcke ska- Ein weiteres Problem ist, dass das Block- interagieren und Transaktionen durchführen.
fügt den Block des Miner zu der Blockchain lieren und vermeidet somit eine Inflation.13 chain-Protokoll von Menschen erstellt wor- Eine autarke Kommunikation und Bezahlung
hinzu, die im Netzwerk zuerst eine verifizierte den ist und „Code is Law“ gilt. Dabei kann zwischen Maschinen sind ebenfalls möglich.
Lösung ermittelt hat. Die anderen Miner sind ein fehlerhafter Code verheerende Auswir- Das Mehrheitsprinzip, das über Validität einer
kungen auf die Finanztransaktionen haben. Transaktion entscheidet, stellt das Vertrauen
11 Vgl. Nakamoto (2009): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, S. 3 zwischen den unbekannten Parteien her und
12 Vgl. Nakamoto (2009): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, S. 4
13 Vgl. Avent (2014): New money: New money. Bitcoin may not be the future of money, but it is a look at what might be 14 Holtermann, Felix (2018): Widerstand gegen Bitcoin-Verbot wächst
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BLOCKCHAIN: EINFÜHRUNG BLOCKCHAIN: EINFÜHRUNG
macht somit die Intermediäre, den Interme- ABBILDUNGSVERZEICHNIS
diären obsolet. Transaktionen, die über die
Blockchain erfolgen, können nicht oder nur Abbildung 1: Struktur des Blockchain-Netzwerks ..................................................................... 5
sehr schwer manipuliert werden und die Ge- Abbildung 2: Aufbau der Blockchain.......................................................................................... 8
fahr einer Inflation durch Gelddrucke ist mi- Abbildung 3: Blockchain-Stränge............................................................................................... 8
nimiert.
Die Technologie demokratisiert durch den LITERATURVERZEICHNIS
dezentralen Open-Source-Gedanken in ers-
ter Linie Finanztransaktionen, die schneller, Avent, Ryan (2014): New money. Bitcoin may not be the future of money, but it is a look at
günstiger und vor allem sicherer durchgeführt what might be. Hg. v. The Economist. London. Online verfügbar unter https://www.economist.
werden können, als bei gebräuchlichen Ver- com/free-exchange/2014/03/17/new-money, zuletzt geprüft am 05.08.2018.
fahren.
Die Zeit der Blockchain-Technologie hat Brockmeier, Thorsten (2016): Blockchain Technologie, Interview, 29.12.2016, durchgeführt
gerade erst angefangen und steckt aktuell in von Krudewig, Matthias.
den Kinderschuhen. Einzelne, vielversprechen-
de Anwendungen zeigen bereits das enorme, Demirgüc-Kunt, Asli; Klapper, Leora; Singer, Dorothe; Ansar, Saniya; Hess, Jess (2017): The
disruptive Potenzial dieser Technologie. Jedoch Global Findex Database 2017: Measuring Financial Inclusion and the Fintech Revolution, Hg.
wird es ein weiter Weg werden, bis die Vorteile v. World Bank Group. Online verfügbar unter https://openknowledge.worldbank.org/hand-
den Massenmarkt überzeugen, sodass in Zu- le/10986/29510, zuletzt geprüft am 05.08.2018.
kunft viele weitere Unternehmen das Potenzial
einer Blockchain nutzen werden. Holtermann, Felix (2018): Widerstand gegen Bitcoin-Verbot wächst, Hg. v. Handelsbatt. On-
line verfügbar unter https://www.handelsblatt.com/finanzen/maerkte/devisen-rohstoffe/
suedkorea-widerstand-gegen-bitcoin-verbot-waechst/20842458.html?ticket=ST-3682707-kez-
nUjjNXEVKcJpxqrs5-ap3, zuletzt geprüft am 05.08.2018.
Nakamoto, Satoshi (2009): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System. Hg. v. Bitcoin
Project 2009-2017: Online verfügbar unter https://bitcoin.org/bitcoin.pdf, zuletzt geprüft am
05.08.2018.
Tapscott, Don; Tapscott, Alex (2016): Blockchain Revolution: How the Technology behind
Bitcoin is Changing Money, Business and the World. Hg. v. Penguin Random House LLC, New
York.
The World Bank Group (2016): UFA2020 Overview: Universal Financial Access by 2020. Hg.
v. The World Bank Group. Washington. Online verfügbar unter http://www.worldbank.org/en/
topic/financialinclusion/brief/achieving-universal-financial-access-by-2020, zuletzt geprüft
am 08.05.2018.
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INTERNET OF THINGS MIT BLOCKCHAIN
DAS INTERNET OF THINGS UND DIE Blockchain übernimmt die Reservierung der
BLOCKCHAIN Fahrbahn und Bezahlung der Verkehrsteilneh-
mer*innen.
Der damalige IBM-CEO Watson, der den IoT in der Industrie: In der Industrie kön-
Bedarf an Computern weltweit auf nur fünf nen IoT-Sensoren helfen, physische Vorgänge
Geräte prognostizierte, rechnete weder mit virtuell zu erfassen, viele Daten zu generieren
der zunehmenden Nachfrage an Geräten und die gesamte Wertschöpfungskette zu
noch mit dem nahenden Einzug des Internet optimieren. Mit der Integration an ein dezen-
of Things (kurz: IoT).1 Denn bis 2020 wird laut trales Netzwerk wird die Supply Chain nicht
Gartner das IoT aus ca. 20,4 Milliarden Gerä- mehr innerhalb des Unternehmens optimiert,
ten bestehen.2 sondern ist Teil eines großen Ökosystems.
Das Internet of Things ist ein technologi-
INTERNET OF THINGS sches Netzwerk aus physischen Objekten und
Dieses System sammelt, automatisiert und
überwacht die Geräte im Netzwerk und trifft
MIT BLOCKCHAIN
Menschen, die zusammen interagieren, um durch die Masse an Daten bessere Vorher-
vorher definierte Ziele zu erreichen.3 In Kom- sagen, was im Netzwerk passiert. Durch die
bination mit der Blockchain ermöglicht das Datenanalyse können außerdem die Prozesse
Internet of Things die Integration, Automati- effizienter gestaltet und Ressourcen besser
Matthias Krudewig & Stefan Hassinger
sierung und Interaktion zwischen Mensch & verteilt werden. Geräteinhaber*innen, die
Maschine, Maschine zu Maschine (M2M) und
Das Internet of Things wartet seit Jahren auf den um- dem Teilen der Daten im Netzwerk zustim-
IoT-Bezahlsysteme, die in Zukunft eine neue men, können bei der Datenmonetarisierung
fänglichen Durchbruch. Wird der erwartete Erfolg mit- wirtschaftliche Ebene schaffen. mitverdienen.
hilfe der Blockchain-Technologie vollführt werden, oder
wird diese Technologie keinen maßgeblichen Einfluss Smarte Geräte mit Blockchain handeln auto- Die Blockchain löst die Herausforderun-
haben? Diese und weitere Fragen werden in diesem nom, tauschen Daten bzw. Informationen aus gen des Internet of Things
und nehmen Finanztransaktionen vor.
Dossierartikel anhand vieler Anwendungsgebiete von
Das Internet of Things bietet sowohl auf
Blockchain im Kontext von Internet of Things beantwor- Diese zwei Technologien werden Haus- privater als auch auf geschäftlicher Ebene vie-
tet. halte, Städte und ganze Industrien auf smarte le Mehrwerte. Für einen umfassenden Durch-
und effiziente Weise nachhaltig verändern: bruch steht die Technologie aktuell jedoch
Connected Cars: Autos mit eingebauten noch vor einigen Herausforderungen, die es
Sensoren sammeln spezifische Daten (Ver- zu lösen gilt:
kehrslage, Geschwindigkeit, etc.) und tau- Das Thema „Sicherheit“ von IoT-Gerä-
schen diese Daten mit anderen smarten Autos ten wird aktuell von einer Vielzahl an IoT-Ex-
aus. Dabei können Autos, die es eilig haben, pert*innen als die größte Schwierigkeit an-
automatisiert andere Verkehrsteilnehmer be- geführt, die es für eine umfängliche Nutzung
zahlen, um schneller zum Ziel zu kommen. Die
1 Vgl. Carr (2008): How many computers does the world need?
2 Vgl. Gartner (2017): Gartner Says 8.4 Billion Connected „Things“ Will Be In Use in 2017, Up 31 Percent From 2016.
3 Vgl. Atzori et al. (2010): The Internet of things: A survey.
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im Massenmarkt zu lösen gilt. Je größer das Beispiel ein IoT-Gerät mit einer DDOS-Attacke den Beteiligten her.8 Dieses Vertrauen wird neue Block-
Netzwerk an Geräten ist, die miteinander angegriffen, sind die identischen Daten wei- durch einen sogenannten Smart Contract in chain-Platt-
agieren, desto schwieriger wird die Identi- terhin im Netzwerk auf den anderen Geräten der Blockchain ermöglicht, in dem alle Regeln formen auf
fikation, Authentifikation und Autorisierung vorhanden, die als Backup dienen. Damit ein der Interaktion zwischen den IoT-Geräten ein- s ch l a n ke r e
der einzelnen Geräte und stellt ein umso Hacking-Angriff am Netzwerk erfolgreich ist, gespeichert sind. Anhand dieser definierten Validierungs-
höheres Sicherheitsrisiko für das Netzwerk müssen mindestens 50 % der Systeme in Regeln wissen die IoT-Geräte genau, wie diese möglichkeiten
dar. Außerdem greifen Hacker oftmals mit Netzwerk gehackt werden.6 interagieren sollen. (z. B. IOTA
Distributed-Denial-of-Service-Attacken (kurz: Ein weiterer Vorteil von Blockchain-Lö- oder Hyperled-
„DDOS“-Attacken) Rechenzentren an und le- Die Daten werden nicht zentral in einer Cloud sungen ist die gegebene Transparenz. Denn ger Fabric), die
gen diese lahm, indem sie mithilfe gehackter gesammelt, gespeichert und verwaltet, son- beide Parteien bzw. in diesem Fall die Geräte- energie- und
IoT-Geräte mit vielen Anfragen überflutet wer- dern dezentral in einer Blockchain besitzer*innen erhalten Einsicht in den offe- kosteneffizien- Anwendungsgebiete
den. Laut dem DDOS-Sicherheitsunterneh- nen Smart Contract, um einen Überblick über ter als das bisherige im Überblick
Manipulationsversuche innerhalb des (Eigene Abbildung)
men „Corero“ nimmt die Anzahl an „DDOS-At- die Regeln zu bekommen. Der IoT-Experte Phi- Proof of Work – Verfah-
tacken“ pro Quartal um ganze 36 % zu.4 Netzwerks werden ebenfalls verhindert. Denn lipp Hechler (2018) fügt den Plattformen-Cha- ren der Kryptowährung
Diese beschriebenen Sicherheitsproble- sollte sich ein manipuliertes Gerät im Netz- rakter von Blockchain-Systemen als weiteren Bitcoin arbeiten. Die Nutzung bestätigt nicht
me können durch die Nutzung einer dezentra- werk updaten, wird dieser Manipulationsver- Vorteil hinzu, die als Basis für die Entwicklung nur schneller die Transaktionen, sondern ver-
len Blockchain gelöst werden, da diese Tech- such durch die Datenunstimmigkeit der an- von IoT-Projekten genutzt werden können.9 stärkt ebenfalls den Schutz vor Manipulatio-
nologie die Themen „Identity-Management“ deren Geräte mithilfe der Blockchain erkannt Diese Systeme sind offener, transparenter nen. Durch die verbesserte Performance und
und „Rollen-/Rechte-Management“ abdeckt.5 und verhindert. und geben oftmals Partnern einen leichte- Skalierbarkeit der neuen Blockchain-Plattfor-
Denn eine Blockchain gewährleistet die ein- ren Zugang zum System. Im Gegensatz dazu men profitiert das Internet of Things, welches
deutige Identifizierung und Authentifizierung „Die Blockchain schafft es, Vertrauen zwischen werden aktuell viele IoT-Projektlösungen von zunehmend mit der Verwaltung von exponen-
autonomen Endgeräten aufzubauen, ohne dass
einzelner Geräte; die gleichzeitige Nutzung Webservices von Amazon, Google und IBM tiell wachsenden Daten umgehen muss. Fol-
eine menschliche Interaktion benötigt wird.“ –
von Smart Contracts legt die Berechtigungen angeboten. gende vier Anwendungsbereiche sollen dies
Philipp Khan – Cassini Consulting (2018)7
zwischen den IoT-Geräten fest. IoT-Geräte illustrieren:
kommunizieren daher sicher, tauschen mitei- IOT-ANWENDUNGSGEBIETE MIT DER
Die Nutzung einer Blockchain schafft es
nander Informationen aus und handeln durch BLOCKCHAIN-TECHNOLOGIE 1. Blockchain-as-a-Service erleichtert den
ebenfalls, viele Probleme bei der Organisation
die Nutzung von Smart Contracts selbststän- Einsatz von Applikationen:
von IoT-Geräten zu lösen. Denn diese kann die
dig. Für die Gewährleistung einer sicheren In- Im Jahr 2018 wird die Blockchain-Techno-
Interaktionen zwischen mehreren IoT-Geräten
teraktion werden zusätzlich die Transaktionen logie laut dem „eco-Verband der Internetwirt- Anstatt den Fokus auf die Entwicklung
übernehmen und den ausführenden Men-
kryptografisch verschlüsselt. Neben krypto- schaft“ mit zahlreichen neuen Geschäftsan- eigener Blockchain-Anwendung zu legen,
schen ersetzen. Dabei stellt die Blockchain,
grafischen Sicherheit schützt eine Blockchain wendungen den Durchbruch feiern.10 Hierbei nutzen IT-Konzerne (z. B. Microsoft, IBM,
die in der Theorie nicht manipuliert werden
ebenfalls das Netzwerk vor möglichen Daten- werden v. a. Geschäftsanwendungen begüns- Oracle, etc.) Blockchain-Frameworks (Ether-
kann, das notwendige Vertrauen zwischen
verlusten bei einem Cyberangriff. Wird zum tigt, bei denen eine zentrale Instanz das not- eum, Corda, etc.), um die eigene Software
wendige Vertrauen im Netzwerk herstellen als Blockchain-Plattform zu hosten. Denn die
muss. Für die Lösung dieses Problems setzen IT-Großkonzerne haben erkannt, dass Unter-
4 Vgl. Corero (2017): Corero DDoS Trends Report.
5 Rotter, Michael (2018): Experteninterview 8 Vgl. Nakamoto (2009): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
6 Vgl. Kshetri (2017): Blockchain’s roles in strengthening cybersecurity and protecting privacy 9 Hechler, Philipp (2018): Experteninterview
7 Khan, Philipp (2018): Experteninterview 10 Vgl. eco – Verband der Internetwirtschaft e.V. (2017): Blockchain revolutioniert 2018 das Internet der Dinge
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nehmen möglichst schnell das eigene Block- wird durch die zusätzliche Bereitstellung 2. Die Blockchain-Technologie macht die im Supply-Chain-Prozess ein.18 Um den Pro-
chain-Projekt vom Pilotprojekt zur Produkt- eines Blockchain-Marktplatzes unterstrichen, Supply Chain smart: zess möglichst effizient zu gestalten, sollten
reife umsetzen möchten. Aus diesem Grund der für Entwickler*innen eine gute Möglich- alle Parteien transparent über die einzelnen
ist ein Verlangen nach Enterprise-Systemen keit darstellt, möglichst schnell Prototypen zu Laut einer Umfrage von SAP sehen 63 % Schritte der Supply Chain informiert sein.
hoch, die Skalierbarkeit, Datensicherheit und bauen und Feedback einzuholen. der befragten Unternehmenskund*innen und Nicht nur die beteiligten Parteien legen Wert
-integrität, Verwaltbarkeit und Interoperabili- Das Unternehmen IBM glaubt ebenfalls Partner die Optimierung der Supply Chain als auf Transparenz sondern auch die Endver-
tät ermöglichen.11 Diese genannten Anforde- an den Erfolg der Blockchain und hat 44.000 die vielversprechendste Anwendungsmög- braucher, die u. a. über die Herkunft, Qualität
rungen erfüllen Blockchain-Plattformen, die Codezeilen an das Linux Open-Source-Pro- lichkeit der Blockchain an.15 Denn die Block- und verwendete Rohstoffe des Brotes infor-
den eigenen Kunden als Blockchain-as-a-Ser- jekt „Hyperledger Project“ beigetragen.13 chain-Technologie ist als Vertrauensfaktor miert werden wollen:
vice (BaaS) angeboten werden. Dort können Wie auch Microsoft bietet IBM eine cloud- die ideale Technologie, um eine Supply Chain
Kund*innen auf dem jeweiligen Ökosystem basierte BaaS-Plattform an, die dem Kunden mit mehreren Parteien zu organisieren.16 Da- Informationen über den Warenursprung:
zum einen das eigene Geschäftsmodell auf mithilfe von Frameworks und Tools bei der bei können produzierende Unternehmen die Das produzierende Unternehmen hat die Ver-
die Blockchain transformieren oder komplett Umsetzung von Blockchain-Projekten unter- Blockchain als globales Nachverfolgungssys- pflichtung gegenüber dem Endverbraucher
neue Blockchain-Anwendungen entwickeln. stützen soll. Neben der eigenen BaaS-Lösung tem nutzen, um über den gesamten Produkt- über den Warenursprung Auskunft geben zu
experimentiert IBM zusätzlich mit eigenen lebenszyklus informiert zu sein und wichtige können. Der Aufwand dieser Aufgabe kann
BaaS erleichtert den Unternehmen den Zu- IoT-Blockchain-Lösungen. IBM Watson IoT Produktionsdaten transparent mit den jewei- durch den Einsatz der Blockchain-Technolo-
gang zu der Blockchain-Technologie, um sich hat in Zusammenarbeit mit Samsung die AD- ligen Produktionspartnern zu teilen.17 Weitere gie minimiert werden, wodurch zugleich das
vollkommen auf die Entwicklung eigener Block- EPT-Architektur (Automated Decentralized Aufgaben, die die Blockchain-Technologie in- Vertrauen zwischen Hersteller*innen und
chain-Anwendungen konzentrieren zu können. P2P Telemetry) entwickelt, die als dezentrale nerhalb der Supply Chain erfüllt, ist die Echt- Endverbraucher*innen gestärkt wird. Denn
IoT-Plattform die Existenz von Geräten veri- heitsprüfung eines Produkts, das Einsehen in der Blockchain kann der Hersteller bzw.
Als Paradebeispiel für „Block- fiziert, Interaktionen sicher macht und auto- der Produkthierarchien und die Verifizierung der Endverbraucher sämtliche Informationen
chain-as-a-Service“ kann das Unternehmen nome Gerätesteuerung ermöglicht.14 Hierbei der Endprodukte. Es ist außerdem für pro- über den Warenursprung nachverfolgen. Hier-
Microsoft genannt werden, welches den Un- ist das Szenario vorstellbar, dass Geräte nach duzierende Unternehmen hilfreich, dass die bei können u. a. Fragen beantworten werden,
ternehmenskunden eine cloudbasierte Ent- der Produktion vom Hersteller in eine uni- Blockchain beim Einhalten festgelegter Anfor- welches Düngemittel der Bauer verwendet,
wicklungsumgebung auf dem Ethereum-Fra- verselle Blockchain eingetragen werden, um derungen, die z. B. von Regulierungsinstanzen welche Parteien im Handel involviert waren
mework bereitstellt.12 Im Unterschied zu die Existenz festzuhalten. Wenn beim Geräte- gestellt werden, unterstützt. Denn durch den oder ob der Handel auf Basis des Fairtra-
Bitcoin hat Ethereum den Vorteil, dass Smart verkauf die Existenz in eine andere regionale Einblick in das Protokoll der Blockchain kann de-Standards vollzogen worden ist.
Contracts entwickelt und abgeschlossen oder lokale Blockchain übertragen wird, kann nachvollzogen werden, ob das Produkt geset-
werden können. Auf dieser Plattform kön- der Hersteller weiterhin wichtige Informatio- zeskonform produziert worden ist. Stetige Überwachung der Umweltfaktoren:
nen Kund*innen auf Basis des vorhandenen nen Wartung mitverfolgen und somit eine un- Use Case – Optimierung einer Food Sup- Beim Nahrungsmitteltransport muss die Ware
Ökosystems unkompliziert an eigenen Block- komplizierte gewährleisten. ply Chain: bei optimaler Temperatur und Luftfeuchtigkeit
chain-Lösungen arbeiten. Dieser kreative Der Weg eines Brotes vom Getreide- transportiert werden, um die Endverbraucher
Raum ist barrierefrei und für alle interessier- feld zum Haus des Verbrauchers ist lang vor möglichen Gefahren zu schützen. Aus die-
ten Unternehmen – von Start-ups bis Konzer- und spannt viele unterschiedliche Parteien sem Grund helfen Temperatur- und Luftsen-
nen – offen. Diese strategische Ausrichtung
11 Vgl. Oracle (2018): Global Businesses Turn to Oracle Blockchain Service To Speed Transactions Securely. 15 Vgl. Perez, Gil (2018): Studie beleuchtet Möglichkeiten der Blockchain-Technologie.
12 Vgl. Gray, Marley (2015): Ethereum Blockchain as a Service now on Azure. 16 Vgl. Microsoft (2018): How blockchain will transform the modern supply chain.
13 Vgl. IBM (2016): IBM Delivers Blockchain-As-A-Service for Developers; Commits to Making Blockchain Ready for Business. 17 Vgl. Bahga, Madisetti (2016): Blockchain Plattform for Industrial Internet of Things, S. 533.
14 Vgl. Panikkar et al. (2015c): Empowering the edge, S. 4f. 18 Vgl. Microsoft (2018): How blockchain will transform the modern supply chain
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soren dabei, diese Daten entlang der Supply Projekt für M2M-Payment, das die Experten gegangener Transaktionen im Tangle selbst autonomer Geräte und garantiert dabei siche-
Chain zu sammeln und in die Blockchain ein- Philipp Khan und Philipp Hechler selbst umge- statt.21 Durch diese Eigenschaft ist die Trans- re Datenkommunikation zwischen den Gerä-
zutragen. Diese Informationen können wiede- setzt haben, ist zum Beispiel, dass ein drecki- aktionsgeschwindigkeit eines Tangles um ein ten.22 Deswegen ist der Smart- Home-Bereich
rum den Lieferanten, Herstellern und Kunden ger Meeting-Raum einen Putzroboter für das Vielfaches schneller als bestehende Block- ein weiterer wichtiger Anwendungsbereich für
mithilfe der Blockchain zur Verfügung gestellt Putzen des Raumes beauftragt.19 Nach Leis- chain-Frameworks. die Blockchain-Technologie.
werden. tungserfüllung wird der Putzroboter autonom Außerdem läuft die Wartezeit zur Trans-
Hilfe beim Krisenmanagement: Durch und ohne die Nutzung eines Intermediären aktionsbestätigung bei steigender Anzahl an Use Case 1 – Haushaltsgeräte bestellen
unberechenbar auftretende Probleme (z. B. vom Meeting-Raum entlohnt. Nutzer*innen theoretisch gegen Null, was Konsumgüter: Eine intelligente Waschmaschi-
Lieferengpässe, Staus) läuft in einer Supply Die Nutzung einer Blockchain mit Bitcoin eine hohe Skalierbarkeit erlaubt. Die Möglich- ne, die mit der Blockchain-Technologie ver-
Chain nicht immer alles nach Plan. Um auf als Bezahlmöglichkeit ist jedoch für M2M-Pay- keit der Mikrozahlungen ist ein weiterer Vor- knüpft ist, erkennt automatisch, wenn kein
auftauchende Krisen gewappnet zu sein, kön- ments nicht die optimale Lösung.20 Denn die teil. Denn durch den Wegfall der Miner sind Waschmittel mehr vorhanden ist.
nen Blockchain-Lösungen ebenfalls wichtiger Blockchain hat bei einer vielfachen Masse an ebenfalls Transaktionen mit sehr geringen Anschließend fragt die Waschmaschine in
Bestandteil für Krisenmanagement-Systeme Transaktionen schwerwiegende Probleme. oder gar keinen Transaktionsgebühren mög- der Peer-Liste ab, mit welcher Anbieterin, wel-
sein. Die Blockchain liefert durch die Nutzung Die Transaktionen sind teuer und können lich. chem Anbieter ein Liefervertrag für Wasch-
von IoT-Geräten (z. B. Sensoren, RFID-Chips, nicht in Echtzeit verarbeitet werden. Als Al-
etc.) die benötigte Datenbasis, die für die ternative zur Blockchain-Technologie wird der „IOTA bietet sich allen Anwendungen an, bei
Identifikation von auftretenden Probleme be- denen schnelle Transaktionsgeschwindigkei-
nutzt werden. ten, hohe Effizienz und sehr niedrige Transak-
Smart Contracts helfen zusätzlich da- tionskosten von Bedeutung sind“
– Felix Offermann – tegvolution (2018)
bei, vertragliche Bedingungen zwischen den
Akteur*innen der Supply Chain festzulegen.
Beim Missachten der vertraglichen Bedingun- Smarte Waschmaschine (Eigene Abbildung)
4. Smart Home in Verbindung mit Block-
gen bzw. des Smart Contracts leitet die Block- chain lassen Haushaltsgeräte autonom
chain automatisch die vordefinierte Funktion interagieren mittel besteht.23 Im nächsten Schritt wird der
(z. B. keine Bezahlung der Akteurin, des Ak- Vertrag aufgerufen, über die Messaging-Funk-
teurs) ein. Aufbau eines Tangles (Eigene Abbildung S. Hass- tion eigenständig Waschmittel bestellt, den
inger in Anlehnung an: The Tangle: An illustrated Die Akzeptanz und Verwendung von
introduction) IoT-Geräten nimmt im Haus stetig zu. Die Versandstatus mitverfolgt und die Bestellung
Angst vor Datenklau, fehlenden Standards bezahlt. Zusätzlich wird der Waschmaschi-
3. Autonome Maschinen bezahlen auto- „Tangle“ vom „IOTA-Framework“ genannt. nenbesitzer über die Bestellung informiert.
und Interoperabilität zwischen den Geräten
nome Maschinen Im Unterschied zur Blockchain besteht Im Gegenzug kann der Verkäufer über
verhindert jedoch den vollständigen Durch-
ein Tangle nicht nur aus einem Strang son- bruch des Smart Homes. Die Nutzung der die Gültigkeit des Vertrages entscheiden, die
Ein weiterer Anwendungsfall, der sich mit- dern aus mehreren Strängen. Außerdem be- Bezahlung empfangen, die Ware verschicken
Blockchain-Technologie hat das Potenzial,
hilfe der Blockchain-Technologie lösen lässt, steht ein Tangle weder aus Blocks noch aus und die Waschmaschine über die Versandde-
die genannten Probleme zu lösen. Denn die
ist das Machine-To-Machine-Payment (M2M). Minern, sondern lediglich aus Transaktionen. tails informieren.
Blockchain verbindet die im Haus befindli-
Dabei bezahlen Maschinen für erbrachte Leis- Die Verifikation einer neuen Transaktion chen Geräte mit einem dezentralen Netzwerk
tungen andere Maschinen. Ein vorstellbares findet durch die Bestätigung zweier voraus-
21 Felix Offermann (2018): Experteninterview
19 Khan, Philipp (2018): Experteninterview 22 Dorri et al. (2017): Towards an Optimized BlockChain for IoT.
20 Vgl. Popov, Serguei (2018): The Tangle. Version 1.4.3, S. 2. 23 Vgl. Panikkar et al. (2015a): ADEPT: An IoT Practitioner Perspective, S. 7
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