Blockchain kann eine Schlüsseltechnologie der Zukunft sein – im Hinblick auf Industrie 4.0 birgt sie großes Potenzial. Prof. Wolfgang Prinz, PhD, stellvertretender Institutsleiter am Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT, über die Chancen und Risiken der Technologie.

Prof. Wolfgang Prinz, PhD, stellvertretender Institutsleiter am Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT. © Fraunhofer FIT

Widmann: Prof. Prinz, über die Blockchain wird viel geredet, aber die wenigsten wissen, was das eigentlich ist. Das Thema bleibt abstrakt. Was verbirgt sich hinter dem Buzzword?

Prof. Prinz: Dahinter verbirgt sich ein neuer Ansatz zur dezentralen, nachvollziehbaren und irreversiblen Verwaltung von Transaktionsdaten wie z.B. Finanztransaktionen, Werte- und Rechteübertragungen, aber auch zur auditsicheren Speicherung qualitätsrelevanter Produktionsdaten. Die Blockchain-Technologie ist damit in der Lage, eine neue Generation des Internets einzuleiten: nach dem Internet der Dienste und Dinge ein Internet of Trust and Value.

Widmann: Die Blockchain soll das Potenzial haben, unser Leben umzuwälzen – von den Lieferketten in Produktion und Handel über die Vernetzung von Maschinen, die Stromversorgung oder die Elektromobilität. Welche Branchen und Bereiche sind vor allem betroffen?

Prof. Prinz: Da wir uns aktuell immer noch in einer Explorationsphase befinden, kann die Frage noch nicht konkret beantwortet werden. Es werden aber alle Bereiche betroffen sein, deren Geschäftsmodell auf Netzwerktransaktionen beruht. Bei immer stärker vernetzten Produktionsprozessen gilt dies somit für fast alle Branchen.

Widmann: Welche Auswirkungen hat Blockchain auf Industrie 4.0?

Prof. Prinz: Hier spielt vor allem die vernetzte Produktion eine große Rolle – der damit verbundene Austausch von Aufträgen, deren Abwicklung und schließlich auch deren Bezahlung. Smart Contracts haben das Potenzial, vor allem kleinere Transaktionen im Bereich der CPS (Cost-per-Sale) kostengünstig und automatisiert abzuwickeln. Aber auch die einfache, sichere und nachvollziehbare Protokollierung von qualitäts- und auditrelevanten Produktionsdaten in der Blockchain wird eine große Rolle spielen. Die Blockchain-Technologie kann als Vertrauens- und Netzwerkinfrastruktur zu einem Wegbereiter für die Industrie 4.0 werden.

Widmann: Welche konkreten Anwendungsfälle ergeben sich durch Blockchain für Industrie 4.0?

Prof. Prinz: Industrie 4.0 steht für eine fortschreitende Vernetzung und Automatisierung von Produktionsprozessen. Voraussetzung für eine Vernetzung ist aber das Vertrauen in die manipulationssichere und nachvollziehbare Abwicklung von Liefer-, Produktions- und Finanztransaktionen. Konkrete Anwendungsfälle ergeben sich unter anderem im flexiblen Supply Chain Management, in der automatisierten Auftragsabwicklung zwischen Maschinen oder der Protokollierung von Daten und Urheberrechten. Während diese Anwendungsfälle existierende Prozesse optimieren, sind auch ganz neue Organisationsformen denkbar. Smart Contracts können dazu genutzt werden, eine Dezentralised Autonomous Organisation (DAO) aufzubauen, die dazu dient, Produktionsnetzwerke zu organisieren und zu steuern. Produktionsmaschinen treten darin mit einer eigenen Identität auf und verkaufen ihre Dienstleistung über Smart Contracts, wickeln die notwendigen Bestellprozesse für Materialien ebenfalls über Smart Contracts ab und bezahlen mit den erworbenen Erlösen Lieferanten und Kredite.

Widmann: Inwiefern beeinflusst die Blockchain-Technologie das Internet der Dinge?

Prof. Prinz: Über Smart Contracts können IoT-Komponenten selbstständig und automatisiert Geschäftsprozesse übernehmen, beginnend mit Vereinbarung von Konditionen bis zur Abrechnung. Ein einfaches Beispiel ist ein Sensor, der Daten unterschiedlicher Frequenz zu unterschiedlichen Konditionen anbietet. Die Lieferung der Daten durch den Sensor kann über einen Smart Contract unmittelbar mit einer Finanztransaktion verbunden werden. Das Beispiel lässt sich erweitern und übertragen auf Maschinen, die sich gegenseitig Aufträge erteilen und über Smart Contracts die Bezahlung abwickeln und zusätzlich die ordnungsgemäße Sicherungen der Urheberrechte garantieren.

Widmann: Welchen Benefit bringen Bitcoin und andere Kryptowährungen in Zeiten von Paypal und Co.?

Prof. Prinz: Sie bieten alternative Zahlungsmittel und – was noch wichtiger ist – eine alternative Zahlungsabwicklung. Diese ist nicht mehr von einem Unternehmen und der von ihm betriebenen Plattform abhängig, sondern wird kooperativ von einem Netzwerk betrieben. Die zentrale Plattform, das heißt der Intermediär, wird durch ein Netzwerk ersetzt.

Widmann: Welches sind die Schwächen der Blockchain-Technologie?

Prof. Prinz: Die noch sehr junge Technologie kann im Hinblick auf Performanz, Energieeffizienz, Transaktionsfrequenz und Komplexitätsreduktion bei der Anwendungsentwicklung verbessert werden. Dennoch stehen auch heute schon leistungsfähige Infrastrukturen zur Verfügung, mit deren Hilfe Anwendungen umsetzbar sind. Wir können den aktuellen Stand der Entwicklung sicher mit der ersten HTML-Version des Web vergleichen. Zieht man Parallelen zu der Entwicklung der Webtechnologien, lässt sich erahnen, welche Vielzahl von Möglichkeiten und Entwicklungslinien sich in den nächsten Jahren ergeben werden.

Widmann: Welche Risiken birgt die Blockchain-Technologie? Welche Szenarien der Manipulation halten Sie für realistisch?

Prof. Prinz: Obwohl die in der Blockchain verwalteten Transaktionen manipulationssicher sind, muss der Zugang dazu gesichert werden. So beruhen fast alle Manipulationen bislang darauf, dass Zugangsdaten missbräuchlich genutzt wurden. Ein Risiko der Blockchain ist jedoch inhärent mit der Eigenschaft der Manipulationssicherheit verbunden. Einmal in der Blockchain registrierte Smart Contracts sind zwar fälschungssicher und gewährleisten damit, dass sie immer im vereinbarten Rahmen ausgeführt werden. Sollten Sie jedoch fehlerhaft sein, dann kann dieser Fehler nicht einfach durch ein Update korrigiert werden. Die Entwicklung von Smart Contracts muss also mit großer Sorgfalt erfolgen. Zusätzlich sollte man über Prüf- oder Zertifizierungsstellen nachdenken, die vor allem KMU die Prüfung und Nutzung der Technologie ermöglichen. Am Fraunhofer FIT wurde ein Blockchain-Labor zur Konzeption von entsprechenden Lösungen etabliert.

Widmann: Welche Anwendungen konnten sie bereits umsetzen?

Prof. Prinz: Wir haben bereits Lösungen aus dem Bereich Supply Chain, Finanztransaktionen und Dokumentenmangement umgesetzt. Aktuell arbeiten wir gemeinsam mit der Fraunhofer Academy an einer Lösung zur Registrierung von Ausbildungszertifikaten und Zeugnissen in der Blockchain. Projekte aus dem industriellen Umfeld beschäftigen sich mit Pay-per-use-Lösungen für neue Geschäftsmodelle im Anlagenbau, einer Energie-Handelsplattform für Smart Grids, der nachvollziehbaren Speicherung von Produktionsdaten und einer darauf basierenden Verfolgung von Produktionsketten. Dazu kommen Projekte im Kontext der E-Mobilität und des autonomen Fahrens sowie der kooperativen Medienproduktion und entsprechenden Sicherung von Urheberrechten.

Widmann: Vielen Dank für das Gespräch!

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