HORIZONTE Blockchain Warum Blockchain? Wie Blockchain Wirtschaft und Gesellschaft verändern kann
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acatech HORIZONTE Blockchain Warum Blockchain? Wie Blockchain Wirtschaft und Gesellschaft verändern kann Der internationale Wettlauf um die Blockchain – Schlaglichter Handlungsfelder – Gestaltungsspielräume
+++ Mit der vorliegenden Publikationsreihe untersucht acatech bedeutende Technikfelder, die sich klar am Horizont abzeichnen, deren Auswirkungen aber noch geklärt werden müssen. In dieser Reihe bereitet die Akademie solche Technikfelder fundiert und anschaulich auf. In diesen Prozess fließen der aktuelle Stand der internationalen Forschung, Entwicklung und Anwendung sowie die Wertschöpfungspotenziale der Technologien ein. Darüber hinaus nehmen die acatech Horizonte ethische, politische und gesellschaftliche Fragen sowie denkbare Entwicklungen und Gestaltungsoptionen in den Blick. Mit den acatech Horizonten möchte die Akademie die Diskussion über neue Technologien anregen, politische Gestaltungsräume aufzeigen und Handlungs- optionen formulieren. Auf diese Weise möchte acatech einen Beitrag für eine vorausschauende Innovationspolitik leisten. +++
acatech HORIZONTE Blockchain
Inhalt
Auf einen Blick Seite 4
Zehn Botschaften��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� Seit e 5
Deutschland und die Blockchain������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� Seit e 6
Warum Blockchain? Seite 8
1.1 Die Grundidee������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ Seit e 10
1.2 Mehr als Bitcoin – Ausgestaltungsmöglichkeiten������������������������������������������������������������������������������������� Seit e 14
1.3 Smart Contracts – Automatisierung von Transaktionen��������������������������������������������������������������������������� Seit e 16
1.4 Token – Bausteine für das Internet der Werte������������������������������������������������������������������������������������������� Seit e 19
1.5 Aktuelle technologische Herausforderungen�������������������������������������������������������������������������������������������� Seit e 21
Wie Blockchain Wirtschaft und Gesellschaft
verändern kann Seite 24
2.1 Effiziente und transparente Lieferketten für Lebensmittel���������������������������������������������������������������������� Seit e 26
2.2 E-Government – eine Alternative zur Zentralisierung von Registern����������������������������������������������������� Seit e 29
2.3 Facebook ohne Facebook – die Revolution der Plattformökonomie?���������������������������������������������������� Seit e 32
2.4 Eine sichere gemeinsame Sprache für intelligente Geräte und digitale Assistenten������������������������� Seit e 34
2.5 Wann macht eine Blockchain Sinn?����������������������������������������������������������������������������������������������������������� Seit e 36
2
Inhalt
Der internationale Wettlauf um die
Blockchain – Schlaglichter Seite 38
3.1 Blockchain-Ökosystem in Deutschland������������������������������������������������������������������������������������������������������ Seit e 4 0
3.2 Weltweit entstehen Blockchain-Konsortien – auch große Unternehmen sind mit dabei������������������� Seit e 4 2
3.3 ICOs und Patente zeigen: Der Wettlauf um Blockchain hat begonnen������������������������������������������������ S eit e 43
3.4 Akademische Blockchain-Aktivitäten��������������������������������������������������������������������������������������������������������� S eit e 4 8
3.5 Blockchain-Anwendungen im öffentlichen Sektor, privat-öffentliche Initiativen weltweit����������������� S eit e 4 9
3.6 Standardisierung stellt Weichen für die Marktentwicklung������������������������������������������������������������������� Seit e 51
Handlungsfelder – Gestaltungsspielräume Seite 52
4.1 Eine Gestaltungsaufgabe über alle Politikfelder hinweg������������������������������������������������������������������������ Seit e 54
4.2 Regulierung von Token und ICOs��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� S eit e 55
4.3 Datenwirtschaft und Datenschutz������������������������������������������������������������������������������������������������������������� S eit e 58
4.4 Forschung und Fachkräfte – Was braucht es, um Blockchain zu fördern?������������������������������������������� S eit e 59
4.5 Verantwortung, Sicherheit und Kontrolle�������������������������������������������������������������������������������������������������� S eit e 60
Interviewpartnerinnen und Interviewpartner Seite 61
Literaturverzeichnis Seite 62
Mitwirkende Seite 64
3Auf einen Blick 4
Zehn Botschaften
1. Das Konzept der Blockchain hat das 6. Deutschland muss jetzt politisch aktiv
Potenzial zu einer neuen digitalen werden, wenn es bei der Blockchain-
Basistechnologie. Technologie nicht ins Hintertreffen g eraten
soll, sondern aufholen will.
2. Blockchain ist nicht gleich Bitcoin.
Es gibt viele unterschiedliche Arten 7. In Deutschland ist eine international
von Blockchains und zahlreiche Ideen, konkurrenzfähige Blockchain-Szene
diese einzusetzen. entstanden, insbesondere in Berlin.
3. Die Technologie entwickelt sich rasant. 8. Diese Community wünscht sich vor a llem
Eine Garantie, dass sich die hohen klare Ansprechpartner in Politik und
Erwartungen erfüllen werden, gibt es Behörden. Dies ist noch wichtiger als
aber nicht. weitere Fördermittel.
4. Blockchain ist keine Silicon-Valley- 9. Der Staat wird in Zukunft selbst aktiv
Technologie. Das Rennen um die Blockchains anwenden. Daher ist jetzt ein
Technologieführerschaft und die Kompetenzaufbau notwendig.
Leitmärkte ist noch offen.
10. Blockchain ist Teamsport. Vordenkerinnen
5. China, Russland und eine Reihe a nderer und Vordenker aus Politik, Wirtschaft,
Staaten haben bereits ambitionierte Wissenschaft und Gesellschaft müssen
Blockchain-Strategien formuliert. ihre Kräfte in einer nationalen Blockchain-
Strategie bündeln.
5Deutschland und die Blockchain
STÄRKEN:
▶▶ Lebendige und breit aufgestellte Start-up-Landschaft
▶▶ Steigendes Engagement etablierter Unternehmen und Industrien
▶▶ Hohe Anziehungskraft Berlins für weltweit führende Köpfe
SCHWÄCHEN:
▶▶ Keine nationale Blockchain-Strategie
▶▶ Einschränkung innovativer Projekte durch ungeklärte rechtliche
und regulatorische Fragen
▶▶ Bislang geringe Verankerung in Forschung und Lehre
6Auf einen Blick
CHANCEN:
▶▶ Gewinnung von internationalen Fachkräften, Unternehmen und
Kapital durch innovationsfreundliche Blockchain-Strategie
▶▶ Stärkung der digitalen Souveränität der Bürgerinnen und Bürger
▶▶ Deutsche Leitanbieterschaft bei einer digitalen Basistechnologie,
unter anderem für Industrie 4.0
RISIKEN:
▶▶ Abwanderung des Know-hows in Wirtschaftsräume
mit klaren Blockchain-Strategien
▶▶ Blockade der Anwendung von Blockchain durch nicht
praxistaugliche Interpretation von Vorschriften,
wie zum Beispiel der DSGVO
▶▶ Kontrolle der Technologie durch Leitanbieter und Leitmärkte
außerhalb Europas
71
Warum Blockchain?
Warum sollte man sich als Politiker, Unternehmerin oder Bürger mit der Blockchain-
Technologie beschäftigen? Die Blockchain erlaubt es, über innovative und bessere
Lösungen für zahlreiche Problemstellungen unseres wirtschaftlichen und gesell-
schaftlichen Lebens nachzudenken, in denen wir Informationen, Daten und Werte
austauschen. Kapitel 1 führt in die Grundlagen der Technologie und die dadurch
entstehenden G estaltungsmöglichkeiten ein. Es zeigt auf, welche technologischen
Herausforderungen vor einem breiten Einsatz noch bewältigt werden müssen. ▶
8BLOCK-
CHAIN
91.1 Die Grundidee
Wichtige Aufzeichnungen verwalten wir oft nicht selbst. Banken Das Versprechen: Datensouveränität und Effizienz
führen unsere Konten. Der Staat verwaltet unseren Personenstand Es lohnt sich insbesondere dort über den Einsatz von Blockchains
und bei substantiellen Rechtsgeschäften beauftragen wir Notare. nachzudenken, wo viele Akteure Informationen oder Werte über-
tragen müssen, sich aber nicht persönlich kennen oder vertrauen.
Sich über Informationen, Daten und Werte zu verständigen und diese Der internationale Frachttransport ist hierfür ein Beispiel.
auszutauschen bedeutet heute also meist, auf Betreiber von zentra-
len Registern angewiesen zu sein. Diese bürgen für die Korrektheit Nur wer die richtigen kryptografischen Schlüssel besitzt, kann auf die
der Einträge und Transaktionen und sichern uns bei Geschäften ab. Werte zugreifen, die in einer Blockchain gespeichert sind. Weil z udem
Für ihre Leistungen bezahlen wir diese Intermediäre direkt mit Geld, auch jeder Zugriff protokolliert wird, könnten Bürgerinnen und
indirekt mit der Abgabe der Kontrolle über unsere Daten. Bürger beispielsweise im E-Government selbst nachprüfen, welche
Behörde ihre Daten zu welchem Zweck abgerufen hat. Auf einem
Der Ansatz: Verteilte anstelle zentral geführter Register Blockchain-basierten sozialen Netzwerk könnten tatsächlich nur die
2008 wurde unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto eine als Freundinnen und Freunde bestätigten Nutzerinnen und Nutzer
Technologie veröffentlicht, die alle Leistungen vertrauenswürdiger etwa hochgeladene Babyfotos sehen und nicht automatisch auch
Intermediäre ohne deren Nachteile erbringen soll: Blockchain1. immer das Unternehmen, das die zentralisierte Plattform betreibt.
Dabei handelt es sich um ein in vielfacher Ausfertigung im Inter- Es muss sich erst noch herausstellen, ob Blockchain in diesen und
net gespeichertes verteiltes Register, das ohne zentralen vertrau- anderen Anwendungsfeldern gegenüber bisherigen L ösungen
enswürdigen Betreiber auskommt. Dass Blockchain dennoch in überlegen ist. Auf jeden Fall befeuert die neue Technologie schon
der Lage ist, Informationen und Transaktionen zuverlässig, dauer- jetzt das Nachdenken über neue Geschäftsmodelle, bessere
haft und gegen Fälschungen abgesichert zu speichern, beruht auf Formen der Kooperation und Wege, frei nutzbare öffentliche
der innovativen technischen Konstruktion. digitale Güter bereitzustellen.
Blockchain kombiniert auf kreative Weise Ansätze aus akademischen
Disziplinen wie der Kryptografie, dem Netzwerk- und Datenbank
management sowie dem Design wirtschaftlicher Anreizmecha Weitere Informationen zu den technischen
nismen. Sie ist damit ein Beispiel für konkrete Innovationen, die auf Grundlagen von B
lockchain finden Sie hier:
einer starken akademischen Grundlagenforschung und angewandten
Forschung beruhen. https://www.acatech.de/
horizonte/blockchain/grundidee
Bitcoin als erstes und bis heute funktionierendes Blockchain-Netzwerk
war und ist der Nachweis für das Funktionieren von Blockchain. Exper-
tinnen und Experten sehen revolutionäre Potenziale der Technologie
aber in Anwendungsfeldern jenseits der Kryptowährungen.
10Warum Blockchain?
Wo über den Blockchain-Einsatz nachgedacht wird
E-GOVERNMENT HANDEL MEDIZIN
■■ Register, z. B. Grundbücher ■■ Dezentrale Marktplätze ■■ Sicheres Teilen von
■■ Open Data ■■ Sichere Übertragung von Gesundheitsdaten
■■ Digitale Identitäten Eigentumstiteln ■■ Echtheitsnachweis von
■■ Patentregistrierung ■■ Produktauthentizität von Medikamenten
■■ … Konsumgütern ■■ Register für Implantate und
■■ Herkunftsnachweise und Sicherheit Organspenden
bei Lebensmitteln ■■ …
■■ …
ENERGIE INTERNET DER DINGE/ LOGISTIK UND ENTERPRISE-
■■ Dezentrale Stromnetze INDUSTRIE 4.0 RESOURCE-P LANNING
■■ Peer-to-Peer Energiemärkte ■■ Automatisierung durch Smart ■■ Koordination firmenübergreifender
■■ Abrechnungssysteme für E-Mobilität Contracts Wertschöpfungsnetzwerke
■■ … ■■ Kommunikation Maschine zu ■■ Transparente Logistik in Echtzeit
Maschine ■■ Verhinderung von Produktfälschungen
■■ Manipulationssichere Updates und ■■ …
digitale Zwillinge
ENTWICKLUNGSZUSAMMENARBEIT ■■ Rechtemanagement beim Zugriff VERSICHERUNGEN
■■ Transparenter Einsatz von auf proprietäre Daten ■■ Registrierung von Policen
Geldmitteln ■■ … ■■ Automatisierte Schadensfall
■■ Identifikation von Hilfsempfängern abwicklung
■■ Aufbau staatlicher Register ■■ Marktplätze für den Handel von
■■ … Risiken
■■ …
FINANZEN MEDIEN/UNTERHALTUNG WISSENSCHAFT/BILDUNG
■■ Kryptowährungen und staatliche ■■ Digitales Rechtemanagement ■■ Nachweis von erworbenen
Währungen auf Blockchains ■■ Crowdfunding Abschlüssen und Zertifikaten
■■ Kapitalisierung von Start-ups (ICOs) ■■ Nichtvervielfältigbare digitale ■■ Nachträglich unveränderbare
■■ Schnelles Settlement von Originale Dokumentation klinischer Studien
Wertpapiergeschäften ■■ … ■■ Manipulationsgeschützte
■■ Automatisierte Erfüllung von Forschungsdatensätze
Berichtspflichten ■■ …
■■ …
11
Quelle: Eigene Darstellung auf Basis von u. a. Blockchain Bundesverband 20172; Boucher et al. 20173, Schütte et al. 20174; Voshmgir 20165Lena will ihrem Neffen Ben zum 18. Geburtstag Lena erstellt eine TRANSAKTION
einen Bitcoin schenken. Sie öffnet ihre Wallet-App, Transaktion und
eine Art digitale Geldbörse. Diese verbindet sich unterschreibt sie
mit Danielas Knoten im Bitcoin-Netzwerk. Lena mit Hilfe ihres EMPFÄNGER: Ben
sieht, dass ihr in der Blockchain gespeichertes fälschungssiche-
Guthaben aktuell 10 Bitcoin beträgt. ren geheimen BETRAG: 1
kryptografischen TRANSAKTIONSGEBÜHR:
Schlüssels. 0,00001
Die Wallet-App
schickt die SIGNATUR:
1 Bitcoin
Wallet App Transaktion an senden?
Guthaben: den von Daniela
10 Bitcoins OK
betriebenen
START
Knoten.
LENA
Danielas Knoten
schreibt Lenas
Transaktion auf
DANIELA eine Liste, auf der DANIELA
schon viele andere
noch unbestätigte
Transaktionen
stehen. Er gibt die
Transaktion auch
an andere Knoten
des Netzwerks
weiter, die diese
ebenfalls auf ihre
Listen nehmen.
Der Bitcoin-Konsensmechanismus
Emre und Clara speichern „Proof-of-Work“ verlangt von Minern, Emre hat Glück und
anders als Daniela die dass sie eine Lösung für ein vorge- findet als erster eine
Bitcoin-Blockchain nicht nur gebenes kryprografisches Rätsel Lösung. Er schickt
ab. Als Miner/Validatoren finden müssen, bevor sie einen den neuen Block an
bündeln sie unbestätigte neuen Block vorschlagen dürfen. alle anderen Knoten.
Transaktionen zu neuen Die Suche nach einer passenden Diese prüfen ohne
Datenblocken, die in der Lösung verbraucht viel Rechen viel Aufwand, ob alles
Blockchain abgespeichert leistung und damit Strom. stimmt.
werden sollen.
RÄTSEL
VALIDATOREN/
MINER
10 Min. EMRE
ZIEL
So funktioniert
Blockchain + =
12Wichtige Eigenschaften
von Blockchains
BEN
Lena sieht, dass Verkettungsprinzip: Eine Block-
ihre Transaktion chain ist eine verkettete Folge von
erfolgreich war. Datenblöcken, die über die Zeit
weiter fortgeschrieben wird.
Transaktion Wallet App
überprüfen Guthaben: Dezentrale Speicherung: Eine
oooooo 8,99999 Blockchain wird nicht zentral gespei-
Bitcoins Auf der Geburtstagsfeier öffnet Ben seine chert, sondern als verteiltes Register
Wallet-App am Handy. Freudestrahlend geführt. Alle Beteiligten speichern
sieht er das Geschenk seiner Tante. eine eigene Kopie und schreiben
diese fort.
Konsensmechanismus: Es muss
sichergestellt werden, dass eine bei
allen Beteiligten identische Kette
entsteht. Hierfür müssen zuerst
Vorschläge für neue Blöcke erarbei-
DANIELA tet werden. Dies geschieht durch
Validatoren (die bei Bitcoin „Miner“
genannt werden). Dann müssen sich
die Beteiligten einigen, welcher vor-
Alles ist ok. Emre wird
geschlagene Block tatsächlich in die
für seine Mühen mit
Kette eingefügt wird. Dies erfolgt
12,5 neu geschaffe-
durch ein sogenanntes Konsens
nen Bitcoin belohnt.
protokoll, ein algorithmisches
Alle Miner machen
Verfahren zur Abstimmung.
sich sofort an die
Arbeit am nächsten Jeder Knoten hängt den
Block. geprüften neuen Block Manipulationssicherheit: Durch
an seine Kopie der Block- kryptographische Verfahren wird
chain an. Alle sind damit sichergestellt, dass die Blockchain
auf dem neuesten Stand. nicht nachträglich geändert werden
Lenas Transaktion ist jetzt kann. Die Kette der Blöcke ist somit
12,5 Bitcoin sicher und unumkehrbar unveränderbar, fälschungs- und
in der Blockchain gespei- manipulationssicher.
chert.
Transparenz / Vertraulichkeit:
Die auf der Blockchain gespei-
LEGENDE cherten Daten sind von allen
Beteiligten einsehbar. Sie sind
deshalb aber nicht unbedingt auch
für alle sinnvoll lesbar, denn Inhalte
Server Wallet-App können verschlüsselt abgespeichert
werden. Blockchains erlauben so
eine flexible Ausgestaltung des
Miner/ Vertraulichkeitsgrads.
Transaktion
Validatoren
Nichtabstreitbarkeit: Durch die
Nutzung digitaler Signaturen sind
Datenblock Knotenbetreiber Informationen in der Blockchain
speicherbar, die fälschungssicher
nachweisen, dass Teilnehmende
unabstreitbar bestimmte Daten hin-
Bitcoin Einblick terlegt haben, etwa Transaktionen
angestoßen haben.
ÜBERPRÜFUNG 13
Quelle: Eigene Darstellung1.2 Mehr als Bitcoin – Ausgestaltungsmöglichkeiten
Es gibt nicht nur eine Blockchain. Blockchain ist eine Techno- Wer darf zugreifen?
logie, die sich in den neun Jahren seit dem Start des Bitcoin- Auf eine öffentliche (englisch „public“) Blockchain darf jeder ohne
Netzwerks rasant weiterentwickelt hat. Der Begriff Blockchain Registrierung oder Preisgabe der eigenen Identität zugreifen.
dient heute – auch in dieser Publikation – als Sammelbegriff für Niemand kann von der Nutzung ausgeschlossen werden.
ein breites Spektrum an verteilten Registern, die sogenannten
„Distributed Ledger Technologies“ (DLTs). Diese haben jeweils An einer privaten Blockchain können nur registrierte Nutzerinnen
ähnliche – im Vergleich zu Blockchains im engeren Sinne oft und Nutzer teilnehmen. Eine Gruppe von Teilnehmenden erteilt
reduzierte – Eigenschaften. und verwaltet den Zugang. Sie kann den anderen Teilnehmenden
auch unterschiedliche Berechtigungsstufen zuweisen. Beispielsweise
Technisch unterscheiden sich viele heutige Ansätze deutlich von könnte Nutzer A nur ein passives Leserecht erhalten, Nutzerin B
der Blockchain Nakamotos. Was sie leisten, ist aber generell dagegen das Recht, selbst Transaktionen vorzunehmen.
ähnlich. So gibt es beispielsweise Verfahren zur Verkettung von
Transaktionen anstelle von Blöcken, wie im „Tangle“-Ansatz des Wer prüft und verbucht neue Transaktionen?
Start-ups IOTA6. Dies soll zu einem deutlich höheren Datendurch- In einer genehmigungsfreien (englisch „permissionless“)
satz führen. Blockchains können also gezielt an die Anforderun- Blockchain kann sich jeder an der Erzeugung neuer Blöcke
gen des Anwendungsgebiets angepasst werden. beteiligen, somit auch böswillige Nutzerinnen und Nutzer. Eine
solche Blockchain muss daher robust gegenüber Manipulations
Anpassbarer Grad der Dezentralität versuchen sein. Gleichzeitig muss sie auch Anreizmechanismen für
Die wichtigste Entscheidung bei der Planung einer Blockchain die Teilnahme an der Validierung von Transaktionen bieten. Der
ist, ob sie so dezentral wie die ersten Blockchains sein soll, oder energieintensive „Proof-of-Work“-Konsensmechanismus dient heute
zentralisierte Elemente aufweisen kann. Die Kriterien für diese in vielen öffentlichen Blockchains diesen Zwecken.
Entscheidung sind nicht primär technische Aspekte, sondern
rechtlicher, sozialer und wirtschaftlicher Natur. Die dann vorgenom- Bei einer genehmigungsbasierten (englisch „permissioned“)
mene Festlegung hat weitreichende Implikationen für das mit der Blockchain verbuchen der Betreiber, ein Betreiberkonsortium oder
Blockchain verbundene Geschäftsmodell und die Art und Weise, wie von diesen autorisierte Teilnehmende Transaktionen. Die anderen
die Nutzerinnen und Nutzer miteinander interagieren. Teilnehmenden müssen ihnen vertrauen. Auf einen ressourcen
intensiven Konsensmechanismus kann verzichtet werden. Anreize
Der erstrebenswerte Dezentralisierungsgrad ist oftmals Gegenstand zur Beteiligung an der Validierung können auch außerhalb der
von Grundsatzdebatten in der Blockchain-Community. Praktisch Blockchain gesetzt werden, beispielsweise durch Verträge von
zeichnet sich aber ab, dass es für jede Ausgestaltungsoption viel- Konsortialpartnern untereinander.
versprechende wirtschaftliche und gesellschaftliche Anwendungs
möglichkeiten gibt. Diese gehen dann mit unterschiedlichen
technischen und rechtlichen Herausforderungen einher.
14Warum Blockchain?
Arten von Blockchains
Wie viele Kopien des Registers gibt es?
Eine Viele
Traditionelles, von einem zentralen
Betreiber kontrolliertes Register Wer darf die Blockchain einsehen
und/oder neue Einträge erstellen?
Beispiel: Bankkonto
Registrierte Nutzer Frei zugänglich
Private Blockchain
Beispiel: Bankchain, ein
Clearing- und S ettlementnetzwerk Wer überprüft und verbucht neue
Einträge?
Vertrauenswürdiger Betreiber oder Nutzer, die einander nicht
Betreiberkonsortium sowie von vertrauen müssen
diesen ernannte Teilnehmende
Öffentliche, genehmigungsbasierte Öffentliche, genehmigungsfreie
Blockchain (engl. public, Blockchain
permissioned blockchain) (engl. public, permissionsless
blockchain)
Beispiel: Ripple, ein System für
globale Transaktionen Beispiel: Bitcoin, Ethereum
Quelle: Eigene, modifizierte Darstellung auf Basis von Government Office for Science 20167
151.3 S mart Contracts – Automatisierung von
Transaktionen
In Blockchains können nicht nur Werte gespeichert werden, Rechtlich stellt sich die Frage, wie mit Smart Contracts umzugehen
sondern auch Programmcodes, die unter festgelegten Bedingun- ist. Im juristischen Sinne stellen sie nicht zwangsläufig Verträge
gen automatisch und garantiert ausgeführt werden. Somit ist es dar, vielmehr handelt es sich um Programme, in denen alle Arten
technisch möglich, „Wenn-dann…“-Prozesse in einer Blockchain von Konditionen und gewünschten Reaktionen einprogrammiert
umzusetzen, was auch die Möglichkeit der manipulationssicheren sind. Bisher ersetzt Computercode kein Recht. Auch ist unklar, wie
Abbildung von Verträgen zwischen Teilnehmenden umfasst. effektive Rechtsdurchsetzung bezüglich der verteilten Netzwerk-
knoten (Rechner) innerhalb einer Blockchain erfolgen kann.
Für diese Programmcodes hat sich der Begriff „Smart Contracts“
eingebürgert. Diese bieten ein großes Potenzial zur Automa Aktueller Stand der Smart-Contract-Entwicklung
tisierung und Effizienzsteigerung von Geschäftsprozessen, gerade In vielen Anwendungsfeldern wird bereits erfolgreich mit
dann, wenn es um Routineaufgaben und Transaktionen mit wenig Blockchain-basierten Apps (englisch„Distributed Apps“, kurz
Interpretationsspielraum und Variation geht. „Dapps“) experimentiert, deren Geschäftsmodelle sich die
Eigenschaften von Smart Contracts zunutze machen. Ö ffentliche
Smart Contracts für Industrie 4.0 und Blockchain-Plattformen wie zum Beispiel Ethereum oder
das Internet der Dinge Hyperledger sind auf die Programmierung von Smart Contracts
Smart Contracts hätten insbesondere in Fällen einen Mehrwert, ausgelegt. In diese Plattformen sind für die Nutzerinnen und Nutzer
in denen es für Nutzerinnen und Nutzer zu aufwendig wäre, Programmiersprachen eingebaut, auf deren Basis Smart Contracts
jede Transaktion eigenhändig zu erstellen und freizugeben. So und Dapps entwickelt werden können. Diese bieten somit eine
können Smart Contracts beispielsweise auch Maschinen die direkte Schnittstelle zur jeweiligen öffentlichen Blockchain.
Teilnahme an Blockchains ermöglichen.
Da Smart Contracts auf der Blockchain zudem manipulations
sichere Prozesse sind, erlauben sie es, Zug-um-Zug Geschäfte ver-
bindlich umzusetzen. Durch diese Eigenschaften könnten Smart
Contracts zukünftig für die Industrie 4.0 oder auch viele private
Anwendungen (z. B. Smart Home) unabdingbar werden.
16Warum Blockchain?
Die Qualitätssicherung von Smart Contracts gestaltet sich jedoch
bisweilen noch problematisch: Programme können Schwach
stellen oder Programmierfehler enthalten, die von Angreifern oder
Anwendungsbeispiele
Unwissenden (teilweise absichtlich) ausgenutzt werden können 8.
Dies hat beispielsweise zum Scheitern der ersten vollständig
EFFIZIENZSTEIGERUNG UND VEREINFACHUNG
dezentralen, autonomen Investment-Firma „The DAO“ geführt9 oder
BESTEHENDER PROZESSE:
zum Einfrieren von Ether-Münzen auf digitalen Geldbörsen von
Automatische Auszahlung einer Versicherung gegen
Nutzerinnen und Nutzern des Ethereum-Wallet-Betreibers „Parity“10.
Flugverspätungen: Eine als Smart Contract abgeschlos-
sene Versicherung kann dem Reisenden automatisch eine
Auch ist es unklar, inwiefern Ereignisse („Trigger“) aus der
Entschädigung zahlen, wenn der Flug ausgefallen ist.
realen Welt, die den Smart Contract auslösen, verlässlich in eine
Blockchain gelangen können. Hierzu gibt es das Konzept der
sogenannten „Oracles“: Sensoren, die reale Ereignisse messen und
NEUE GESCHÄFTSMODELLE:
die Daten dann an den Smart Contract weiterleiten. Die Qualitäts-
„Streaming Money“ für das Internet der Dinge:
sicherung, der rechtliche Status sowie die Manipulierbarkeit s olcher
Streaming Money bedeutet eine automatisierte und
Oracles sind aber noch Herausforderungen für die Forschung.
sekundengenaue Abrechnung der Nutzung einer
Dienstleistung, zum Beispiel einer Ladestation oder eines
Realisierung von Geschäftsmodellen per Smart Contract
Streamingdienstes durch Mikrozahlung.
Smart Contracts bieten die Möglichkeit, neue Geschäftsmodelle zu
etablieren, die aufgrund hoher Transaktionskosten (z. B. von Inter-
mediären wie Finanzdienstleistern) bislang unwirtschaftlich waren.
„Die Verknüpfung mit der echten Welt
ist eine Herkulesaufgabe.“
17Anwendungsbeispiel: „Smart Lock“ – ein intelligentes Türschloss, das sich gegen Bezahlung automatisch öffnet
Smart Contract Gast:
(Mietvereinbarung): Der Gast
Wenn die Miete über unterzeichnet
wiesen ist, wird dem Gast den Vertrag
Eintritt zum Appartment und sendet die
gewährt, indem er die Miete an die
PIN-Nummer zum Öffnen Adresse des
1 3 Smart Lock.
Der Besitzer meldet das des Smart Lock erhält.
Türschloss (Smart Lock)
seines Appartments in
der Blockchain an und
definiert die Mietverein-
barung innerhalb eines Wenn das Netzwerk zustimmt, dass
Die korrekte Ausführung die Mietkonditionen erfüllt sind, dann
Smart Contract. des Smart Contract wird im 4 5 bekommt der Gast Zugang zum Smart
Blockchain-Netzwerk über- Lock. Das Netzwerk registriert den Gast
prüft und v alidiert. als Mieter für die vereinbarte Mietdauer.
2
Das Smart Lock ist inner-
halb der Blockchain mit
einer Adresse registriert,
es wird durch den ihm
anhängenden Smart
Contract kontrolliert.
SMART CONTRACTS FÜR SMART HOMES
Smart Contracts können zum Beispiel im Smart Home zum Einsatz kommen. Hier bieten sie den Vorteil, dass Geräte nicht mehr der
Kontrolle eines einzelnen Herstellers bzw. Anbieters unterliegen müssen. Smart Contracts sind auf der Blockchain vielfach abgesichert
und es wird Anbieterneutralität ermöglicht. Dies bedeutet, es gibt keine zentralen Anbieter mehr, die ihre Server abschalten können.
Die Funktionalität von Geräten bleibt so permanent erhalten, da Nutzerinnen und Nutzer auf andere Smart Contracts zur Steuerung
ausweichen können.
Quelle: Eigene, modifizierte Darstellung auf Basis von OkeyDokey 201811
18Warum Blockchain?
1.4 Token – Bausteine für das Internet der Werte
Ein Grundproblem des Internets ist, dass sich durch die 3. ANLAGE-TOKEN (SECURIT Y-TOKEN)
beliebige Kopierbarkeit von Daten die digitale Übertragung Anlage-Token repräsentieren Vermögenswerte. Bei die-
von Werten als schwierig gestaltet. sen Token werden der oder dem Kaufenden beispiels-
weise Anteile an künftigen Unternehmenserträgen oder
Hier bieten sogenannte „Token“ (deutsch „Wertmarken“) eine Lösung, künftige Kapitalflüsse versprochen. Token, die physi-
die als eine Art digitale Urkunde oder Verbriefung Werte auf einer sche Wertgegenstände über eine Blockchain handelbar
Blockchain festhalten. Werte können dabei nicht nur Besitztümer, machen, gelten ebenfalls als Anlage-Token. Diese Token
sondern auch Ereignisse oder Dienstleistungen sein. Ziel der Token erlauben eine Erhöhung der Liquidität aufgrund von
ist es, diese Güter aus dem Alltag im Internet abzubilden und somit beliebiger granularer Stückelung der Investmentanteile.
zuverlässig handelbar zu machen.
Hybride Token
Die Regeln für die Erstellung, den Transfer bis hin zur Vernichtung von Die Token-Klassifizierungen schließen einander nicht zwingend
Token sind in einer Blockchain fest definiert. Nicht jede Transaktion aus, hybride Token sind möglich. Bitcoin und Ether sind Bei-
innerhalb einer Blockchain benötigt Token, aber sie sind immer dann spiele für hybride Token, da sie eine Kombination aus Krypto
interessant, wenn es um das Thema Wertübertragung geht. währung und Nutzungs-Token sind: Beide Token fungieren
zunächst als Zahlungsmittel. Darüber hinaus haben sie den
Klassifizierung von Token-Typen nach FINMA Zweck, Teilnehmenden der öffentlichen Blockchains Bitcoin und
Es gibt verschiedene Arten von Token. Manche Typen unterstehen Ethereum ö konomische Anreize zu bieten, um so den Betrieb der
den Finanzaufsichten und sind deren Regeln unterworfen, andere jeweiligen Infrastruktur aufrechtzuerhalten.
Token hingegen nicht. Die Schweizer Behörde FINMA12 entscheidet
beispielsweise anhand folgender Klassifizierung:
1. KRYPTOWÄHRUNGEN (PAYMENT-TOKEN)
Bitcoins und andere Kryptowährungen sind die
bekanntesten Token, sie dienen als Zahlungsmittel.
2. NUTZUNGS-TOKEN (UTILITY-TOKEN)
Nutzungs-Token geben Zugang zu einer d igitalen
Anwendung oder Dienstleistung, die in einer
Blockchain-Infrastruktur erbracht wird.
19Initial Coin Offering (ICO) - Kapitalerhöhung durch den
Verkauf von Token
Mehrere kapitalintensive ICOs haben in den letzten Jahren viel
Aufmerksamkeit erfahren. Initial Coin Offerings, kurz „ICOs“,
sind ein neues Fintech-Instrument zur Kapitalerhöhung, bei der
Firmen Token für Geld verkaufen. Sie sind bisher hauptsächlich
von Start-ups in Anspruch genommen worden, deren Geschäfts-
modell auf der Entwicklung von Blockchain-Anwendungen fußt.
Ähnlich wie beim Crowdfunding bieten Start-ups bei einem ICO
oft nur ein Konzept mit der Geschäftsidee, aber keine gesicher-
ten Werte oder gar ein existierendes Produkt. Es besteht daher
das Risiko, dass Anlegerinnen und Anleger bei einer Investition
leer ausgehen. Mit entsprechender Regulierung und rechtlicher
Sicherheit, vor allem für Anleger, könnten ICOs aber zukünftig
zu einer neuen Anlageklasse werden.
„Die Technologie ist noch auf einem frühen Stand,
das ist alles work in progress.“
Anwendungsbeispiel für einen Nutzungs-Token Bisher war dies nicht möglich: Nutzerinnen und Nutzer
mussten Werbung im Browser „über sich ergehen lassen“
BAT-TOKEN: und bekamen keine Entlohnung für ihre Aufmerksamkeit.
Der Internetbrowser „Brave“ verfügt über ein internes Wenn diese jedoch Werbung im Browser „Brave“ zulassen,
Zahlungsmittel, den sogenannten „Basic Attention Token“ werden sie dafür in BAT entlohnt. Diese Token können sie
(BAT). Der BAT-Token dient dazu, das Gut der „Aufmerk- dann zum Beispiel zur Freischaltung von Premiuminhalten
samkeit einer Nutzerin beziehungsweise eines Nutzers“ innerhalb des Browsers nutzen. Beim ICO konnten Anlege-
abzubilden und handelbar zu machen. rinnen und Anleger etablierte Kryptowährungen wie Bitcoin
und Ether in BAT investieren. Der ICO generierte umgerech-
net circa 35 Millionen US-Dollar13.
20Warum Blockchain?
1.5 Aktuelle technologische Herausforderungen
Auf dem gegenwärtigen Entwicklungsstand kann die Blockchain-
Technologie viele der großen mit ihr verknüpften Versprechen
noch nicht einlösen, auch wenn sich mehr und mehr marktreife ENERGIEVERBRAUCH
Anwendungen abzeichnen. Der genaue Energieverbrauch von öffentlichen, geneh-
migungsfreien Blockchain-Netzwerken wie Bitcoin oder
Vor einer breiten Nutzung sind eine Reihe technischer Herausfor- Ethereum ist schwer zu bestimmen, da Studien ihn nur
derungen zu bewältigen. Diese werden im Folgenden vorgestellt abschätzen können. Das Bitcoin-Netzwerk verbraucht
und relevante Unterschiede zwischen Blockchainarten aufgezeigt. aktuell mindestens 2,5 Gigawatt. In Zukunft könnte der
Jede Problemstellung wird zudem am konkreten Beispiel des Energieverbrauch dem von Volkswirtschaften wie Irland
Bitcoin-Netzwerks verdeutlicht. (3,1 Gigawatt) oder sogar Österreich (8,2 Gigawatt) ent-
sprechen14. Auf jeden Fall ist er aber unakzeptabel hoch.
Es gibt keine Garantie dafür, dass diese Hürden bewältigt wer-
den. Es ist denkbar, dass sich ein Problem als so fundamental Wichtig ist hierbei aber zweierlei: Erstens ist der
herausstellt, dass viele potenzielle Anwendungsfelder verschlos- wachsende Energiehunger nicht direkt durch eine
sen bleiben. Die Einschätzungen von Expertinnen und Experten zunehmende Transaktionszahl bedingt. Er resultiert viel-
tendieren aber deutlich zum Optimismus, da für jedes Problemfeld mehr aus dem Konsensmechanismus Proof-of-Work, bei
bereits vielversprechende Ideen für Lösungsansätze vorhanden dem Nutzerinnen und Nutzer Hardware und Strom ein-
sind. In jedem Fall setzt eine erfolgreiche Beseitigung der Hürden setzen, um neue Blöcke zu erstellen und dafür mit neuen
den Einsatz von Mitteln für Forschung und Entwicklung voraus. Token der jeweiligen Kryptowährung belohnt werden.
Ein Dilemma Zweitens nutzt nicht jede Blockchain Proof-of-Work.
Für Unternehmen und Politik ergibt sich aus der unklaren Zukunft Betreiber privater Blockchains können diese ander
der Blockchain das klassische Dilemma innovativer digitaler weitig gegen Attacken absichern, der Bedarf für
Technologien. Ihr tatsächlicher Siegeszug kann nicht garantiert einen energieintensiven Konsensmechanismus
werden. Wartet man aber ab, bis sich die erfolgreiche Lösung entfällt daher von Anfang an. Eine Kritik am Energie
der bestehenden Probleme abzeichnet, werden Unternehmen verbrauch von B lockchains muss daher zwischen
und Wirtschaftsräume, die aktiv an der Technologie arbeiten, Konsensmechanismen differenzieren.
uneinholbar in Führung gegangen sein.
Proof-of-Work wird mittlerweile nur als Übergangs
lösung betrachtet. Viele Entwickler arbeiten bereits
an alternativen Konsensmechanismen für öffentliche,
genehmigungsfreie Blockchains.
21Große Hoffnungen werden aktuell in den Mechanis- Bitcoin verarbeitet maximal zwanzig Transaktionen pro
mus „Proof-of-Stake“ gesetzt, auf den beispielsweise Sekunde. Kreditkartensysteme wie Visa dagegen können
das Ethereum-Netzwerk langfristig umgestellt werden mit herkömmlicher Technik durchschnittlich 1.500 Trans-
soll. Hier bezahlen die Validatoren ihre Chance, neue aktionen pro Sekunde verarbeiten, bei Belastungsspitzen
Token zu erhalten durch ein temporäres Einfrieren ihres sogar bis zu 50.000 pro Sekunde.
Token-Guthabens statt mit der Stromrechnung.
Mit dem „Lightning Network“ werden gegenwärtig
Expertinnen und Experten halten es für ausgeschlos- Zahlungskanäle entwickelt, die auf dem Bitcoin-
sen, dass sich die Bitcoin-Community vom Proof-of-Work Netzwerk aufsetzen und eine deutliche Steigerung der
trennt, da dieser Konsensmechanismus einen hohen Transaktionsrate erlauben sollen16.
ideologischen Stellenwert für diese Gemeinschaft besitzt.
NIEDRIGE MAXIMALE TRANSAKTIONSRATE HOHER SPEICHERPLATZBEDARF
Viele Blockchains stoßen regelmäßig an ihre Kapazitäts- An eine Blockchain werden immer nur neue E inträge
grenzen. Dies betrifft vor allem öffentliche Blockchains. angehängt, keine alten Einträge verändert oder
Private Blockchains erreichen aktuell deutlich höhere gelöscht. Sie und damit der Speicherplatzbedarf für
maximale Transaktionsraten als öffentliche Blockchains. jede Kopie wachsen also stetig. Dies kann gerade
„Hyperledger Fabric“ verbucht beispielsweise bis zu in Anwendungsbereichen mit vielen Transaktionen
3.500 Transaktionen pro Sekunde15. wie dem Internet der Dinge schnell die vorhandenen
Kapazitäten sprengen und Nutzerinnen und Nutzer
Wird die Verarbeitungskapazität einer Blockchain daran hindern, eine eigene Kopie der Blockchain zu
überschritten, kann eine zeitnahe Verbuchung von betreiben. Damit gerät aber die Verwirklichung der
Transaktionen nicht garantiert werden und es Dezentralisierungsidee in Gefahr.
können Transaktionen sogar komplett verfallen.
Viele Projekte arbeiten daran, nicht mehr alle Daten in
Viele denkbare Blockchain-Anwendungen, gerade im Inter- einer großen Blockchain zu speichern, sondern sie auf
net der Dinge, setzen Transaktionsraten voraus, die heute verschiedene Art und Weise aufzuteilen und nur bei
auch von privaten Blockchains noch nicht erreicht werden. Bedarf zu verknüpfen.
Einerseits wird daran gearbeitet, den Durchsatz der Im Oktober 2018 benötigt eine Kopie der
Blockchains selbst zu steigern. Andererseits sollen Bitcoin-Blockchain circa 190 Gigabyte Speicherplatz.
möglichst viele Transaktionen nicht mehr auf der Block- Im Oktober 2017 waren es noch 125 Gigabyte17.
chain selbst durchgeführt werden, sondern nur in aggre-
gierter Form mit ihr verknüpft und so abgesichert werden.
22Warum Blockchain?
SICHERHEIT KOORDINIERUNG/GOVERNANCE
Die Sicherheit öffentlicher, genehmigungsfreier Öffentliche, genehmigungsfreie Blockchains haben
Blockchains basiert auf Dezentralisierung. Die keinen zentralen Betreiber beziehungsweise kein
aktuellen Anreizmechanismen vieler Blockchains betreibendes Konsortium. Dennoch braucht es auch
führen aber zur Bildung von Oligopolen, die über für Blockchains dieser Art tragfähige Wege, wie sich
genügend Rechenleistung verfügen, um Attacken alle Beteiligten auf technische Weiterentwicklungen
starten zu können. und andere Anpassungen der Blockchain einigen
können. Verlässliche derartige Governance-Modelle für
Die Sicherheit aller Blockchains beruht auf der Blockchains ohne Betreiber gibt es bislang noch nicht.
Annahme, dass die verwendeten kryptografischen
Verfahren sicher sind. Quantencomputer könnten Aktuell führen Meinungsverschiedenheiten oftmals zur
zukünftig aber in der Lage sein, viele der aktuell ein- Lähmung oder sogar zur Aufsplitterung der Netzwerke
gesetzten Verschlüsselungsverfahren auszuhebeln. (englisch „hard fork“) in zwei unabhängig voneinander
weitergeführte Versionen. Dies muss nicht in jedem Fall
In neue Konsensmechanismen müssen wirtschaftswissen- negativ sein, Aufsplitterungen als Normalfall würden
schaftliche Erkenntnisse einfließen, um Anreizstrukturen jedoch am Vertrauen in die Technologie rütteln.
zu schaffen, die einer Zentralisierung entgegenwirken.
Expertinnen und Experten sehen Versuche kritisch,
Quantensichere Verschlüsselungsverfahren werden in der das Koordinationsproblem rein technisch, also durch
Post-Quanten-Kryptografie erforscht. Hier muss sicherge- die Integration von Abstimmungsmechanismen in die
stellt werden, dass die neuen Verfahren sowohl in beste- jeweilige Blockchain-Software, lösen zu wollen.
hende als auch neue Blockchains integriert werden.
Realistischer erscheint eine Kombination solcher techni-
Obwohl es ein lohnendes Ziel darstellt, wurde scher Möglichkeiten mit angepassten Modellen der Multi-
das Bitcoin-Netzwerk selbst noch nicht erfolgreich Stakeholder-Governance, beispielsweise in Anlehnung
attackiert. Zusammenschlüsse von Validatoren, bei an die ICANN. Die Standardisierung der Blockchain-
Bitcoin Miner genannt, kontrollieren jedoch einen Governance ist auch Thema einer Arbeitsgruppe bei der
gefährlich hohen Anteil der Rechenleistung. Auch sind International Organization for Standardisation (ISO).
nicht alle eingesetzten kryptografischen Verfahren
quantensicher. Unstimmigkeiten über die Weiterentwicklung führten
2017 zur Abspaltung von Bitcoin Cash und Bitcoin Gold.
„Forks als Standardereignis rütteln am Vertrauen
in die Blockchain-Technologie.“
23Wie Blockchain Wirtschaft und
Gesellschaft verändern kann
Bei Blockchain geht es stets um die Gestaltung von Beziehungen: zwischen
Kundinnen und Verkäufern, Bürgern und Staat oder auch Nutzerinnen und
Nutzern digitaler Plattformen. Hinzu kommt die Chance, mit Blockchain auch
die koordinierende Beziehung von intelligenten Geräten zu ihren Nutzerinnen
und Nutzern sowie zwischen den Geräten selbst dezentral und zukunftssicher zu
gestalten. Im Folgenden werden Anwendungsszenarien vorgestellt, in denen eine
Blockchain einen Mehrwert bieten kann. ▶
2425
2.1 Effiziente und transparente Lieferketten für
Lebensmittel
Sieben Jahre nach der EHEC-Epidemie und der aufwendigen Somit herrscht keine vollständige Transparenz, die Wettbewerber
Suche nach dem Erreger ist es auch heute noch ein langwieriger ausnutzen könnten. Für Endverbraucherinnen und -verbraucher
Prozess, Lebensmittel-Lieferketten nachzuvollziehen. Auch jenseits können zum Beispiel lediglich Leserechte eingeräumt werden,
konkreter Gesundheitsgefährdungen steigt bei den Verbraucherin- anhand derer die Herkunft und die gesamte Lieferkette von
nen und Verbrauchern der Wunsch nach einer transparenten und der Ernte über Verarbeitung, Logistik, Verzollung, Zertifizierung,
einfachen Nachverfolgbarkeit von Nahrungsmitteln. Lebensmittelüberwachung, den Großhändler bis zum Einzelhandel
transparent und überprüfbar nachvollzogen werden können.
Lieferketten sind bürokratisch höchst aufwendig
Bei internationalen Lieferketten sind oftmals bis zu dreißig Insti- Automatisierungspotenziale
tutionen und über hundert Personen beteiligt, die circa 200-mal Zudem gibt es Automatisierungspotenziale für die einzuhalten-
Informationen, oftmals auf Papier, austauschen müssen18. Dies den Dokumentationspflichten: So könnte beispielsweise ein im
ist teuer, langsam und fehleranfällig. Die Rückverfolgung der Container angebrachter Sensor die Temperatur von Lebensmitteln
Herkunft – beispielsweise einer Portion abgepackten Obstes – messen, die Messdaten in die Blockchain schreiben und so eine
kann mehr als sechs Tage dauern. Dies ist für Verbraucher kaum lückenlose Einhaltung der Kühlkette dokumentieren. Würde sie
nachzuvollziehen. nicht eingehalten, könnte ein entsprechend aufgesetzter Smart
Contract automatisch Alarm schlagen.
Schreib- und Leserechte nach Bedarf verteilen
Der Einsatz einer Blockchain, in der die Beteiligten die Trans
aktionen der Lieferkette gemeinsam dokumentieren, kann hier Chancen Herausforderungen
deutliche Kosten- und Zeiteinsparungen ermöglichen. Eine
Blockchain könnte das Misstrauen gegenüber einem zentralen ■■ Transparenz Bereitschaft der Lieferketten-
registerführenden Akteur aufheben, da ein Blockchain-Register für akteure zu gewisser Datentrans-
■■ Nachverfolgbarkeit parenz, verlässliche Übertragung
alle Teilnehmenden zugänglich ist. ■■ Zeiteinsparung von Realdaten in die Blockchain
(▶ Kapitel 1.3)
■■ Automatisierungspotenziale
Die Buchführungs- und Leserechte können dabei gestuft verteilt
werden, angepasst an die unterschiedlichen Nutzergruppen und
deren Bedürfnisse, wie zum Beispiel Hersteller, Spediteure, Zoll
und verschiedene Verbraucherinnen und Verbraucher.
26Wie Blockchain Wirtschaft und Gesellschaft verändern kann
Informationsflüsse im Lebensmittel-Lieferketten Vorteile einer Blockchain-Lösung für die Beteiligten
Management ohne Blockchain
Landwirtschaft ■■ Dokumentation der Warengüte
■■ Erleichterung des Anschlusses an die
Landwirtschaft Lieferkette
Konsumenten Frachtverkehr
und Logistik Frachtverkehr und ■■ Verbesserte Fähigkeit, rechtliche
Logistik Vorgaben zu erfüllen
■■ Reduzierung händischer Prozesse
Einzelhandel Lebensmittel-
aufsichtsbehörden
Lebensmittel- ■■ Reduzierung von Zertifikatsfälschungen
aufsichtsbehörden
■■ Zeiteinsparung bei der Erneuerung von
Zertifikaten
Großhandel Lebensmittel-
verarbeitende Betriebe
Lebensmittelverar- ■■ Vertrauensaufbau zwischen Einzelhandel,
beitende Betriebe Lieferanten und Kundinnen/Kunden
Informationsaustausch im Lebensmittel-Lieferketten ■■ Automatisierung und Reduzierung von
Management mit Blockchain-Einsatz händischem Zertifikatsmanagement
Großhandel ■■ Schnelle und zielgerichtete Durchführung
Landwirtschaft von Rückrufen
■■ Einfaches Teilen von internen Daten
Konsumenten Frachtverkehr
und Logistik
Einzelhandel ■■ Schnelle und zielgerichtete Durchführung
von Rückrufen
BLOCKCHAIN ■■ Sicherstellung von Lebensmittel-Qualität
für die Endkundin/den Endkunden
Einzelhandel Lebensmittel-
aufsichtsbehörden
Konsumenten ■■ Schnelle Information bei eventuellen
Rückrufen durch hohe Transparenz
■■ Verminderung von Nahrungsmittelbetrug
Großhandel Lebensmittel-
verarbeitende Betriebe
Quelle: Eigene, modifizierte Darstellung auf Basis von IBM-Food Trust 201819 und IBM/
Maersk open global trade digitization platform 201820
2728
Wie Blockchain Wirtschaft und Gesellschaft verändern kann
2.2 E-Government – eine Alternative zur
Zentralisierung von Registern
In der Entwicklungszusammenarbeit wird die Blockchain als C hance Richtig ausgestaltet macht eine E-Government-Blockchain die
gesehen, Grundbücher und andere Register in Staaten aufzubauen, Menschen also nicht zu gläsernen Bürgerinnen und Bürgern. Sie
in denen diese bislang nicht existieren oder u nzuverlässig sind. Dies versetzt sie stattdessen in die Lage, Behörden nur die für den
kann die Rechte der Bevölkerung stärken und ihr in vielen Fällen jeweiligen Anlass erforderlichen Daten einmalig freizugeben.
überhaupt erst die wirtschaftliche Teilhabe ermöglichen.
Ein-Klick-Antrag oder sogar Kein-Klick-Antrag
Der permanente und transparente Charakter der Blockchain kann Wirklich leistungsfähig wäre eine solche Blockchain-Lösung, wenn
helfen, dass Aufzeichnungen auch über mögliche Phasen der sie mit privat geführten Datenbanken kommunizieren kann und
politischen Instabilität eines Staats hinaus erhalten bleiben und auch Open-Data-Anforderungen erfüllt.
zu einer Durchsetzung von Rechtsansprüchen beitragen.
Die Zulassung eines Autos könnte so vom Sofa aus erfolgen. Die
Eine zentrale Anlaufstelle auf dezentraler Basis oder der Anmeldende erteilt der Zulassungsstelle die Einwilli-
In Deutschland hingegen mangelt es nicht an Registern. gung, automatisch alle benötigten Informationen und Bescheide
Aktuell existieren 214. Das Problem liegt in der Fragmentierung beim KFZ-Hersteller, der Versicherung und bei anderen Behörden
dieser Registerlandschaft über Behörden und föderale Ebenen abzurufen. Die Anmeldebestätigung wird sofort erteilt und dem
hinweg21. Der deutsche Föderalismus wird als Rahmenbedingung gewählten Nummernschildhersteller eine einmalige Freigabe zur
der Umsetzung innovativer E-Government-Ansätze oft übersehen, Aufbringung einer individualisierten Zulassungsplakette erteilt.
wenn Estland als Vorbild genannt wird.
Ein weiteres Beispiel: Gerade nach der Geburt eines Kindes haben
Der mögliche Beitrag der Blockchain zu einer Modernisierung Eltern anderes im Sinn als Anträge bei Behörden auszufüllen.
des Registerwesens liegt nicht darin, alle Daten in Zukunft auf Staatliche Vorgänge wie die Bewilligung des Kindergelds könnten
einer zentralen, staatlich geführten Blockchain abzulegen. Sie deshalb ohne vorherigen Antrag automatisch durchgeführt
dient stattdessen als sichere Infrastruktur für die Kommunikation werden, sobald eine Geburtsurkunde digital abgelegt und mit den
zwischen den einzelnen weiterhin bestehenden Registern. Daten der Eltern verknüpft wird.
Bürgerinnen und Bürger können über die Blockchain abfragen,
wo welche Daten von ihnen gespeichert sind und Aktualisie- Chancen Herausforderungen
rungen veranlassen. Gleichzeitig haben die einzelnen Behörden
keinen freien Zugriff auf alle Daten. Die Zugriffsrechte sind Effiziente, transparente und Einigung und Koordination
transparent in der Blockchain festgelegt und die Schlüssel liegen komfortable Verwaltungs aller föderaler Ebenen bei der
prozesse Umsetzung
in den Händen der Bürgerinnen und Bürger.
29Vorteile eines modernen Registerwesens für Bürgerinnen und Bürger
Nutzen einer auf modernen Registern basierenden E-Government-Landschaft für Bürger ...
in Mio. Std. pro Jahr
Ist-Zustand
Informationen einholen Antrag ausfüllen Nachweise einholen Warte- und Wegezeit Antrag abgeben
1 2 3 4 5
13 57 80 22 6
–84 Mio. Std.
13 33 38 7 3
(–47%)
Ziel-Zustand*
Antragsstellung /Erlaubnis zur
einmaligen Abfrage der Behörde A
benötigten Daten durch die
Behörde
Bürger Behörde D
Behörde C
Behörde B
Berechtigungsmanagement
Unternehmen
Unternehmen
Unternehmen
Automatisierte
Nachweisabfrage
und -erbringung
* Für Bürger wird eine 80%ige Nutzungsquote angenommen (“Opt-In“)
Quelle: Eigene, modifizierte Darstellung auf Basis von Normenkontrollrat 201721
30Wie Blockchain Wirtschaft und Gesellschaft verändern kann
Vorteile einesUnternehmen
... und modernen Registerwesens für Unternehmen
in Mio. € pro Jahr
Ist-Zustand
Informationen einholen Antrag ausfüllen Nachweise einholen Warte- und Wegezeit Antrag abgeben
1 2 3 4 5
173 1.078 492 110 50
–1.034 Mio. €
173 530 153 13
(–54%)
Ziel-Zustand
Antragsstellung /Erlaubnis zur
einmaligen Abfrage der Behörde A
benötigten Daten durch die
Behörde
Unternehmen Behörde D
Behörde C
Behörde B
Berechtigungsmanagement
Unternehmen
Unternehmen
Unternehmen
Automatisierte
Nachweisabfrage
und -erbringung
Quelle: Eigene, modifizierte Darstellung auf Basis von Normenkontrollrat 201721
312.3 Facebook ohne Facebook – die Revolution der
Plattformökonomie?
Eine breite Nutzung von Anwendungen auf Basis öffentlicher, Außerdem dient der Token als Anreiz-Token für die Betreiber des
genehmigungsfreier Blockchains steht noch von einer Reihe tech- Netzwerks. Token können auf Börsen gegen andere Währungen
nologischer Herausforderungen. Gerade diese Art von Blockchains (auch Euro und US-Dollar) oder Token getauscht werden.
hat nach Einschätzung einiger Expertinnen und Experten aber das
Potenzial, die aktuelle Plattformökonomie disruptiv zu verändern. Konsensmechanismus: Delegated Proof-of-Stake: Nicht jene
mit einem großen Anteil (englisch „Stake“) an den Token eines
Das disruptive Versprechen Netzwerks, sondern gewählte Vertreterinnen und Vertreter,
Öffentliche Blockchains als Kern digitaler Ökosysteme zielen darauf sogenannte „Witnesses“, generieren Blöcke. Die Nutzerinnen
ab, mächtige Plattformanbieter zu ersetzen. Nutzerinnen und und Nutzer wählen diese Personen.
Nutzer profitieren von dem auf der Plattform generierten Mehrwert
(z. B. über Token-Ausschüttung). Zudem behalten sie die Kontrolle Gefahr: Eine Nutzergruppe mit einer großen Menge an Netzwerk
über eigene Daten und entscheiden, mit wem sie diese zu welchen einfluss, der über Token zu erlangen ist („Steem Power“), kann
Konditionen teilen und erlangen somit Datensouveränität. eigene Inhalte dauerhaft prominent platzieren. Zwar bleiben alle
anderen Inhalte weiterhin vorhanden, unpopuläre Meinungen
Blockchain ermöglicht, dass kein einzelner Konzern die Kontrolle können jedoch so unterdrückt werden.
über die erzeugten Daten besitzt und es keinen zentralen Akteur
gibt, der den durch das Netzwerk geschaffenen Mehrwert Zensurresistenz: Unbeliebte Inhalte können markiert
abschöpfen kann. Hinter solchen Blockchain-Initiativen steckt („geflagged“) werden. Eine solche Markierung blendet die
oftmals die ideelle Motivation, Gemeingüter ohne Gewinnabsicht betreffenden Inhalte im Netzwerk aus, was sich aber negativ
frei zugänglich zu machen und so dem Gemeinwohl zu dienen. auf die Reputation und die Belohnung der Autorin/des Autors
auswirkt. Vollständig gelöscht werden kann ein Inhalt aber nicht,
Anwendungsbeispiel: Steemit – ein soziales Netzwerk auch nicht von der Autorin oder dem Autor selbst. Ausgeblendete
ohne zentralen Betreiber Inhalte bleiben auf der Blockchain gespeichert. Dasselbe gilt für
Das Konzept: Steemit ist ein soziales Netzwerk, (ähnlich wie R eddit), pseudonyme Nutzernamen und Nutzer-Accounts insgesamt.
bei dem Nutzerinnen und Nutzer Inhalte einstellen, bewerten
(„liken“) und teilen können. Steemit basiert auf einer öffentlichen,
Chancen Herausforderungen
genehmigungsfreien Blockchain, der Steem-Blockchain.
Disruption der Plattform Rechtliche Rahmenbedingungen,
Chance: Nutzerinnen und Nutzer werden mit Nutzungs-Token ökonomie, Nutzerinnen und Zensurresistenz, Oligarchie von
belohnt, wenn sie Inhalte erstellen, lesen oder bewerten. Häufig Nutzer erhalten Datenhoheit Nutzerinnen und Nutzern mit
angeklickte Inhalte steigen im Ranking und sind somit mehr T oken und werden für ihre Aktivi hohem Netzwerkeinfluss
täten im Netzwerk (z. B. Inhalte
wert. Sowohl Autoren als auch Kuratoren profitieren also von schreiben, liken) entlohnt
Aktivität und Wachstum des Netzwerks, nicht ein zentraler Betreiber.
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