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„Blockchain ist eine neue Kooperationsstrategie“

Ein Gespräch mit Prof. Dr. Wolfgang Prinz

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Momentan werden die Anwendungen von Blockchain vor allem in Bezug auf Kryptowährung thematisiert. Welche anderen Anwendungsbereiche sehen Sie in naher Zukunft?

Die konkreteste Anwendung sehe ich bei der Absicherung von Zertifikaten. Von Urkunden, Zeugnissen oder auch ganz aktuell von Impfausweisen. All diese Zertifikate werden von Institutionen ausgegeben, sind aber nicht fälschungssicher. Mit relativ einfachen Möglichkeiten ließen sich die Zertifikate in Form eines Fingerabdrucks in einer Blockchain ablegen, sodass Dritte sofort die Echtheit des Zertifikats prüfen können. Ein zweites Anwendungsgebiet ist die Absicherung von digitalen Identitäten. Denn wir alle haben schon jetzt eine digitale Identität, die in vielen Fällen über die E-Mail-Adresse oder über die Accountinformationen von sozialen Medien generiert wird. Über eine Blockchain ließe sich die digitale Identität noch unmittelbarer absichern, indem man seine Identität mit den als sogenannten Credentials bezeichneten Zertifikaten hinterlegen und selbst verwalten kann. Ganz allgemein kann eine Blockchain immer dann gut eingesetzt werden, wenn es eine Art von Notar braucht. Denn ein Notar beglaubigt letztlich nur in Funktion seiner Autorität ein Abkommen oder eine Information.

„Wenn ich eine Überweisung tätige, geht niemand davon aus, dass die Bank die Überweisung fälscht, aber sie könnte es. Wenn ich hingegen einen Bitcoin überweise, dann kann das aufgrund des Aufbaus der Netzwerke nicht gefälscht werden – und das ist der große Vorteil.“

Demnach ist die Unverfälschbarkeit der Informationen durch deren dezentrale, sichere Ablage der maßgebliche Vorteil der Technologie?

Die Dezentralität sorgt erstmal dafür, dass man nicht einem oder einer Einzelnen vertrauen muss, sondern in einem Netzwerk das Vertrauen hergestellt wird. Dadurch müssen wir uns nicht auf Dritte verlassen, die für uns die Sicherheit und die Unverfälschbarkeit garantieren, denn selbst diese könnten die Daten verfälschen. Bei der Entwicklung von Bitcoin lag eine Motivation darin, die Banken als Intermediäre des Zahlungsverkehrs durch ein Netzwerk abzulösen. Wenn ich eine Überweisung tätige, geht niemand davon aus, dass die Bank die Überweisung fälscht, aber sie könnte es. Wenn ich hingegen einen Bitcoin überweise, dann kann das aufgrund des Aufbaus der Netzwerke nicht gefälscht werden – und das ist der große Vorteil.

Kann eine Blockchain auch Vertrauen schaffen?

Ja und zwar immer dann, wenn ein solcher Intermediär fehlt. Ein gutes Beispiel dafür ist der Personentransport, der über verschiedene Mobiltätsanbieter angeboten wird. Bei Verspätungen braucht es aktuell ein Dokument, welches händisch ausgefüllt werden muss, bevor man seine Entschädigung ausbezahlt bekommt. Dabei könnte das mit einer Blockchain vollkommen automatisch gehen. Denn mit dem Ticketkauf habe ich das Recht auf Beförderung erworben, oder anders ausgedrückt, ich habe mit dem Mobilitätsanbieter einen sogenannten “Smart Contract” abgeschlossen. Falls es bei dem Transport zu Ausfällen oder Verspätungen käme, würde mir automatisch die vereinbarte Entschädigung zurücküberwiesen werden. Und damit hat man Vertrauensverhältnisse in Netzwerken unterschiedlichster Anbieter, wo es bisher keine Intermediäre gibt.

Wie lässt sich vereinfacht die Funktionsweise einer solchen Blockchain beschreiben?

Ganz allgemein gesprochen werden Informationen in eine Datenbank geschrieben und als Blöcke zusammengefasst. Dabei sind die verschiedenen Blöcke untereinander verkettet. Bei neuen Daten, oder einer neuen Transaktion werden diese Informationen in einem neuen Block aufgesammelt und an die vorherigen angehängt. Das geschieht aber nicht ohne Weiteres, sondern derart, dass der neue Block mit einem sogenannten Hash auf den Inhalt des vorherigen Blocks verweist. Und sobald der Inhalt eines vorherigen Blocks geändert würde, generiert sich ein neuer Hashwert.

„Die Technologie ist daher so fälschungssicher, weil ich sämtliche Rätsel in der Kette lösen müsste, bevor jemand anderes ein einzelnes Rätsel löst, um einen neuen Block anzuhängen und das ist schlichtweg nicht möglich.“

Aber was macht die Inhalte der Blöcke so fälschungssicher?

Um den Inhalt in einem der Blöcke zu ändern, müsste nicht nur der Hash geändert werden, sondern auch alle folgenden Hashs in der Kette – und das ist nicht möglich. Klassische Blockchains beruhen auf der ‘proof-of-work’-Methode. Das bedeutet, dass ein neuer Block nur angehangen werden kann, wenn zuvor ein bestimmtes, sehr komplexes mathematisches Rätsel gelöst wird. Und nur derjenige oder diejenige, die das Rätsel für einen Block löst, hat das Recht, einen neuen Block an die bisherige Kette anzuhängen. Die Technologie ist daher so fälschungssicher, weil ich sämtliche Rätsel in der Kette lösen müsste, bevor jemand anderes ein einzelnes Rätsel löst, um einen neuen Block anzuhängen und das ist schlichtweg nicht möglich.

Einer der zentralen Kritikpunkte der Technologie ist der hohe Energieaufwand. Woraus resultiert dieser?

Die ‘proof-of-work’-Methode ist besonders energieintensiv, da eine Vielzahl an Rechnern parallel arbeiten, aber nur einer das Rätsel löst und alle anderen Rechenleistungen umsonst aufgewendet wurden. Wir benötigen aber dieses Verfahren, weil es sichert, dass jeder teilnehmen kann, egal mit welcher Intention, egal von welchem Ort. Dazu muss man den hohen Energieverbrauch auch immer in den entsprechenden Relationen sehen. Besonders beliebt sind die Vergleiche zu dem Energieverbrauch von Staaten. Aber es handelt sich eben um große Netzwerke, in denen Millionen von Transaktionen stattfinden und sehr viel Geld bewegt wird – all das hat einen Zweck und dementsprechend einen Wert.

Gibt es denn Ansätze den Energieaufwand zu reduzieren?

Ja, durchaus. Neben ‘proof-of-work’ existieren auch andere Konsensverfahren – wie beispielsweise ‘proof-of-stake’ oder ‘proof-of-authority’ – die sich besonders eignen, wenn ein Konsortium eine eigene (private) Blockchain unterhält. Vereinfacht gesagt wird dann kontrolliert gewürfelt, wer von den Konsortialmitgliedern den nächsten Block anhängen darf. Einige Kryptowährungen wie die Kryptowährung Diem von Facebook oder auch verschiedenste Business-Anwendungen laufen auf solchen Blockchain-Netzwerken. Das ist dann zwar ein geschlossenes Netzwerk, aber dafür ist der Energiebedarf deutlich geringer. Ethereum plant auch als offenes Netzwerk auf dieses Verfahren zu migrieren.

„Die Schwierigkeit ist, dass man sich für eine Anwendung vorab über die Netzwerke organisieren muss. Wenn wir an Lieferketten, oder an Produktionsnetzwerke denken, dann ist es eher ein organisatorisches, als ein technisches Problem, Blockchains einzuführen.“

Welche Hürden bestehen aktuell noch bei der Etablierung der Technologie?

Die allergrößte Hürde ist die Unwissenheit, was man mit der Technologie machen kann. Denn Blockchain ist letztlich eine neue Kooperationsstrategie, die vertrauensbasierte Kooperationen mit anderen ermöglicht. Die Schwierigkeit ist, dass man sich für eine Anwendung vorab über die Netzwerke organisieren muss. Wenn wir an Lieferketten, oder an Produktionsnetzwerke denken, dann ist es eher ein organisatorisches, als ein technisches Problem, Blockchains einzuführen.

Welche Bedeutung wird der Technologie von Seiten der Politik in Deutschland beigemessen?

Ich erlebe die Politik in dem Bereich als sehr aktiv. Es gibt die Blockchain-Strategie der Bundesregierung und recht viele Ministerien springen darauf auf. Als Fraunhofer-Institut sind wir mit dem Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft in ein kleines Projekt involviert, in dem es darum geht, aufzuzeigen, wie man Lieferketten gut organisieren kann. Die Ursprungsidee war, die komplette Lieferkette einer Schwarzwälder Kirschtorte abzubilden – denn das ist mit der Technologie möglich.

Wie erleben Sie die aktuelle gesellschaftliche Diskussion um Blockchain?

Insbesondere in der Gesellschaft herrscht nur sehr wenig Wissen über die Potentiale der Technologie. Es sind einzelne Beispiele, wie kürzlich die Versteigerung eines digitalen Kunstwerks oder die enormen Kurssteigerungen von Kryptowährungen, die Aufmerksamkeit erfahren. Dies sorgt zwar dafür, dass viele auf die Technologie aufspringen, aber im Moment sind es vor allem Glücksritter. Tatsächlich ist bei einer guten Blockchain-Anwendung gar nicht zu erkennen, dass diese auf einer Blockchain beruht. Bei einer unverfälschten digitalen Identität oder einem fälschungssicheren Impfnachweis ist es vor allem wichtig, ob der persönliche Datenschutz und die Sicherheit der Daten gegeben ist und das sichert eben eine Blockchain.

„Über einfache Anwendungen wie die Absicherung von Zertifikaten oder Ausweisen wollen wir Blockchain verständlich machen und die Mehrwerte der Technologie aufzeigen.“

Wie sollte die Diskussion um Blockchain und die konkreten Anwendungen dann in der Zukunft gestaltet werden?

Uns im Institut ist es wichtig, die Anwendungen von Blockchain erlebbar und erfahrbar zu machen. Wir wollen in unserem Blockchain-Reallabor im Rheinischen Revier die Anwendungsoptionen sowohl Unternehmen, als auch der Gesellschaft und der Politik nahebringen und von den aktuellen Hype Themen wegrücken. Über einfache Anwendungen wie die Absicherung von Zertifikaten oder Ausweisen wollen wir Blockchain verständlich machen und die Mehrwerte der Technologie aufzeigen.

Zur Person

Der Informatiker Prof. Dr. Wolfgang Prinz leitet den Forschungsbereich Kooperationssysteme am Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT und ist zudem stellvertretender Institutsleiter. Im Rahmen des dort ansässigen Blockchain-Labs beschäftigt er sich insbesondere mit Fragen der technischen Grundlagen der Blockchain und der Entwicklung und Analyse von Blockchain-basierten Anwendungen.

Prof. Dr. Wolfgang Prinz

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