von Olaf Schmidt, Geschäftsführer k+k information services GmbH

Blockchain in der Industrie – wie kryptische Ketten die Welt verändern

Die Blockchain wird vor allem mit Kryptowährungen wie Bitcoin in Verbindung gebracht. Doch es wird immer klarer, dass auch viele andere Bereiche von dieser Technologie profitieren können.

Die Chancen und Risiken Blockchain-basierter Technologien werden aktuell in vielen Branchen heiß diskutiert. Dabei treten folgende Fragestellungen immer wieder auf: Was ist eine Blockchain? Wie funktioniert sie? Was können Unternehmen damit tun?

Was ist eine Blockchain und wie funktioniert sie?

Grundsätzlich handelt es sich bei einer Blockchain um ein elektronisches Datenbanksystem, in der Daten, Dokumente, Ereignisse oder Transaktionen abgelegt sind. Diese Daten werden in einem Block zusammengefasst und aus dem Inhalt wird ein eindeutiger Hashwert erstellt. Die Datenblöcke werden wie eine Kette (chain) chronologisch linear erweitert. So verweist der Hashwert eines Blocks immer auf den vorangegangenen Block. Wenn sich diese Daten einmal in der Blockchain befinden, sind sie unveränderlich und können nicht mehr manipuliert und gelöscht werden.

Die Erstellung eines Blocks wird als „Mining“ bezeichnet. Realisiert wird das Ganze über ein dezentrales Peer-to-Peer Netzwerk. Die Daten sind über dieses Netzwerk mehrmals abgespeichert, damit ein Ausfall eines oder mehrerer Knoten kompensiert werden kann.

Welche Technologie steht hinter dem Blockchain-Konzept?

Die Blockchain-Technologie besteht aus der Kombination dreier technologischer Konzepte.

  1. P2P Netzwerk – alle Rechner haben die gleichen Rechte und können sowohl Leistungen in Anspruch nehmen als auch zur Verfügung stellen
  2. Kryptographie – die Transaktionen sind verschlüsselt und durch die Kombination aus privatem und öffentlichem Schlüssel (key) können die Teilnehmer anonym bleiben
  3. Spieltheorie – über spieltheoretischen Ansätze wird ein Anreizsystem zur Durchführung von Leistungen innerhalb der Blockchain angeboten

Es gibt drei Basistypen von Blockchains

  1. Öffentliche (Public) Blockchains – sie stehen allen Nutzern offen und verwenden einen spezifischen Token B. Bitcoin. Der Quellcode ist i. d. R. Open Source
  2. Permissioned Blockchains – sie steuern Rollen, die die einzelnen Teilnehmer in einem Netzwerk übernehmen können. Auch hier wird ein spezifischer Token verwendet, z. B. Ripple. Der Quellcode kann Open Source sein, muss aber nicht.
  3. Private Blockchains – ein Token ist nicht zwingend notwendig. Die Mitgliedschaft ist streng geregelt. Der Code ist nicht öffentlich.

Welche Potentiale bietet das Blockchain-Konzept?

Kryptowährungen

Die Blockchain in der heutigen Form wurde 2009 für Bitcoin entwickelt, um Geldtransaktionen ohne Banken durchführen zu können. Mittlerweile gibt es ein Ökosystem von über 10.000 unterschiedlichen Währungen.

Smart Contracts

Die auf der Blockchain-Technologie basierenden sogenannten „smart contracts“ können herkömmliche „trusted 3rd parties“ ersetzen. Damit werden wirtschaftliche und bürokratische Transaktionen unter-schiedlichster Art und Weise um ein Mehrfaches billiger, schneller und sicherer als über traditionelle Informationssysteme.

Banken

Aktien können heute im Hochfrequenzhandel in Millisekunden gekauft und verkauft werden. Bis der formale Handel der Wertpapiere (clearing) abgeschlossen ist, vergehen mehrere Tage. Eine normale Banküberweisung kann ebenfalls Tage in Anspruch nehmen. Dies liegt daran, dass diese Transaktionen neben halbautomatischen Compliance-Prozessen auch über mehrere Server und Clearingstellen laufen müssen. Transaktionen über die Blockchain benötigen lediglich Sekunden und einen Bruchteil der Kosten. Einzelne Banken haben eine Kostenersparnis in Höhe von 2 Mrd. Euro pro Jahr errechnet. Ein Konsortium von 42 internationalen Großbanken ist momentan dabei, den Nutzen von Blockchain genauer zu untersuchen und gemeinsame Standards festzuschreiben.

Sharing Economy

Auf Basis der Ethereum Blockchain bauen Lösungen für digitale Schlösser (smart locks) auf. Transaktionen werden über die Blockchain verifiziert und das entsprechende Schloss autorisiert. So lässt sich alles Mögliche für die Vermietung steuern z. B. Wohnungen, Autos, Waschmaschinen, Rasenmäher u. v. m.

Internet der Dinge (IoT) und Industrie 4.0

Überall wo Dinge miteinander über Netze verbunden sind und interagieren sollen, macht der Einsatz von smart contracts Sinn. Damit sichergestellt wird, dass auch nur die Elemente miteinander kommunizieren, die miteinander kommunizieren sollen.

Im Bereich der Industrie 4.0 sollen nicht nur Bearbeitungszentren und die „Cyberphysischen Elemente“ über smart contracts miteinander kommunizieren, sondern auch die Bearbeitungssteuerung und Planung darüber abgewickelt werden. Es ist auch denkbar, dass komplette Aufträge darüber verwaltet werden.

Musikindustrie

Künstler sind in der Lage ihre Werke für alle nachvollziehbar in der Blockchain zu registrieren. Es entsteht ein digitales Zertifikat, so dass die Urheberschaft zweifelsfrei nachweisbar ist. Über Musikbörsen können die Werke dann zur Vermietung, Verkauf oder anderweitigen Verwendung angeboten werden. Die Vergütung erfolgt direkt nach dem Musikkonsum.

Zwischenfazit

Zunächst haben wir die grundsätzliche Funktionsweise von Blockchains betrachtet und die ersten Einsatzbereiche beschrieben. Im zweiten Teil werfen wir einen Blick auf die Möglichkeiten, die die Blockchain-Technologie in der Logistik, bei IT-Dienstleistern, im Rechts- und Prüfungswesen, in Zertifizierungsstellen und Registern, im Gesundheitswesen und in der Energiewirtschaft hat.

Abschließend werfen wir einen Blick auf die nächsten, noch anstehenden, Entwicklungen dieser noch jungen Technologie.

 

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