Anwendungsgebiete der Blockchain-Technologie

Gegenstand der Blockchain ist es, eine zentrale Überwachung von Transaktionen überflüssig zu machen und ein verteiltes System zu schaffen, welches ein manipulationssicheres Protokoll liefert, das sämtliche Veränderungen festhält. Eine Blockchain wird häufig als dezentrales Buchführungssystem beschrieben, bei dem jeder Teilnehmer innerhalb des Blockchain-Netzwerks Zugriff auf eine sich automatisch erweiternde Kette von Datensätzen (Blöcken) hat. Diese Zahlenkette stellt die Blockchain dar und speichert alle Transaktionsdaten eines gewissen Zeitraums in einen separaten Block. Wurde ein neuer Block vervollständigt, verifizieren alle Teilnehmer (klassische Blockchain auf Basis von Proof of Work) anhand einer zu berechnenden Hashfunktion den neuen Block und die darin enthaltenen Transaktionen. Wurde ein gemeinsamer Konsens über die Richtigkeit erreicht, hängen alle Teilnehmer den neuen Block an ihre Blockchain an. Auf Basis dieses Grundprinzips wird eine Manipulation der Blockchain und der darin enthaltenen Informationen (Währungskurse, Kontostände, Grundbucheinträge etc.), nahezu unmöglich. Die Blockchain müsste bei jedem Netzwerkteilnehmer manipuliert werden, um den kollektiven Konsens auszuhebeln.[1]

Der Einsatzbereich der Blockchain-Technologie hängt dabei wesentlich von der Implementierung des jeweiligen Protokolls ab und kann daher sowohl in der Sicherheit als auch der Ausgestaltung der Proof of Work Schritte variieren.

Der größte Anteil der heutigen praktischen Anwendungen der Blockchain-Technologie existiert zurzeit im Bereich der Kryptowährungen. Andere Blockchain-Anwendungen – wie beispielsweise Ethereum –, wurden nicht nur als reine Kryptowährung entwickelt, sondern auch als Plattformen, welche die Möglichkeit bieten, dezentrale Applikationen über ein entsprechendes Framework oder einer Architektur zu entwickeln. Diese Applikationen – die auf Basis der Ethereum Plattform entwickelt werden – können mit sogenannten Smart-Contracts unterstützt werden. Als Smart-Contract kann ein in Programm-Code abgebildeter Vertrag verstanden werden, der durch eine bestimmte Bedingung ausgeführt wird. Erst mit der Implementierung von Smart Contracts ist die Blockchain-Technologie für viele Branchen und Geschäftsfelder interessant geworden.

Blockchain in der Energiewirtschaft

Ein erprobtes Anwendungsgebiet der Blockchain-Technologie ist die Abrechnung an Ladesäulen für Elektrofahrzeuge. Die dezentrale Verteilung sowie die große Anzahl an Stromanbietern lassen konventionelle Abrechnungsverfahren an ihre Grenzen stoßen. Die Autorisierung an einer Ladesäule kann aktuell aufgrund einer Vielzahl von Anfragen bei unterschiedlichen Instanzen über eine akzeptable Dauer hinausgehen.[2] Ein aktuelles Projekt von Innogy und Shock.it, bekannt unter dem Namen Share & Charge, ermöglicht ein blockchainbasiertes Abrechnen des bezogenen Stroms von Elektroautos. Darüber hinaus können Teilnehmer der Blockchain ihre private Ladestation anderen E-Autofahrern zur Verfügung stellen. Die entsprechende Bezahlung und Abrechnung erfolgt automatisiert über Smart-Contracts.[3]

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Zertifizierung von Grünstrom. Eine bereits am Markt existierende Lösung ermöglicht es beispielsweise Besitzern von Photovoltaik-Anlagen, die eigenen Erzeugungsleistungen direkt in eine Blockchain zu schreiben. Die Dokumentation der Einspeisung oder des eigenen Verbrauchs ist somit manipulationssicher und entwickelter Grünstrom kann einwandfrei zertifiziert und einer Quelle zugeordnet werden.[4]

Blockchain zum Schutz persönlicher Daten

Aktuell beschäftigen sich viele wissenschaftliche Arbeiten mit den Potenzialen einer Blockchain zum Schutz persönlicher Daten. In diesem Szenario dient die Blockchain selbst nicht als Speicher der personenbezogenen Daten, sondern speichert nur die Zugriffe sowie Zugriffsrechte. G. Zyskind schlägt ein Konzept vor, bei dem den Nutzern die vollständige Kontrolle über ihre Daten gegeben werden soll. Hierbei sollen die persönlichen Daten in einem sogenannten Off-Blockchain Speicher abgelegt werden.

Zyskind unterscheidet in seiner Publikation zwischen Nutzern (User) und Diensten (Services). Als Nutzer können in diesem Fall Anwender von Smartphones und deren mobile Applikationen angesehen werden. Als Dienste können die Betreiber der entsprechenden Applikationen angesehen werden. In der Praxis, so die Publikation, installiert der Nutzer eine neue Applikation auf seinem Smartphone und gewährt dem jeweiligen Dienst oder Service den Zugriff auf seine persönlichen Daten. Anschließend wird die Access-Transaktion, die den öffentlichen Schlüssel des Nutzers beinhaltet, an die Blockchain übermittelt. Jetzt kann der Dienst mithilfe des öffentlichen Schlüssels, der in der Blockchain hinterlegt ist, auf die persönlichen Daten des Nutzers zugreifen. Die Zugriffe des Dienstes werden abschließend mit der Data-Transaktion manipulationssicher in der Blockchain gespeichert.[5]

Weitere Anwendungsfelder

Die Anwendung einer Blockchain ist dann sinnvoll, wenn ein gewisses Maß an Sicherheit von Nöten ist, mehrere Teilnehmer vorhanden sind und Transaktionen zwischen den Teilnehmern stattfinden (vgl. Abbildung 1):

Abbildung 1: Anwendungsgebiete der Blockchain-Technologie

Die Blockchain-Technologie könnte dazu führen, dass die meisten Behördengänge überflüssig werden, wie es bereits in Estland der Fall ist. Musiker könnten die vollständige Kontrolle über die Rechteverwaltung ihrer Musik erhalten und automatisch bezahlt werden, sobald ein Musikstück des jeweiligen Künstlers bei einer Veranstaltung abgespielt wird. Patente, Grundbucheinträge oder Schul- und Arbeitszeugnisse könnten manipulationssicher und nachvollziehbar in einer Blockchain gesichert werden. Um die genannten Einsatzgebiete umzusetzen und weitere Vorteile mithilfe der Blockchain-Technologie zu erreichen, ist noch einige Vorarbeit in Form von implementierten Anwendungsfällen und vor allem eine Harmonisierung mit dem deutschen Recht von Nöten.

 

[1] Vgl. Bader, R., Deckers, T. (2017): Technik und Uses Cases der Blockchain – Wie die Blockchain funktioniert, online abrufbar unter: https://www.cio.de/a/wie-die-blockchain-funktioniert,3264958,2, abgerufen am 02.12.2017 und vgl. Nakamato, S. (2008): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, online abrufbar unter: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf, abgerufen am 28.12.2017, S. 1 ff.

[2] Vgl. BDEW (2017): Blockchain in der Energiewirtschaft, Berlin, online abrufbar unter: http://bit.ly/2m2H5q, abgerufen am 20.12.2017, S. 28 f.

[3] Vgl. ebd. S. 32 f.

[4] Vgl. ebd. S. 34 f.

[5] Vgl. ebd. S. 2 f und vgl. Zyskind, G., Nathan, O. und Pentland A. (2015), S. 1.

 

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Verfasst von Alexander Katsios im Rahmen der Masterveranstaltung „IT-Controlling“ im Fachbereich Informatik, Studiengang Wirtschaftsinformatik, bei Frau Prof. Dr. U. Gröner an der Fachhochschule Dortmund, Veröffentlicht am 10.03.2018

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Literaturverzeichnis

 

Bader, R., Deckers, T. (2017): Technik und Uses Cases der Blockchain – Wie die Blockchain funktioniert, online abrufbar unter: https://www.cio.de/a/wie-die-blockchain-funktioniert,3264958,2, abgerufen am 02.12.2017.

Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft(BDEW) (2017): Blockchain in der Energiewirtschaft, Berlin, online abrufbar unter: http://bit.ly/2m2H5q, abgerufen am 20.12.2017.

Nakamato, S. (2008): Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, online abrufbar unter: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf, abgerufen am 28.12.2017.

Zyskind, G., Nathan, O. und Pentland A. S.(2015): Decentralizing privacy: Using blockchain to protect personal data, online abrufbar unter: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7163223, abgerufen am 20.12.2017.