Vergelich von zwei ausgewählten Workflow-Lösungen für ... · und der Hype wird mit jedem neuen Bitcoin-Rekord genährt. 1.1 Zielsetzung Das Ziel dieser Arbeit ist es, die prinzipielle

Fakultät Technik und Informatik Department Informatik

Faculty of Engineering and Computer Science Department of Computer Science

Albert Märtens

Analyse von Potenzialen und Grenzen der Blockchain-Technologie

Bachelorarbeit

Albert Märtens

Analyse von Potenzialen und Grenzen der

Blockchain-Technologie

Bachelorarbeit eingereicht im Rahmen der Bachelorprüfung im Studiengang Wirtschaftsinformatik am Department Informatik der Fakultät Technik und Informatik der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg Betreuender Prüfer: Prof. Dr. Jens-Eric von Düsterlho Zweitgutachter: Prof. Dr. Brigitte Braun Abgegeben am 12.09.2017

Albert Märtens Thema der Bachelorarbeit Analyse von Potenzialen und Grenzen der Blockchain-Technologie Stichworte Bitcoin, Blockchain, Distributed Ledger, Kryptowährung, Smart Contract Kurzzusammenfassung Diese Arbeit befasst sich mit den Potenzialen und Grenzen der Blockchain-Technologie. Zunächst werden Grundlagen der Blockchain vermittelt. Darauf aufbauend werden grundlegende Funktionen und Anwendungsmöglichkeiten einer Blockchain gezeigt. Es folgt eine branchenspezifische Analyse von Potenzialen der Blockchain-Technologie. Weiter werden Schwächen und Grenzen dieser Technologie aufgezeigt, um die Erkenntnisse abschließend gegenüberzustellen und ein Fazit zu finden. Albert Märtens Title of the paper Analysis of potentials and limitations of the blockchain technology Keywords Bitcoin, Blockchain, Distributed Ledger, Cryptocurrency, Smart Contract Abstract This work is about the potentials and limitations of blockchain-technology. Basics of blockchain are first taught. Based on this, basic functions and application possibilities of a blockchain are shown. This is followed by a branch-specific analysis of the potentials of blockchain-technology. Furthermore, the weaknesses and limitations of this technology are presented, to finally conclude the findings and to find a conclusion.

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung ........................................................................ 8

1.1 Zielsetzung ................................................................................................. 9

1.2 Aufbau ....................................................................................................... 9

2 Begriffliche und theoretische Grundlagen ...................... 10

2.1 Begriffsklärung ......................................................................................... 10

2.1.1 Blockchain .................................................................................................. 10

2.1.2 Distributed Ledger ...................................................................................... 11

2.1.3 Smart Contract ............................................................................................ 11

2.2 Das Prinzip einer Blockchain anhand der Bitcoin-Blockchain .................... 11

2.2.1 Blockchain Schema ..................................................................................... 12

2.2.2 Block ........................................................................................................... 13

2.2.3 Transaktion ................................................................................................. 14

2.2.4 Distributed Ledger - Peer-to-Peer Netzwerk ............................................... 15

2.2.5 Aktualisierung der Blockchain mittels Mining - Proof of Work ..................... 16

2.3 Blockchain-Modelle .................................................................................. 18

3 Anwendungsgebiete und Potenziale der Blockchain-Technologie ........................................................................ 19

3.1 Grundlegende Funktionen der Blockchain-Technologie ............................ 19

3.1.1 Nachweis der Datenintegrität ..................................................................... 20

3.1.2 Registrierung und Beurkundung .................................................................. 20

3.1.3 Transaktionsabwicklung .............................................................................. 21

3.2 Branchenunabhängige und -übergreifende Einsatzmöglichkeiten der Blockchain-Technologie ...................................................................................... 21

3.2.1 Smart Contracts .......................................................................................... 21

3.2.2 Intermediäre überflüssig machen ................................................................ 22

3.2.3 Ursprungsnachweis und Supply-Chain ......................................................... 23

3.2.4 Identitätsnachweis ...................................................................................... 23

3.3 Banken und finanzielle Dienstleistungen .................................................. 23

3.3.1 Übersicht .................................................................................................... 24

3.3.2 Steigerung der Effizienz und Vereinfachung von Finanzdienstleistungen ..... 25

3.3.3 Virtuelle Währungen und Einsatz dieser als gesetzliches Zahlungsmittel ..... 26

3.3.4 Gesamtheitliche Veränderung der Finanzbranche ....................................... 26

3.3.5 Anwendungsfall-/beispiel ............................................................................ 27

3.4 Versicherungen und Versicherungsdienstleistungen ................................ 27


3.5 Energieversorgung ................................................................................... 28


3.6 Kunstgewerbe .......................................................................................... 29


3.7 Öffentlicher Sektor – Verwaltung und Demokratie ................................... 29


3.8 Humanitär- und Entwicklungshilfe ............................................................ 30


4 Grenzen und Problematiken der Blockchain-Technologie 32

4.1 Akzeptanz einer neuen Technologie ......................................................... 32

4.2 Hype und Realität ..................................................................................... 33

4.3 Technik..................................................................................................... 34

4.3.1 Transaktionen ............................................................................................. 35

4.3.2 Speicherplatz .............................................................................................. 35

4.3.3 Energieaufwand .......................................................................................... 35

4.3.4 Sicherheit mittels Kryptographie ................................................................. 36

4.4 Kriminalität, Recht und Regulierung ......................................................... 36

5 Fazit .............................................................................. 38

5.1 Zusammenfassung ................................................................................... 38

5.2 Ergebnis und Ausblick............................................................................... 39

6 Literaturverzeichnis ....................................................... 41

Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Blockchain - Vereinfachte schematische Darstellung (nach Theymos 2010) .... 12 Abbildung 2 Blockinhalt vereinfacht (nach Lewis 2015) ...................................................... 13 Abbildung 3 Schematische Darstellung mehrerer Bitcoin-Transaktionen ............................ 14 Abbildung 4 Zentralisierte, dezentralisierte und verteilte Netzwerke (Baran 1964, S. 2) ..... 16 Abbildung 5 Verkettung der Hashwerte von Block zu Block (Nakamoto 2008, S. 3) ............. 17 Abbildung 6 Blockchains unterstützen dezentrale Transaktionsmodelle (nach Burgwinkel

2016, S. 19) ................................................................................................................ 22 Abbildung 7 Durchschnittlicher Bitcoin-Marktpreis in US-Dollar seit September 2016 (Jenkins

c 2017) ....................................................................................................................... 33 Abbildung 8 „Hype Cycle“ für aufsteigende Technologien (Gartner 2017) .......................... 34

Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Beispiel für Hashwerte von SHA-256 ................................................................... 17 Tabelle 2 Unterscheidungskriterien von Blockchains (vgl. Ploom T. 2016, S. 123-124 und

Schlatt 2016, S. 14-15) ................................................................................................ 18 Tabelle 3 Ablauf eines Integritätsnachweises mittels Blockchain (vgl. Brugwinkel 2016, S. 14)

.................................................................................................................................. 20 Tabelle 4 Transaktionen pro Sekunde verschiedener Systeme (vgl. Ploom, T. 2016, S.139) . 35

Einleitung 8

1 Einleitung

Im Oktober 2008, kurz nach dem Höhepunkt der weltweiten Finanzkrise und der Insolvenz der US-Investmentbank Lehman Brothers, veröffentlichte Satoshi Nakamoto das Whitepaper mit dem Titel „Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System“ (Nakamoto 2008, S. 1). Die Geburtsstunde des Bitcoins und damit der Blockchain. Kryptowährungen wie Bitcoin basieren auf dieser Blockchain-Technologie. In den letzten zwölf Monaten ist der Bitcoin um 800 % im Marktpreis gestiegen und hatte am 31.08.2017 einen Wert von 3993,42 Euro (vgl. Jenkins c 2017). Der Wert aller bisher erzeugten Bitcoin beläuft sich auf über 63 Milliarden Euro (vgl. Jenkins a 2017). Mit dem immer stärkeren Vertrauen in die Technik hinter den Kryptowährungen entstehen neue Geschäftsideen. Unternehmen und Finanzinstitute bilden Konsortien, um Potenziale der Blockchain zu erkennen und die Blockchain für eigene Zwecke zu nutzen (vgl. McWaters 2016, S. 14). Regierungen erforschen Einsatzmöglichkeiten der Blockchain und Estland setzt sie bereits in mehreren Bereichen ein (vgl. e-estonia). Bisher existierte das Internet der Informationen. Menschen nutzen das Internet um an Informationen zu gelangen, sie auszutauschen oder eigene Informationen zu veröffentlichen. Mit intelligenten Gegenständen und dem Smartphone, entwickelte sich das Internet der Dinge. Drucker bestellen selbstständig Toner nach, sobald dieser zu Neige geht. Das bestellte Paket kann auf seiner Route verfolgt werden und eine Applikation meldet, dass der Paketdienst an der Haustür geklingelt hat. Mit der Blockchain wird ein neues Kapitel im Internetzeitalter aufgeschlagen: Das Internet der Werte (Meitinger 2017, S. 1). Sollte ein Objekt über das Internet versendet werden, beispielsweise eine einfache Textdatei, wurde stets eine Kopie des zu versendeten Objekts verschickt. Das Original verblieb beim Sender. Bei einer einfachen Textdatei erfüllt diese Kopie den Zweck. Soll jedoch ein Objekt von Wert, beispielsweise 20 Euro versendet werden, ist es wichtig, dass der Sender im Anschluss nicht mehr über diese 20 Euro verfügt. Auch darf der Sender diese 20 Euro nicht an mehrere Personen verschicken können. Bisher war ein

Einleitung 9

vertrauensvolles Verschieben von Werten über das Internet nur möglich, wenn eine dritte Partei, in diesem Fall eine Bank, sicherstellt, dass die Transaktion ordnungsgemäß abgewickelt wird. Die Blockchain kann kosten- und zeitintensive Intermediäre, wie eine Bank, verzichtbar machen und eröffnet damit neue Möglichkeiten. Den Potenzialen der Blockchain-Technologie stehen einige Hürden im Weg. Technische Limitationen sowie staatliche Regulierung können der Blockchain-Technologie Grenzen aufzeigen. Es stellt sich die Frage, wie die Technologie von Unternehmen, Regierungen und den Menschen angenommen wird. Die Erwartungen an die Blockchain-Technologie sind hoch und der Hype wird mit jedem neuen Bitcoin-Rekord genährt.

1.1 Zielsetzung Das Ziel dieser Arbeit ist es, die prinzipielle Funktionsweise der Blockchain zu vermitteln und auf dieser Grundlage, Potenziale und Grenzen der Blockchain-Technologie aufzuzeigen und gegenüberzustellen.

1.2 Aufbau Im zweiten Kapitel werden Grundlagen der Blockchain vermittelt. Es werden Begrifflichkeiten, die im Bezug zur Blockchain häufig genannt oder als Synonym für die Blockchain genutzt werden, erläutert. Anschließend wird die Funktionsweise, einzelne Bestandteile und grundlegende Eigenschaften der Blockchain dargelegt. Das dritte Kapitel behandelt die Potenziale und Anwendungsgebiete der Blockchain. Es werden grundlegende Differenzen zu aktuellen Technologien aufgezeigt und erläutert, inwiefern die Stärken Blockchain-Technologie liegen. Daraufhin werden mögliche Einsatzszenarien und Potenziale aus Sicht verschiedener Branchen gezeigt. Das vierte Kapitel befasst sich mit den Grenzen der Blockchain-Technologie. Hier werden mögliche Hinderungsgründe bei der Etablierung und allgemeine Schwächen der Blockchain-Technologie dargelegt. Abschließend wird die Arbeit im fünften Kapitel zusammengefasst, ein Ergebnis festgestellt und ein Ausblick gegeben.

Begriffliche und theoretische Grundlagen 10

2 Begriffliche und theoretische Grundlagen

In diesem Kapitel werden Begrifflichkeiten bezüglich der Blockchain erläutert, sowie die theoretische Funktionsweise dargelegt. Abschließend werden verschiedene Blockchain-Modelle gezeigt.

2.1 Begriffsklärung Einhergehend mit der Blockchain werden meist Begriffe wie „Distributed Ledger“ und „Smart Contract“ genannt. Diese Begriffe hängen in der Praxis im engen Zusammenhang mit der Blockchain und werden im Folgenden erläutert.

2.1.1 Blockchain Blockchain, zu Deutsch: „Blockkette“, ist der generische Name für die Familie von Technologien und Lösungen, die die gleiche Funktionalität wie Bitcoin bieten, die aber unterschiedliche Ansätze zur Realisierung der Funktionalität verwenden, beispielsweise über alternative Algorithmen (vgl. Evans-Greenwood 2016, S. 9). Gemeinhin wird unter Blockchain eine geordnete Liste von Datenblöcken verstanden. Jeder Block wird mittels kryptografischer Algorithmen bei der Erzeugung an den vorherigen Block angehängt. Eine Veränderung der Datensätze oder Blocksequenz lässt sich damit sofort feststellen (vgl. Ploom T. 2016, S.123).


2.1.2 Distributed Ledger Distributed Ledger, auch „Shared Ledger“, zu Deutsch: „Verteiltes Kontobuch” oder „Verteiltes Hauptbuch”, wird oft als Synonym für die Blockchain verwendet. Eine verteilte Blockchain ist eine Variante eines verteilten Kontobuchs. „Grundsätzlich versteht man unter Distributed Ledgers verteilte Kontoführungssysteme, bei denen digitale Daten über mehrere Standorte gemeinsam genutzt, repliziert und synchronisiert werden“ (Brühl 2017, S. 140). Oftmals mit DLT „Distributed Ledger Technology“ oder DL abgekürzt, kann das Distributed Ledger, wie im Falle von Bitcoin, öffentlich frei verfügbar gehalten werden. Für eine interne Nutzung kann das Distributed Ledger verteilt, jedoch privat gehalten werden. Diese DL werden als „private“ oder „permissioned“ bezeichnet (vgl. Brühl 2017, S. 140). Im Falle von Bitcoin wird daher auch von einem „Public Ledger“, zu Deutsch: „Öffentliches Hauptbuch“ gesprochen.

2.1.3 Smart Contract „Smart Contracts sind rechtliche Vereinbarungen, die sich IT-Technologien bedienen, um die eigene Durchsetzbarkeit sicherzustellen. Es werden durch Smart Contracts autonom Handlungen initiiert, die zuvor vertraglich vereinbart wurden“ (Meltinger 2017, S. 2). Smart Contracts sind demnach Verträge, die sich selbst überwachen und ausführen, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Generell besteht dieses Prinzip bereits länger, mit dem Aufschwung der Blockchain-Technologie hat das Potenzial von Smart Contracts zugenommen (vgl. Mitschele 2017).

2.2 Das Prinzip einer Blockchain anhand der Bitcoin-Blockchain

Anhand der „Ur-Blockchain“ von Bitcoin, wird folgend die Funktionsweise und einzelne Bestandteile einer Blockchain vereinfacht erläutert. Weitere Anwendungsfälle lassen sich davon ableiten. Die Blockchain ist eine Verkettung von Blöcken, in denen Daten gespeichert sind. Diese Kette ist, abgesehen vom Anfügen neuer Blöcke, unveränderlich. Die Blöcke, in diesem Sinne Kettenglieder, verweisen jeweils auf das vorherige Glied. Dieser Verweis beruht auf der laufenden Nummer, einem Zeitstempel und auf den Inhalt des vorherigen Blocks. Somit kann kein Glied entfernt oder verändert werden, ohne alle folgenden Glieder zu beeinflussen. Diese Kette von Blöcken kann in einem verteilten System oder lokal, als isolierte Instanz, gespeichert werden. In einer verteilten Blockchain, wie bei Bitcoin angewendet, hat jeder


Knoten dieses Systems eine Kopie der Blockchain gespeichert und erweitert diese laufend mit allen anderen Knoten. Änderungen der Blockchain sind nur möglich, wenn die Mehrheit aller Knoten, beziehungsweise die Mehrheit der Leistung die diese Knoten für das Netzwerk erbringen, eine Änderung akzeptieren. Dieses System gewährleistet die Funktionalität und neben kryptographischer Maßnahmen, die Sicherheit der Blockchain (vgl. Bitcoin Projekt a).

2.2.1 Blockchain Schema Abbildung 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer Blockchain.

GenesisBlock

Block

Verwaiste Blöcke

Blockchain

Abbildung 1 Blockchain - Vereinfachte schematische Darstellung (nach Theymos 2010)

Der Genesis-Block ist der erste Block der Kette. Die gültige Blockchain ist in dieser Abbildung durch blaue Quadrate dargestellt. Die grau gezeichneten Quadrate zeigen ungenutzte Blöcke.


Blöcke werden bei dessen Schaffung dem jeweiligen Vorgänger angehängt und sind nicht mehr veränderbar. Sollten von mehreren Knoten gleichzeitig korrekte Blöcke erstellt werden, können Verzweigungen entstehen. Knoten speichern beide Ketten und führen diejenige weiter, die von der Mehrheit der Knoten als längste mit höchster gemeinsamer Schwierigkeit (siehe 2.2.5) akzeptiert wird (vgl. Nakamoto 2008, S. 3). Die nicht genutzten Blöcke verwaisen (vgl. Bitcoin Projekt a).

2.2.2 Block Abbildung 2 zeigt vereinfacht den Inhalt eines Blocks. Je nach Anwendung können die Inhalte variieren. Im Blockheader werden unterschiedliche Daten gespeichert, aus denen ein Hashwert (siehe 2.2.5) generiert wird. Des Weiteren wird die Anzahl der Transaktionen hinterlegt. Im Block Content sind die Transaktionen gespeichert (vgl. Lewis 2015). Bei großen Daten können auch Referenzen hinterlegt werden, die wiederum auf die Daten verweisen. Die zu speichernden Daten werden dann beispielsweise in einer Cloud gespeichert, um so die Blockchain möglichst speicherplatzarm zu halten.

Block

Transaction Count (Anzahl Transaktionen des Blocks)

Block Content (Bitcoin Transaktionen)

Block Header• Header des vorherigen Blocks• Nonce• Zeitstempel• Merkle-Root• Schwierigkeitsgrad• Technische Daten (Protokollversionsnummer,

Größe des Blocks)

Abbildung 2 Blockinhalt vereinfacht (nach Lewis 2015)


2.2.3 Transaktion Ein elektronisches Zahlungsmittel ist eine Kette von digitalen Signaturen (vgl. Nakamoto 2008, S. 2). Einfache Transaktionen haben immer mindestens eine Einzahlung (IN) und zwei Auszahlungen (OUT). Ein OUT ist dabei immer die Transaktionsgebühr, die dem Inhaber des Knoten gutgeschrieben wird, der den Block erstellt (siehe 2.2.5). IN und OUT müssen gleich groß sein, um eine korrekte Transaktion zu bilden. Gutschriften für das Erstellen von Nodes, sogenannte Coinbase Transaktionen, die beim Mining entstehen, bilden eine Ausnahme zum folgenden Beispiel. Abbildung 3 zeigt Transaktionen schematisch anhand eines Beispiels.

Transaktion A

IN OUT

Transaktion C

IN

INTransaktion B

IN OUT

OUT

OUT1,1 BTC

1 BTC

OUT

Transaktionsgebühr0,1 BTC

OUT

1 BTC

OUT einer früheren Transaktion

1,2 BTC

OUT

1,2 BTC

Restgeld wird dem Ersteller der Transaktion C zurücküberwiesen

0,7 BTC

Abbildung 3 Schematische Darstellung mehrerer Bitcoin-Transaktionen


Zu sehen sind drei Transaktionen: A, B und C. In diesem Beispiel hat die Transaktionsgebühr einen Wert von 0,1 Bitcoin (BTC). Mit Transaktion A, welches ein IN von 1,2 BTC hat, wird 1,1 BTC transferiert. Dieses OUT bildet bei einer späteren Transaktion B das neue IN. Diese Bitcoins werden wieder überwiesen. Das OUT von Transaktion B wird erst zum IN von Transaktion C, wenn der neue Besitzer des in Transaktion B überwiesenen Bitcoin entscheidet, diesen Bitcoin weiter zu überweisen. Das bedeutet, alle noch nicht weiterüberwiesenen OUTs mit der Adresse einer Person, ergeben den Kontostand dieser Person. Sie werden, bis sie in einer neuen Transaktion „ausgegeben“ werden, „Unspent Transaction Output (UTXO)“ genannt (vgl. Bitcoin Project a). In Transaktion C werden 1,2 BTC überwiesen. Abzüglich der Transaktionsgebühr verbleiben 0,7 BTC Rest, welches ein neues OUT an den Ersteller der Transaktion selbst bildet und der Person somit als Unspent Transaction Output zur Verfügung steht. Bitcoin nutzt die asymmetrische Verschlüsselung. Für jeden Nutzer existiert ein öffentlicher und ein privater Schlüssel. Der öffentliche Schlüssel wird genutzt, um den Empfänger einer Transaktion anzugeben. Der Besitzer des dazu passenden privaten Schlüssels kann über die gesendeten Bitcoins verfügen. Der private Schlüssel ist geheim und im Idealfall nur dem Besitzer bekannt. Um die Authentisierung sicherzustellen, werden Transaktionen mit dem privaten Schlüssel signiert (vgl. Nakamoto 2008, S. 2).

2.2.4 Distributed Ledger - Peer-to-Peer Netzwerk Die Bitcoin-Blockchain ist in einem verteilten Peer-to-Peer Netzwerk gespeichert. Die gesamten Daten der Blockchain werden demnach nicht zentral auf einer Instanz gespeichert und von dort von allen Nutzern abgerufen, sondern ist auf allen teilnehmenden Knoten abgelegt. Es wird angenommen, dass alle Knoten auch als „Miner“ fungieren (siehe 2.2.5). Der Ablauf im Netzwerk gestaltet sich wie folgt:

1. Neue Transaktionen werden an alle Knoten übermittelt. 2. Jeder Knoten nimmt die Transaktionen in einem neuen Block auf. 3. Jeder Knoten versucht für seinen Block den Proof of Work zu finden. 4. Findet ein Knoten den Proof of Work, übermittelt er den Block an das Netzwerk. 5. Die anderen Knoten akzeptieren den Block nur, wenn alle Transaktionen darin valide

und nicht bereits getätigt worden sind. 6. Die Knoten zeigen ihre Akzeptanz des neuen Blocks, indem sie am nächsten Block

arbeiten und den Hash des neuen Blocks als Vorgängerhash für den jetzigen Block nutzen.

(vgl. Nakamoto 2008, S. 3)


Abbildung 4 zeigt den Unterschied verschiedener Netzwerksysteme. Für die Blockchain wird das verteilte Netzwerk (C) angewendet.

Abbildung 4 Zentralisierte, dezentralisierte und verteilte Netzwerke (Baran 1964, S. 2)

2.2.5 Aktualisierung der Blockchain mittels Mining - Proof of Work Das Mining sorgt dafür, dass Transaktionen überprüft und in die Blockchain aufgenommen werden. Dabei werden komplizierte kryptographische Algorithmen angewendet, damit Angreifer das Netzwerk nicht mit falschen Blöcken überlasten oder diese im Nachhinein in die Blockchain einfügen. Jeder Knoten mit entsprechender Software, kann als sogenannter Miner fungieren. Damit wird das Erstellen der Blöcke äquivalent einer Lotterie auf alle verteilt. So ist zusätzlich sichergestellt, dass keine Einzelperson aufeinanderfolgende Blöcke in die Kette einfügt (vgl. Bitcoin Project b). Der Proof of Work, zu Deutsch: „Arbeitsnachweis“ dient dazu, die Blockchain sicher zu halten. Die Blockchain funktioniert nur, weil der Großteil der Knoten ehrlich ist. Ehrliche Knoten halten den größten Anteil an „CPU-Power“ – Rechenkraft. Damit ist gewährleistet, dass die Mehrheitsentscheidung von der längsten Blockchain mit dem höchsten Arbeitsnachweis repräsentiert wird (vgl. Nakamoto 2008, S. 3). Dieser Arbeitsnachweis liegt im Finden einer


„Nonce“. Nonce steht für „Number used once“, zu Deutsch „Einmalig genutzte Nummer“. Diese Nonce kann aus Zahlen und Buchstaben bestehen. Mit Hilfe eines Verschlüsselungsalgorithmus wird der Vorgängerblock, sowie die Daten des zu bildenden Blocks (siehe Abbildung 2 - Block Header) in eine zufällig wirkende, immer gleichlange Zeichenkette „Hash“ verwandelt. Dieser Hash ist vergleichbar mit einem digitalen Fingerabdruck eines Datensatzes. In Tabelle 1 sind zwei Beispiele für Hashwerte aufgelistet. Die kleinste Änderung in den Daten verändert den Hashwert maßgeblich. Somit würden nachträgliche Änderungen an Transaktionen sofort erkannt.

Daten Hashwert - „Hash“ mit SHA-256 (Secure Hash Algorithm)

Testwort 0f24612cca215d861fdf998b276b120121dc6b8614e1104cc9f83d0103f224f4

TestWort ea744e13336203b6f283477b95de3504b6283b1ff2e33e2bd60dfa4e2d49dcf6

Tabelle 1 Beispiel für Hashwerte von SHA-256

Das Generieren eines Hashwertes dauert nur Sekundenbruchteile. Aus diesem Grund wird ein Schwierigkeitsgrad festgelegt, der die Form der Zeichenkette vorschreibt. In diesem Fall muss die Zeichenkette mit einer bestimmten Anzahl Nullen beginnen. Im Mining Prozess muss nun eine Nonce gefunden werden, die in Verbindung mit den anderen Faktoren, so eine Zeichenkette ergibt. Es werden solange Zeichenkombinationen probiert, bis eine passende Nonce gefunden ist. Dieser Vorgang dauert circa zehn Minuten. Ist eine passende Nonce gefunden und der Block erstellt, können andere Knoten leicht überprüfen, ob die richtige Nonce verwendet wurde. Um steigende Rechengeschwindigkeit und schwankendes Interesse am Betreiben von Knoten auszugleichen, wird der Schwierigkeitsgrad so angepasst, dass immer eine bestimme Anzahl an Blöcken pro Stunde generiert wird. Sollten Blöcke zu schnell generiert werden, steigt der Schwierigkeitsgrad (vgl. Nakamoto 2008, S. 3). Für das korrekte Erstellen eines Blocks werden Miner mit Bitcoin belohnt. Abbildung 5 zeigt die Verkettung von Hashwerten von Block zu Block schematisch.

Abbildung 5 Verkettung der Hashwerte von Block zu Block (Nakamoto 2008, S. 3)


2.3 Blockchain-Modelle Blockchains können nach mehreren Kriterien klassifiziert werden. Tabelle 2 zeigt eine Übersicht.

Kriterium Ausprägungen

Distribution Verteilt, Dezentralisiert, Zentralisiert oder eine Mischform

Scriptingfähigkeit Schwache bis mächtige Programmiermöglichkeiten des Blockchain-Quellcode

Zugriffskontrolle Öffentlich, privat oder eine Mischform

Umfunktionierbarkeit Ja (Generisch) oder Nein (Applikationsspezifisch)

Nutzung von Token Ja (Beispiel: Bitcoin) oder Nein

Genehmigungsbasiert Ja oder Nein (Beispiel: Bitcoin)

Konsensschaffung Proof of Work, Proof of Stake, Proof of Activity und weitere

Tabelle 2 Unterscheidungskriterien von Blockchains (vgl. Ploom T. 2016, S. 123-124 und Schlatt 2016, S. 14-15)

Auf das Distributionsmodell wurde in Kapitel 2.2.4 und Abbildung 4 eingegangen. Scriptingfähigkeit bedeutet, wieviel Möglichkeiten die genutzte Programmiersprache einer Blockchain erlaubt. Die Blockchain kann, wie bei Bitcoin, einfach gehalten werden um Rechenkapazität zu sparen oder es wird eine vollständige Programmiersprache erlaubt. Dies ermöglicht kompliziertere Konstrukte, wie beispielsweise ausgefeilte Smart Contracts, aufzusetzen. Zugriffskontrolle kann gegeben werden, wenn eine Blockchain privat gehalten werden soll. Die Bitcoin-Blockchain ist öffentlich. Umfunktionierbar ist eine Blockchain, wenn man sie für verschiedene Anwendungen nutzen kann. Dazu gehören die bekannten Blockchains von Bitcoin, Ethereum und Hyperledger. Token sind Werteträger, die im Netzwerk genutzt werden können, um beispielsweise Rechenleistung zu entlohnen. Genehmigungsbasiert bedeutet, dass eine zentrale Instanz auswählt, welche Knoten beispielsweise eine Validierung der Blockchain vornehmen dürfen und welche nicht. Die Konsensschaffung kann auf verschiedene Weisen erfolgen. In Kapitel 2.2.5 wurde das Proof of Work Verfahren vorgestellt. Daneben existieren noch weitere Möglichkeiten wie zum Beispiel Proof of Stake. Auf das Bitcoin System übertragen hieße das, dass die Knoten mit dem höchsten Anteil an eigenen Bitcoin zur Validierung der Blockchain ausgewählt würden. Diese Knoten haben auch den größten Anreiz für eine korrekte Aufrechterhaltung des Systems (vgl. Ploom T. 2016, S. 123-123 und Schlatt 2016, S. 14-15).

Anwendungsgebiete und Potenziale der Blockchain-Technologie

19

3 Anwendungsgebiete und Potenziale der Blockchain-Technologie

In diesem Kapitel wird untersucht, inwiefern sich die Blockchain-Technologie von bisher genutzten Techniken abgrenzt und auf welchen Gebieten sie eingesetzt werden kann oder bereits wird. Anwendungsfälle und Beispiele zeigen praktische Anwendungsmöglichkeiten. Zuerst werden drei grundlegende Anwendungsfunktionen der Blockchain-Technologie abgegrenzt. Anschließend wird aufgezeigt, wie diese Funktionen branchenunabhängig Anwendung finden. Abschließend wird umrissen, welches Potenzial die Blockchain-Technologie in diversen Branchen entwickeln kann.

3.1 Grundlegende Funktionen der Blockchain-Technologie Anwendungsfälle einzelner Branchen lassen sich meist auf folgende drei Grundfunktionen der Blockchain zurückführen: Nachweis der Datenintegrität und im weiteren die Fähigkeit zur Registrierung und Beurkundung sowie die Transaktionsabwicklung.


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3.1.1 Nachweis der Datenintegrität Mit der Blockchain lässt sich nachweisen, dass Daten nicht nachträglich verändert wurden. Diese Funktion erfolgt bisher auf Softwareebene unteranderem mithilfe digitaler Signaturen oder auf Hardwareebene durch diverse Schutzmaßnahmen für Datenträger. Im Vergleich dazu bietet die Blockchain mehrere Vorteile. Die Blockchain kann nicht nur die Integrität, also die Tatsache nachweisen, dass die Daten unverändert sind. Es wird auch die Vollständigkeit einer Menge von Daten und zeitliche Reihenfolge nachgewiesen. Ein weiterer Vorteil der Blockchain ist, dass sie hardwareunabhängig funktioniert und damit beispielsweise auch für Daten in einer Cloud die Datenintegrität nachweisen kann (vgl. Burgwinkel 2016, S. 13 – 14). Der Integritätsnachweis kann wie in Tabelle 3 dargestellt ablaufen:

Arbeitsschritt Erläuterung

Datenerzeugung Die zu schützenden Daten werden außerhalb der Blockchain erzeugt.

Beispielsweise ein Dokument oder ein Datensatz wie Transaktionsdaten.

Integritätsnachweis

wird erzeugt und in

der Blockchain

gespeichert

Der Integritätsnachweis wird mit Hilfe eines Hashverfahren erzeugt und in der

Blockchain hinterlegt. Die heutige Sicherheit eines Hashverfahrens liefert die

Sicherheit des Nachweises.

Monitoring der

Integrität aller

Daten

Integrität der Daten wird periodisch geprüft, um böswillige

Datenmanipulation zu entdecken. Der Zeitabstand richtet sich nach dem

Sicherheitsbedürfnis.

Abfrage und

Verifikation der

Daten

Neben der periodischen Überprüfung des gesamten Datenbestandes können

bei Bedarf einzelne Dokumente, beispielsweise im Rahmen eines externen

Audits, geprüft werden. Tabelle 3 Ablauf eines Integritätsnachweises mittels Blockchain (vgl. Brugwinkel 2016, S. 14)

3.1.2 Registrierung und Beurkundung Die Blockchain kann genutzt werden, um nachzuweisen, dass ein Sachverhalt oder ein Zustand eines Objekts zu einem bestimmten Zeitpunkt gültig war. Der Ablauf verhält sich ähnlich zu dem des Schutzes der Datenintegrität (siehe 3.1.1), wobei in diesem Fall der Zeitpunkt und die Reihenfolge der Daten einen wichtigen Aspekt bilden. Teilnehmer des Netzwerks greifen auf die Blockchain zu und prüfen die Herkunft und Echtheit des Produkts oder ob bestimmte Kriterien zu bestimmten Zeitpunkten erfüllt waren. Typische


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Anwendungsgebiete können Registrierung von Produkten in einer Supply-Chain (siehe 3.2.3) oder Kunstwerken (siehe 3.6) sein (vgl. Burgwinkel 2016, S. 15 – 16).

3.1.3 Transaktionsabwicklung Ursprünglich als Fundament einer digitalen Währung entwickelt, bietet die Blockhain die Möglichkeit, Transaktionen sicher abwickeln zu können. Im Kapitel 2.2.3 Transaktion, ist ein Beispiel von Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk dargestellt. Die Blockchain dokumentiert für alle Teilnehmer die Buchhaltung aller Transaktionen und vereinfacht und beschleunigt damit global Transaktionsprozesse. Zentrale Instanzen die zwischen Käufer und Verkäufer vermitteln und Transaktionen sichern, sogenannte Intermediäre, werden überflüssig. Miteinander handelnde Parteien nutzen das Internet oder ein selbst geschaffenes Netzwerk um in Kontakt zu treten und Transaktionen abzuwickeln. Vorteile sind eine schnellere, vom Standort unabhängige und günstigere Abwicklung von Transaktionen.

3.2 Branchenunabhängige und -übergreifende Einsatzmöglichkeiten der Blockchain-Technologie

In diesem Kapitel werden Funktionen und Potenziale der Blockchain-Technologie erläutert, die in verschiedenen Anwendungsgebieten zum Einsatz kommen.

3.2.1 Smart Contracts Mit Smart Contracts können viele Arten von Vertragsklauseln teilweise oder vollständig selbstvollstreckend, selbstdurchsetzend oder beides gemacht werden (vgl. Bulters 2016). Handlungen werden nur ausgeführt, wenn bestimmte Zustände, die als Code im Smart Contract festgehalten sind, erfüllt sind. Mit dem verstärken Aufkommen von vernetzen Objekten im „Internet der Dinge“, werden automatische Handlungen, die sicher, stabil und nachvollziehbar ablaufen, immer wichtiger. Smart Conracts auf Blockchain-Basis bieten sich unteranderem aufgrund der Möglichkeit der Zahlung durch Token, beispielsweise Bitcoin oder Ether an. Ein weiterer Vorteil für das Nutzen von Smart Contracts auf Blockchain-Basis ist die Integrität der Daten. Daten auf einer Blockchain sind vertrauenswürdig und müssen nicht vom Menschen überprüft werden. Eine automatisierte Vertragsausführung spart allen teilnehmenden Parteien Zeit und damit Geld. Smart Contracts bieten sich für diverse Anwendungsfälle an und finden in verschiedenen Branchen Gebrauch.


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3.2.2 Intermediäre überflüssig machen Mit Bitcoin sollte das Versenden von Geldern ohne eine finanzielle Institution möglich gemacht werden (vgl. Nakamoto 2008, S. 1). Dieser Aspekt wird mit der Blockchain-Technologie auf weitere Branchen übertragen. Das betrifft vor allem zentrale Geschäftsmodelle wie Hotelketten, Mietwagenfirmen oder Taxiunternehmen (vgl. Hasse 2016, S. 40). Der Taxidienst Uber oder die Unterkunftsvermittlung Airbnb zeigen, wie erfolgreich die Dezentralisierung eines Geschäftsmodells sein kann. Die Blockchain-Technologie erweitert das System so weit, dass die Plattformen von Uber und Airbnb, die als Intermediär fungieren, überflüssig gemacht werden. Anbieter von Waren und Dienstleistungen und Kunden können mit einem Blockchain basierten System miteinander handeln, ohne sich gegenseitig vertrauen zu müssen. Die Blockchain ist unveränderlich. Betrug und Verbrechen würden unwiderruflich aufgezeichnet. Die miteinander handelnden Parteien vertrauen auf das Blockchain-System und nicht auf einen Vermittler zwischen ihnen. Intermediäre wie Banken müssen aufgrund von Spekulationen, wie in der Finanzkrise ab dem Jahr 2007, mit Steuergeldern in Milliardenhöhe gerettet werden (vgl. Frühauf 2013). Dieser Fall zeigt einen Schwachpunkt im zentralisierten System und ein Potenzial für ein dezentrales System auf Blockchain-Basis. Ein Angriff auf die Datenbasis eines Intermediäres kann dessen gesamtes System lahmlegen. Persönliche Daten der Kunden und Anbieter können entwendet werden. Beispiele wie der Angriff auf Sony im Jahr 2011, bei der über 100 Millionen Nutzerkonten betroffen waren, zeigen Schwächen eines zentralisierten Systems (vgl. Finsterbusch 2011). In einem sicheren dezentralen System entfallen diese Bedrohungen. Es existiert kein sogenannter „Single Point of Failure“, zu Deutsch: „Einzelne Stelle des Scheiterns“. Abbildung 7 veranschaulicht ein verteiltes dezentrales Prinzip.

Marktplatz

Käufer Verkäufer

Käufer

Käufer

Verkäufer Verkäufer

Abbildung 6 Blockchains unterstützen dezentrale Transaktionsmodelle (nach Burgwinkel 2016, S. 19)


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3.2.3 Ursprungsnachweis und Supply-Chain Die Blockchain-Technologie kann genutzt werden, um die Herkunft und die Stationen der Wertschöpfung eines Guts nachzuweisen. So registriert das Unternehmen Everledger Diamanten anhand 40 Datenpunkten in einer Blockchain. Ein digitaler Fingerabdruck des Guts entsteht. Damit wird Transparenz und Authentizität und damit Vertrauen in den Handel geschaffen. Risiko, Betrug, Diebstahl und Schmuggel werden verringert. Produzenten, weiterverarbeitende Betriebe, Händler und Kunden profitieren. Eine Millionen Diamanten sind in diesem System erfasst (vgl. Everledger 2017). Diese Funktion ist nicht nur für wertvolle Güter wie Diamanten geeignet. Prinzipiell universell einsetzbar, werden damit derzeit Rohstoffe wie Holz oder auch Lebensmittel geschützt (vgl. Kharif 2016). Im Falle einer Reklamation oder eines gesundheitsschädlichen Vorfalls kann exakt nachvollzogen werden, welchen Weg das Produkt genommen hat. Produzenten, Transporteure und kontrollierende Instanzen können damit zur Verantwortung gezogen werden.

3.2.4 Identitätsnachweis Ein System zum Nachweis der Identität aufbauend auf der Blockchain kann Kosten reduzieren, das Erlebnis für den Kunden verbessern und neue Möglichkeiten eröffnen. Banken, Versicherungen und Unternehmen benötigen oftmals eine Auswahl an Daten eines Kunden. Bei häufiger Änderung des Arbeitgebers, der Bank, Adresse oder anderen persönlichen Daten, entsteht immer wieder ein großer Arbeits- und Zeitaufwand für die Person und die Einrichtungen, an die die Änderung gemeldet wird, oder eine Neuanmeldung erfolgt. Die persönlichen Daten werden von der Person und von Behörden oder anderen Einrichtungen, wie einer Bank, in der Blockchain erfasst. Da die Blockchain als vertrauenswürdig eingestuft werden kann, können Institutionen den erhaltenen Daten vertrauen und müssen keine eigenen Prüfprozesse durchführen. Die Person teilt dabei nur Informationen, die sie teilen möchte und hat volle Kontrolle und Übersicht über die Daten, die den verschiedenen Institutionen bereitgestellt werden. Auf dieses System aufbauend können weitere Prozesse wie die digitale Unterschrift eingesetzt werden (vgl. Caetano 2016, S. 2-9).

3.3 Banken und finanzielle Dienstleistungen „A purely peer-to-peer version of electronic cash would allow online payments to be sent directly from one party to another without going through a financial institution“ (Nakamoto 2008, S. 1). Der Erste Satz im Bitcoin-Paper von Satoshi Nakamoto impliziert mehrere wichtige Stichpunkte: Peer-to-Peer Netzwerk, direktes Versenden von Zahlungen ohne


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Intermediär und digitale Währungen. Zusammengenommen kann die Blockchain das Finanzsystem, wie es heute existiert, radikal verändern. In diesem Kapitel werden diese Stichpunkte aufgegriffen und auf Einsatzszenarien der Blockchain im Finanzsystem von Banken und finanziellen Dienstleistungen eingegangen.

3.3.1 Übersicht Das Weltwirtschaftsforum hat 2016 einen Bericht mit dem Titel „The future of financial infrastructure – An ambitous look at how blockchain can reshape financial services“ (McWaters 2016, S. 1) herausgegeben. In diesem 130 Seiten umfassenden Bericht wurden sechs Schlüsselergebnisse, wie die Blockchain beziehungsweise die Distributed Ledger Technologie die Finanzwelt beeinflussen kann, ausgearbeitet:

1. Durch die Einrichtung neuer Finanzdienstleistungsinfrastrukturen und -prozesse, hat

die DLT das Potenzial, die Effizienz und Einfachheit von Finanzdienstleistungen zu steigern (siehe 3.3.2)

2. DLT ist kein Allheilmittel; Stattdessen sollte es als eine von vielen Technologien angesehen werden, die die Grundlage der nächsten Generation der Finanzdienstleistungsinfrastruktur bilden

3. Die Anwendungen von DLT unterscheiden sich je nach Anwendungsfall, wobei jeder die Technologie auf unterschiedliche Weise für eine Vielzahl von Vorteilen einsetzt

4. Digitale Identität ist ein wichtiger „Ermöglicher“, um Anwendungen um neue Gebiete zu erweitern; Digital Fiat (gesetzliches Zahlungsmittel), zusammen mit anderen Fähigkeiten, kann Vorteile noch verstärken (siehe 3.3.3)

5. Die beeindruckendsten DLT-Anwendungen erfordern eine enge Zusammenarbeit zwischen etablierten Unternehmen, Innovatoren und Regulatoren, was die Komplexität erhöht und die Umsetzung verzögert

6. Eine neue Finanzdienstleistungsinfrastruktur, die auf DLT aufgebaut ist, wird Prozesse neu zeichnen und Strukturen in Frage stellen, die für die heutigen Geschäftsmodelle grundlegend sind (siehe 3.3.4)

(vgl. McWaters 2016, S. 18)


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3.3.2 Steigerung der Effizienz und Vereinfachung von Finanzdienstleistungen

• Operative Vereinfachung DLT reduziert und beseitigt manuelle Anstrengungen, die zur Durchführung von Abstimmungen und zur Beilegung von Streitigkeiten erforderlich sind (vgl. McWaters 2016, S. 19). Alle Daten stehen den Teilnehmern jederzeit gleichermaßen transparent und korrekt zur Verfügung. Smart Contracts setzen Vertragsklauseln automatisch um. Damit wird eine Notwendigkeit von manuellem Eingreifen verringert und insgesamt eine Vereinfachung erzielt.

• Abwicklungszeit- und Kostenreduktion

DLT disintermediiert Dritte, die die Transaktionsüberprüfung und Validierung unterstützen (vgl. McWaters 2016, S. 19). Nach § 675s BGB gilt für Überweisungen in Euro innerhalb des europäischen Wirtschaftsraumes eine Frist von einem Geschäftstag. Vier Tage sind es für Überweisungen die nicht in Euro erfolgen. Grund für derart lange Fristen sind die alten Settlement-Systeme der Banken. Diese sind nicht für einen Echtzeitbetrieb konzipiert (vgl. Ploom M. 2016, S. 106). Überweisungen via Blockchain nehmen weltweit nur Sekunden in Anspruch. Transaktionen werden über das Internet vorgenommen, weshalb keine Intermediäre am Transfer beteiligt sind. Banken erkennen das Potenzial und bauen eigene Blockchain-Lösungen auf (vgl. Paulus 2017). Überweisungen, die nicht über mehrere Banken oder andere Intermediäre geleitet werden, sind zudem günstiger. Laut einer Erhebung der Strategieberatung LSP liegt die durchschnittliche Transaktionsgebühr für 200 US-Dollar bei Überweisungen von Bitcoin bei 0,016 % des Transaktionswertes, im Vergleich zum globalen Schnitt von 7,6 % (vgl. Jakob 2016). Die Transaktionsgebühr bei Bitcoin hängt unteranderem von der Auslastung des Systems ab. Ein optimiertes Blockchain-System von Banken könnte die Transaktionsgebühr weiter senken.

• Betrugsminimierung

In der Blockchain ist die gesamte Transaktionsgeschichte unveränderlich gespeichert (vgl. McWaters 2016, S. 19). Aufgrund der Möglichkeit des Nachweises der Datenintegrität und Registrierung und Beurkundung, hat die Betrugsminimierung mittels Blockchain-Technologie viele Facetten. Auf der finanziellen Ebene können betrügerische Transaktionen verhindert werden, da diese öffentlich verfügbar und in Echtzeit verifizierbar sind. Jede Art der Veruntreuung kann durch die Verfolgung der Blockchain erkannt werden.


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3.3.3 Virtuelle Währungen und Einsatz dieser als gesetzliches Zahlungsmittel

Coinmarketcap.com listet mit Stand 09.08.2017 1048 virtuelle Währungen mit einer gesamten Marktkapitalisierung von über 120 Milliarden Euro. Bitcoin, die erste erfolgreiche Peer-to-Peer Währung, hält knapp die Hälfte des Kapitals (vgl. CoinMarketCap 2017). Virtuelle Währungen haben im Kleinen bewiesen, dass das System funktioniert. Aufgrund der geringen Transaktionskosten und der Reduktion von Abwicklungszeiten, kann sich der positive Trend in Zukunft fortsetzen. Abwicklungen von Zahlungen kleiner als ein Cent, sogenannte Micropayments, sind für Banken kostenintensiv. Mit virtuellen Währungen können Cent-Bruchteile verschickt werden. Dieses System ist für kleine Contentanbieter wie Blogger interessant (vgl. Ploom M. 2016, S. 105). Mit virtuellen Währungen werden auch Menschen erreicht, die keinen Zugang zu einem Bankkonto, aber über ein Smartphone verfügen. Ein positiver Nebeneffekt von virtuellen Währungen ist der Rückgang von Bargeld und damit ein Rückgang von bargeldbezogener Kriminalität. Bei Diebstahl von virtuellen Währungen auf Blockchain-Basis, lässt sich der Weg des Geldes nachverfolgen. Der Einsatz von virtuellen Währungen als gesetzliches Zahlungsmittel ist denkbar.

3.3.4 Gesamtheitliche Veränderung der Finanzbranche Durch den Eintritt neuer Marktteilnehmer die die Blockchain nutzen und damit Dienstleistungen günstiger anbieten können als traditionelle Banken, verlieren Banken ihre Rolle als „Dirigent“ im Finanzsystem und können ihre Machtposition nur noch zum Teil ausüben. Banken werden gezwungen sein, sich den neuen Bedingungen anzupassen (vgl. Ploom M. 2016, S. 102). Die Einsatzmöglichkeiten der Blockchain im Finanzwesen sind vielseitig. So können wichtige Einnahmequellen der heutigen Finanzindustrie versiegen. Tabelle 4 zeigt eine Auswahl an Geschäftsmodellen, auf die die Blockchain-Technologie Einfluss nehmen kann.

Geschäftsmodell Erläuterung

Arbitrage Ausnutzen von Zins-, Kurs- oder Preisunterschieden innerhalb eines

bestimmten Zeitpunkts

Transaktionskosten Gebühreneinnahmen durch Zahlungsverkehr, Handel und

Abwicklung von z. B. Aktiengeschäften

Asset Management Vermögensverwaltung

Portfolio und Risk

Management

Zusammenstellung von Verwaltung eines Bestandes an

Investitionen Tabelle 4 Ausgewählte Geschäftsmodelle in der Finanzindustrie (Ploom M. 2016, S. 103)


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3.3.5 Anwendungsfall-/beispiel Fahrzeugleasing Visa und DocuSign haben ein System aufgebaut, mit dem ein Fahrzeug in wenigen Minuten von Fahrersitz aus geleast werden kann. Die Fahrzeug-, Kunden- und Fahrdaten sowie die Versicherungsoptionen laufen auf einer Blockchain zusammen und werden dort festgehalten. Alle Informationen werden so transparent und sicher gespeichert und ermöglichen eine personalisierte und unkomplizierte Abrechnung (vgl. Don 2016). Überweisungen in mehreren Währungen über Ländergrenzen in Echtzeit Die BNP Paribas hat mit zwei Kunden Echtzeit-Zahlungen mittels Blockchain vorgenommen. Zwischen Amcor und der Panini Group wurden Zahlungen über mehrere Konten in Deutschland, Großbritannien und den Niederlanden ausgeführt. Diese Transfers haben wenige Minuten in Anspruch genommen (vgl. Umpleby 2016, S. 1).

3.4 Versicherungen und Versicherungsdienstleistungen Die Blockchain-Technologie kann die Versicherungsbranche in verschiedener Hinsicht verändern. Vor dem Abschluss einer Versicherung müssen Informationen über den Antragsteller eingeholt werden. Mit einem vertrauenswürdigen Identitätsnachweis, bei dem der Antragssteller nur die Informationen preisgibt, die der Versicherer benötigt, kann Zeit und Geld eingespart werden (siehe 3.2.4). Ist ein Produkt versichert, können laufend Daten in der Blockchain aufgezeichnet werden. Dies schafft höhere Transparenz und verbessert Risikoprüfung und Prämienermittlung (vgl. Sofia 2016). Im Versicherungsfall ermöglichen Smart Contracts eine schnelle und unbürokratische Abwicklung. Werden auch Transaktionen von Geldern über die Blockchain abgewickelt, erreichen diese die betroffenen Versicherungsnehmer schneller.

3.4.1 Anwendungsfall-/beispiel Entschädigung bei Flugverspätung Fluglinien sind nach VERORDNUNG (EG) Nr. 261/2004 DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 11. Februar 2004 verpflichtet, Kunden bei Verspätung Schadenersatz zu zahlen. Diese werden allerdings nur schleppend und mit viel bürokratischem Aufwand erstattet. Die etherisc GmbH hat ein auf einer Ethereum Blockchain basierendes System aufgebaut, mit der eine Schadenersatzzahlung vollautomatisch bei Verspätung erfolgt (vgl. Mussenbrock 2016).


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Entschädigung bei Ernteausfall Sensoren die permanent auf Ackerflächen eines Landwirts platziert sind, registrieren permanent Niederschläge – oder deren Ausbleiben – und senden die Messdaten in die Blockchain. Falls es monatelang nicht regnet, lässt sich dies zweifelsfrei nachweisen und in einem automatisierten Prozess sogleich das Ausfallgeld überweisen. Dadurch entfallen letztlich auch Kosten und Zeitaufwand für Gutachten oder Gerichtstermine (vgl. Noller 2017).

3.5 Energieversorgung Die Anwendungsmöglichkeiten der Blockchain-Technologie in der Energieversorgung sind vielfältig. Entfernen von Intermediären, Echtheitsnachweise für Ökostrom und CO2-Zertifikate oder Einsatz von Smart Contracts im Bereich E-Mobilität und Energiehandel. Die wesentliche Anwendung ist ein dezentral gesteuertes Transaktions- und Energieliefersystem. Das mehrstufige System von Stromerzeuger, Übertragungsnetzbetreiber, Verteilnetzbetreiber bis zum Lieferanten lässt sich radikal vereinfachen, indem Erzeuger und Verbraucher direkt in Verbindung gesetzt werden. Verbraucher können mit eigenen Solaranlagen, Kleinwindanlagen oder Blockheizkraftwerken gleichzeitig Erzeuger sein (vgl. Hasse 2016, S. 16). Darüber hinaus kann die Blockchain-Technologie für ein unkompliziertes Abrechnungsmodell in der Elektromobilität eingesetzt werden (vgl. Hasse 2016, S. 18).

3.5.1 Anwendungsfall-/beispiel Stromversorgung unter Nachbarn – Brooklyn Microgrid Bei diesem Projekt in New York wird die direkte Vermarktung von Solarenergie unter Nachbarn getestet. Die technische Grundlage bildet die Ethereum-Blockchain. Energie die nicht selbst verbraucht wird, wird an benachbarte Häuser verkauft. Die Häuser sind über das reguläre Stromnetz miteinander verbunden. Transaktionen werden über eine Blockchain gesteuert und gespeichert (vgl. Hasse 2016, S. 20). Stromlieferprobleme von einem zentralen Versorger können so dezentral aufgefangen werden.


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3.6 Kunstgewerbe

„welcome to the blockchain things are about to change

open up the gates systems get replaced“

(Granger 2014) Ein Teil des Refrains im Song „Welcome To The Blockchain“ von Toby Granger. Mithilfe der Blockchain-Technologe können Kunstwerke mit einem Echtheitszertifikat geschützt werden. Es lässt sich auch jeder Eigentümer und Besitzer, den das Kunstwerk im Laufe der Zeit hatte, festhalten. Damit wird Betrug und Fälschung entgegengewirkt. In der Musikindustrie, bei der Intermediäre wie Plattenlabel und Streamingdienste für die Titel der Künstler mitverdienen, bleibt am Ende oft nur sehr wenig für den Künstler übrig (vgl. Tapscott 2016, S.291-292). Smart Contracts, die so aufgebaut sind, dass Künstler je nachdem wofür ihr Song genutzt wird, entlohnt werden, können eine direkte Verbindung zwischen Künstler und Konsumenten herstellen und für eine gerechte Entlohnung sorgen. Künstler erhalten damit auch unmittelbare und transparente Kontrolle über ihre Werke.

3.6.1 Anwendungsfall-/beispiel Musikprojekt Mycelia Die britische Künstlerin Imogen Heap hat das Projekt Mycelia für Künstler und Musikliebhaber gestartet, das sich als faires, nachhaltiges und lebendiges Musikindustrie-Ökosystem versteht. Die Blockchain soll dabei helfen, dass alle Beteiligten vollständig bezahlt werden. Alte Musikindustriemodelle sollen durch neue technologische Lösungen ersetzt werden (vgl. Heap 2017).

3.7 Öffentlicher Sektor – Verwaltung und Demokratie „Jegliche Formen von Registern, die über eine öffentliche überprüfbare Transaktionshistorie verfügen und manipulationssicher sein müssen, sind grundsätzlich für eine Blockchain-Umsetzung geeignet“ (Dapp 2017, S. 5). Nach dem Vorbild von Estland, das ein digitales System ihrer Gesellschaft aufgebaut hat (vgl. e-estonia), sind neben der Verwaltung von Grundbesitz, Krankenversicherung, Urkunden aller Art, Zeugnissen und Steuerdaten auch demokratische Wahlen mit Unterstützung der Blockchain-Technologie durchführbar. Grundlage hierfür ist eine sichere Online-Identität, die mit der Blockchain gewährleistet ist. Eine Verlagerung der Verwaltung und Wahlen auf ein sicheres Online-System, spart Bürgern


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und Behörden Zeit und Geld. Dieses Netzwerk macht den öffentlichen Dienst robuster und reaktionsschneller (vgl. Tapscott 2016, S. 267). Bürger bestimmen selbst über ihre Daten und bedienen sich bei Bedarf selbst, ohne Behörden beispielsweise für eine Beglaubigung einer Dokumentenkopie zu behelligen. Neben der Kosten- und Zeitersparnis, kann mit einem Blockchain gestützten System Korruption verhindert werden. Ist Eigentum der Bürger, beispielsweise Grundstücke, in der Blockchain erfasst, erschwert es korrupten Politikern oder korrupten Verwaltungsorganen Eigentum auf andere Personen umzuschreiben.

3.7.1 Anwendungsfall-/beispiel Zulassungsverfahren Hochschule Vorausgesetzt jeder Bürger eines Staates besitzt, wie mit dem Personalausweis, eine digitale Identifikation, so können über dieses System viele Abläufe erleichtert und transparent gemacht werden. Bewirbt sich ein potenzieller Student an einer Universität, sind Unterlagen wie ein Krankenversicherungsnachweis, Kopie des Personalausweises und Zeugniskopien vorzulegen. Diese Nachweise müssen amtlich beglaubigt sein. Für den Bewerber sind hier zeit- und kostenintensive Behördengänge notwendig. Die Universität ist anschließend mit Überprüfung und Ablage dieser Unterlagen gebunden. Bei einem Wechsel von Bachelor- auf Masterstudiengang sind teilweise die gleichen Unterlagen zu erbringen. Insgesamt kann ein sicheres Online-System diese Prozesse für alle Parteien (Bewerber, Behörden, Universität) um ein Vielfaches vereinfachen. So kann der Bewerber der Universität Zugriff auf persönliche Daten wie Anschrift und Geburtsdatum, Zeugnisse und Krankenversicherung erteilen und kontrollieren, wann und wer diese Informationen aufgerufen hat. Weniger Formalitäten und Arbeitsaufwand bedeutet, dass die Bürokratie der Universität und Behörden abgebaut wird.

3.8 Humanitär- und Entwicklungshilfe Länder in Notlagen oder Länder die allgemein auf Hilfen angewiesen sind, können auf verschiedener Hinsicht von der Blockchain-Technologie profitieren. Korruption in Verwaltung oder bei Verteilung von Hilfsgeldern und -gütern wird verringert, wenn Prozesse transparent und nachvollziehbar über eine Blockchain abgewickelt werden. Mittelsmänner, die einen Teil der Spenden abzweigen, können übergangen werden (vgl. Tapscott 2016, S. 245). Menschen ohne Konto können virtuelle Währungen nutzen. Gleiches gilt bei einer schwachen Landeswährung. Mit Smart Contracts können Transaktionen in Sekundenschnelle, beispielsweise bei Ernteausfall im Falle einer Naturkatastrophe, ausgeführt werden. UNICEF experimentiert seit 2015 mit einer eigenen virtuellen Währung: Unicoin (vgl. Carmichael 2015).


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3.8.1 Anwendungsfall-/beispiel Veruntreuung Spendengelder Erdbeben 2010 Haiti Viele Tausend Menschen starben 2010 beim Erdbeben in Haiti. Über 500 Millionen US-Dollar wurden dem Roten Kreuz gespendet. Eine anschießende Untersuchung stellte fest, dass diese Mittel fehlgeleitet wurden oder gänzlich versickerten. „Die Blockchain kann die Leistung von Entwicklungshilfe optimieren, indem sie Mittelmänner ausklammert, die sich gütlich tun, bevor das Geld sein Ziel erreicht. Zweitens steigert die Blockchain als unveränderliches Hauptbuch für Mittelflüsse die Rechenschaftspflicht von Institutionen für ihre Handlungen“ (Tapscott 2016, S. 42).

Grenzen und Problematiken der Blockchain-Technologie

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4 Grenzen und Problematiken der Blockchain-Technologie

Dieses Kapitel behandelt die Grenzen und Probleme der Blockchain-Technologie. Aus unterschiedlichen Blickwinkeln wird beleuchtet, welche Probleme sich bei der Einführung und Anwendung der Blockchain-Technologie ergeben.

4.1 Akzeptanz einer neuen Technologie Die Blockchain-Technologie muss von Endanwendern und von den potenziellen implementierenden Organen akzeptiert werden. Intermediäre, die vom disruptiven Potenzial der Blockchain-Technologie betroffen sein könnten, können sich gegen eine Einführung und Verbreitung dieser Technologie stellen. Banken verdienen an Transaktions- und Kontoführungsgebühren. Mit einer flächendeckenden und absoluten Einführung der Blockchain-Technologie in diesem Gebiet ist es möglich, dass wichtige Einnahmequellen der Banken versiegen. Die Idee, dass persönliche Daten in einem verteilten Netzwerk öffentlich gespeichert werden, kann auf Kunden und Unternehmen abschreckend wirken. Das Vertrauen, um das gesamte finanzielle Vermögen einer öffentlichen Blockchain zu übereignen, ist noch nicht gegeben. Hier wird vorerst Intermediären vertraut und traditionelle Methoden bevorzugt. „Aufgrund der technischen Komplexität und der fehlenden Akzeptanz im privaten, öffentlichen und kommerziellen Bereich für diese weitreichenden Veränderungen wird sich diese neuartige Technologie mit hoher Wahrscheinlichkeit nur allmählich und abhängig von deren Entwicklung in den kommenden Monaten und Jahren durchsetzen“ (Seffinga 2017, S. 7).


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4.2 Hype und Realität Abbildung 7 zeigt den Bitocin-Marktpreis im Verlauf der letzten zwölf Monate. Innerhalb eines Jahres hat sich der Bitcoin-Kurs von knapp unter 600 US-Dollar auf über 4500 US-Dollar gesteigert (vgl. Jenkins c 2017). Eine Verachtfachung des Marktpreises innerhalb eines Jahres. Nicht jetzt erst werden Stimmen laut, die hinter dem starken Anstieg der Kryptowährung eine Blase vermuten. Es werden Parallelen zu der Tulpen-Blase in Holland des 17. Jahrhunderts gezogen. Damals wurden Tulpenzwiebeln zum Wert eines Hauses gehandelt (vgl. Hübner 2017).

Abbildung 7 Durchschnittlicher Bitcoin-Marktpreis in US-Dollar seit September 2016 (Jenkins c 2017)

Mit diesem Hype um den Bitcoin wird auch die Blockchain intensiv in den Medien diskutiert. Es folgt, dass die Technologie für Projekte gewählt wird, obwohl sie dafür ungeeignet ist. „Ein kritisches Hinterfragen, ob denn im jeweiligen Kontext tatsächlich eine Blockchain benötigt wird, erscheint daher zwingend erforderlich“ (Baumannn 2017, S.22). Es muss abgewogen werden, ob es für neue Projekte nicht einfachere und günstigere Lösungen abseits der Blockchain-Technologie gibt. Das Weltwirtschaftsforum hat es als ein Schlüsselergebnis ihrer Studie zur Blockchain im Finanzwesen festgestellt: „Die Blockchain ist kein Allheilmittel“ (vgl. McWaters 2016, S. 18). Die Blockchain-Technologie befindet sich auf dem „Hype-Zyklus“ der aufsteigenden Technologien momentan im Bereich der „aufgeblasenen Erwartungen“. Bald wird sich eine Ernüchterung einstellen. Es sollte erkannt werden, dass das Potenzial der Blockchain-Technologie möglicherweise nicht den ersten Erwartungen entspricht. Fünf bis zehn Jahre


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sollten vergehen, bis eine wirkliche Produktivität mit dieser Technologie erreicht wird (vgl. Panetta 2017). Abbildung 8 veranschaulicht den Zyklus der Erwartungen diverser Technologien. Die Blockchain-Technologie ist mit einem roten Pfeil gekennzeichnet.

Abbildung 8 „Hype Cycle“ für aufsteigende Technologien (Gartner 2017)

4.3 Technik Die Blockchain-Technologie ist ein neues, noch nicht ausgereiftes Konzept und hat auf verschiedenen technischen Ebenen mit Problemen zu kämpfen. Je nach Anwendungsfall unterscheiden sich technische Anforderungen an eine Blockchain. Folgend genannte Probleme treten damit nicht bei allen Blockchain-Systemen auf. Mit Schwerpunkt werden Informationen der Bitcoin-Blockchain zum Vergleich herangezogen. Maßnahmen, wie die der Regierung Estlands, sind positiv angelaufen. Das digitale Verwaltungssystem, welches teilweise auf einer Blockchain aufgesetzt ist, dient den 1,3 Millionen Esten zeit- und geldsparend (vgl. e-estonia). Es ist fraglich, ob ein vergleichbares System für viele Millionen Europäer ähnlich gut funktionieren kann. Skalierbarkeit ist ein empfindlicher Faktor in Bezug der Weiterverbreitung der Blockchain-Technologie. Die folgenden Abschnitte: Transaktionen, Speicherplatz und Energieaufwand verdeutlichen dies.


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4.3.1 Transaktionen Bitcoin hat gezeigt, dass höhere Nutzerzahlen ein Blockchain-System belasten können. Es kann nur eine begrenzte Zahl an Transaktionen in einen Block aufgenommen werden und dieser muss durch den Arbeitsnachweis geprüft werden. Je mehr Menschen Bitcoin nutzen und Transaktionen tätigen, umso mehr Daten müssen in die Blockchain aufgenommen werden. Es entsteht ein Stau an unverarbeiteten Transaktionen. Auf diese Probleme kann jedoch durch Änderung der Quellcodes reagiert werden (vgl. Preuss 2017). Tabelle 4 zeigt durchschnittliche- beziehungsweise Höchstwerte an Transaktionen pro Sekunde.

Netzwerk Transaktionen pro Sekunde

VISA 47000 (Höchstwert in 2013)

PayPal 27 (Durchschnitt)

Bitcoin (Blockchain) 3,5 (Maximum)

Ethereum (Blockchain) 20 (Maximum)

Hyperledger (Blockchain) 100000 (Maximum) Tabelle 4 Transaktionen pro Sekunde verschiedener Systeme (vgl. Ploom, T. 2016, S.139)

4.3.2 Speicherplatz Die Bitcoin-Blochchain ist mit Stand 28.08.2017 bei 250 Millionen Transaktionen 130 Gigabyte groß (vgl. Jenkins b 2017). Bildet man die Transaktionen von Kreditkartenunternehmen (Amex, VISA, Master Card) und PayPal auf die Bitcoin-Blockchain ab, so würde diese 365 Gigabyte an Daten pro 24 Stunden erzeugen (vgl. Ploom, T. 2016, S. 141). Daran ist zu erkennen, dass das Konzept einer Blockchain für manche Dienste, wie dem Zahlungsverkehr, sehr speicherplatzintensiv ist. Da die Blockchain auf jedem Knoten gespeichert ist, anstatt auf wenigen Servern, wird so gesamtheitlich gesehen sehr viel Speicherplatz gebraucht.

4.3.3 Energieaufwand 74*1017 Lösungen pro Sekunde (Stand 31.08.2017) werden von Bitcoin-Minern für den Proof of Work berechnet (vgl. Jenkins a 2017). Nur alle zehn Minuten wird eine Lösung davon als Ergebnis für einen neuen Block genutzt. Diese Rechenleistung, sowie die Kühlung der Rechner, verbraucht Energie. Laut eines Berichts der ARD verbraucht das Bitcoin-Netzwerk 14 Terrawattstunden Strom jährlich und ist damit vergleichbar mit dem Energieaufwand Berlins. Bitcoin-Mining rentiert sich aufgrund der Stromkosten am meisten in Ländern wie


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Island oder China (vgl. ARD 2017). Island und andere kühlere Regionen eignen sich, neben günstigeren Strompreisen, wegen des Klimas gut für das Bitcoin-Mining. Dieser Verfahren ist auch deshalb umstritten, weil mit dem Energieverbrauch „ein CO2-Fußabdruck von Godzilla-Größe“ (Tapscott 2016, S. 330) einhergeht. Alternative konsensschaffende Verfahren, wie unter Kapitel 2.3 Konsensschaffung genannt, arbeiten mit geringem Energieaufwand.

4.3.4 Sicherheit mittels Kryptographie Die Sicherheit der Blockchain-Technologie beruht auf dessen Kryptographie. Heutige Verschlüsselungstechniken wie der Advanced Encryption Standard (AES) gelten als sicher. Die Brute-Force-Methode, also das Ausprobieren aller möglichen Eingaben, ist die einzige Möglichkeit die Verschlüsselung zu brechen. „Mit der heute zur Verfügung stehenden Rechenleistung verspricht eine Brute-Force-Methode keinen Erfolg“ (Laurent Haan 2008). Quantencomputer können das ändern. Die Rechenleistung des Quantencomputers D-Wave 2x übersteigt die heutiger Prozessoren um das 100-Millionenfache (vgl. Denchev 2016, S. 12). Heutige Verschlüsselungsverfahren sind damit in Gefahr, gebrochen zu werden. Auch wenn die Entwicklung dieser Technologie noch andauert und nicht ausgereift ist, können Blockchains wie die Bitcoins gefährdet sein. Sollten jedoch Verschlüsselungsverfahren auf Basis eines solchen Computers erstellt werden, könnte das absolut sichere Verschlüsselung ermöglichen (vgl. Lossau 2014).

4.4 Kriminalität, Recht und Regulierung Kryptowährungen, die sich der Kontrolle des Staates entziehen, können von diesem als Gefahr angesehen werden. In China herrschen strikte Kapitalkontrollen, um eine Kapitalflucht in das Ausland zu unterbinden. Bitcoin wurde als Alternative entdeckt, worauf die chinesische Regierung gedroht hatte, Handelsplattformen für Bitcoin zu schließen. Ecuador hat die Nutzung von Bitcoin gänzlich verboten. Beide Länder versuchen mit eigenen Kryptowährungen, Kontrolle auf diesem Markt wiederzugewinnen (vgl. Madeira 2017). Kryptowährungen sind zudem für Kriminelle attraktiv. Vermeintlich anonym, können Zahlungen für Erpressungen oder betrügerische Handlungen mittels Kryptowährung ausgeführt werden. Aufgrund der Pseudonymität und der Dezentralität stellt die Strafverfolgung eine besondere Herausforderung dar (vgl. Böhme 2017, S. 3). Dem Ursprungsgedanken des freien liberalen Handels stehen nun Regulierungs- und Präventionskonzepte des Staates entgegen. Regulierung kann der freien und zügigen Weiterentwicklung und Verbreitung der Blockchain-Technologie schaden. Beispielsweise könnten Investoren von Blockchain-Projekten durch einschränkende staatliche Maßnahmen abgeschreckt werden.


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Mit Smart Contracts werden Handlungen und Vertragsbestimmungen automatisch ausgeführt. Damit verschmilzt Programmcode mit Recht. Im Zeitalter des Internet of Things stehen offene Rechtsfragen im Raum, wenn Objekte selbstständig miteinander interagieren und damit Verträge eingehen und ausführen.

Fazit 38

5 Fazit

Dieses Kapitel fasst die Arbeit abschließend zusammen, stellt Potenziale und Grenzen der Blockchain-Technologie gegenüber und gibt einen Blick in die Zukunft der Blockchain-Technologie.

5.1 Zusammenfassung Zielsetzung dieser Arbeit war es, die prinzipielle Funktionsweise der Blockchain zu vermitteln und auf dieser Grundlage, Potenziale und Grenzen der Blockchain-Technologie aufzuzeigen. Um zwischen häufig genutzten Begriffen bezüglich der Blockchain-Technologie differenzieren zu können, wurden zu Beginn der Arbeit die Begriffe „Blockchain“, „Distributed Ledger“ und „Smart Contract“ erläutert. Anschließend wurde das technische Prinzip einer Blockchain anhand der Bitcoin-Blockchain vermittelt. Dazu wurde auf das grundlegende Schema und den Block selbst eingegangen. Es wurde erläutert, wie eine Transaktion im Peer-to-Peer Netzwerk abgewickelt wird und wie die Konsensfindung im Netzwerk funktioniert. Abschließend im zweiten Kapitel wurden verschiedene Arten von Blockchains vorgestellt. In Kapitel Drei wurden Potenziale der Blockchain-Technologie aufgezeigt. Dazu wurden zu Beginn drei Funktionen der Blockchain-Technologie erläutert, auf die die Anwendungen aufbauen: Datenintegrität, Registrierung & Beurkundung und Transaktionsabwicklung. Im Anschluss wurden branchenübergreifende und -unabhängige Anwendungen der Blockchain-Technologie dargelegt. Mit den Potenzialen der Blockchain-Technologie in der Finanzbranche

Fazit 39

beginnt der branchenspezifische Blick auf Potenziale der Blockchain-Technologie. Hier wurden einige Branchen näher betrachtet, auf die die Blockchain-Technologie Einfluss nehmen kann. Das vierte Kapitel befasst sich mit den Grenzen der Blockchain-Technologie. Hier wurden Limitierungen der Blockchain-Technologie nach Aspekten der Akzeptanz, realistischen Betrachtung, Technik, juristischem Recht und staatlichem Einfluss untersucht.

5.2 Ergebnis und Ausblick Die Blockchain-Technologie ist eine Verknüpfung von kryptographischen Werkzeugen und verteilten Datenbanken. Beides existierte vor dem Whitepaper von Satoshi Nakamoto, der die Kryptowährung Bitcoin ins Leben gerufen hat. Die intelligente Kombination beider Techniken hat, zuerst langsam und jetzt mit dem seit einigen Jahren stärker werdenden Bitcoin, immer mehr an Aufmerksamkeit gewonnen. Mit dieser Aufmerksamkeit entstehen neue Ideen und Geschäftsmodelle. Es werden Investitionen getätigt und Start-Ups gegründet. Die Blockchain-Technologie hält Einzug in traditionell konservative Branchen wie dem Bankwesen und bringt damit Leben und Aufbruch in eingefahrene Prozesse und Strukturen. In Verbindung mit Smart Contracts und digitalen Währungen kann die Blockchain-Technologie Menschen im Alltag, Beruf und Krisensituationen unterstützen. Hauptfunktionen der Blockchain sind das Nachweisen der Datenintegrität und die Transaktionsabwicklung. Datenintegrität in Verbindung mit einem Zeitstempel ermöglicht eine Registrierung und Beurkundung. Die Blockchain-Technologie findet damit Einsatz in finanziellen und nicht-finanziellen Gebieten. Technische Limitationen befinden sich meist im Wandel. Die Blockchain-Technologie, selbst ein Produkt des technischen Fortschritts, hat mit technischen Problemen, wie der Skalierbarkeit zu kämpfen. Gleichzeitig wiederrum wird Speicherplatz immer günstiger und platzsparender. Es ist vorstellbar, dass die Blockchain-Technologie vermehrt Einsatz für Aufgaben findet, bei denen Skalierbarkeit zu vernachlässigen ist, beziehungsweise keine großen Datenmengen zu erwarten sind. Quantencomputer bergen künftig eine Gefahr für die kryptographischen Sicherheitsmaßnahmen der Blockchain-Technologie, können jedoch auch eine neue Ära der Kryptographie einläuten und damit die Blockchain-Technologie verbessern. Mit steigender Reife und Erfahrung in der Entwicklung und dem Einsatz der Blockchain werden Prozesse beschleunigt und Fehlerquellen eliminiert. Blockchain-Lösungen werden günstiger und damit attraktiver. Im Laufe der nächsten Jahre, wenn sich die Euphorie gelegt und die Blockchain allgemein an Akzeptanz gewonnen hat, wird sich zeigen, welche Anwendungen sich auf Dauer gewinnbringend umsetzen lassen. Viele Blockchain-Projekte

Fazit 40

sind „Open-Source“, können also von jedem mitgestaltet werden und da Transparenz von je her ein Markenzeichen der Blockchain-Technologie ist, wird dessen Entwicklung in naher Zukunft kein Einhalt geboten. Ein produktiver Einsatz der Blockchain-Technologie ist in fünf bis zehn Jahren zu erwarten.

Literaturverzeichnis 41

6 Literaturverzeichnis

ARD, 2017. Umweltsünder Bitcoin [online]. So viel Strom verbraucht der Bitcoin wirklich [Zugriff am: 29. August 2017]. Verfügbar unter: http://boerse.ard.de/anlageformen/devisen/umweltsuender-bitcoin100.html

BARAN, P., 1964. On Distributed Communications: I. Introduction to Distributed Communications Networks [Online]. Santa Monica [Zugriff am: 4. Juni 2017]. Verfügbar unter: https://www.rand.org/pubs/research_memoranda/RM3420.html

BAUMANN, C., O. DEHNUNG, D. HÜHNLEIN, A. JANHOFF, A. KUDRA, P. LANG, S. PIROZHKOV, M. RAUMANN, J.-M. SCHMIDT und S. STOMMEL, 2017. TeleTrust-Positionspapier "Blockchain" [online]. Handreichung zum Umgang mit Blockchain [Zugriff am: 31. August 2017]. Verfügbar unter: https://www.teletrust.de/fileadmin/docs/publikationen/broschueren/Blockchain/2017_TeleTrusT-Positionspapier_Blockchain__.pdf

BITCOIN PROJECT A. Bitcoin Developer Guide [online] [Zugriff am: 15. Juli 2017]. Verfügbar unter: https://bitcoin.org/en/developer-guide

BITCOIN PROJECT B. Wie funktioniert Bitcoin? [online] [Zugriff am: 15. Juli 2017]. Verfügbar unter: https://bitcoin.org/de/wie-es-funktioniert

BÖHME, R., J. GRZYWOTZ, P. PESCH, C. RÜCKERT und C. SAFFERLING, 2017. Prävention von Straftaten mit Bitcoins und Alt-Coins [online]. Handlungsempfehlung zur Regulierung virtueller Kryptowährungen [Zugriff am: 31. August 2017]. Verfügbar unter: https://www.vstr.rw.fau.de/files/2017/01/BITCRIME_HE_DE_EN.pdf

BRÜHL, V., 2017. Bitcoins, Blockchain und Distributed Ledgers [online]. Wirtschaftsdienst, 97(2), 135-142. ISSN 0043-6275 [Zugriff am: 29. Mai 2017]. Verfügbar unter: doi:10.1007/s10273-017-2096-3


BULTERS, J. und J. BOERSMA, 2016. Blockchain – the benefits of smart contracts [online]. 5 blockchain use cases in financial services [Zugriff am: 4. August 2017]. Verfügbar unter: https://www2.deloitte.com/nl/nl/pages/financial-services/articles/3-blockchain-the-benefits-of-smart-contracts.html

BURGWINKEL, D., Hg., 2016. Blockchain Technology. Einführung für Business- und IT Manager. Berlin: De Gruyter Oldenbourg. ISBN 9783110487312.

BURGWINKEL, D., 2016. Blockchaintechnologie und deren Funktionsweise verstehen. In: D. BURGWINKEL, Hg. Blockchain Technology. Einführung für Business- und IT Manager. Berlin: De Gruyter Oldenbourg, S. 3-50. ISBN 9783110487312.

CAETANO, R., 2016. Know Your Customer [online]. (KYC) [Zugriff am: 22. August 2017]. Verfügbar unter: https://stratumn.com/pdf/use-cases/KYC.pdf

CARMICHAEL, S., 2015. Unicoin - The first currency dedicated to good launched today [online] [Zugriff am: 24. August 2017]. Verfügbar unter: http://www.unicef.ca/en/press-release/unicoin-the-first-currency-dedicated-to-good-launched-today

COINMARKETCAP, 2017. Crypto Currency Market Capitalizations [online] [Zugriff am: 9. August 2017]. Verfügbar unter: https://coinmarketcap.com/all/views/all/

DAPP, M.M., D. BALTA und H. KRCMAR, 2017. Blockchain - Disruption der öffentlichen Verwaltung? [online]. Eine Technologie zur Neugestaltung der Verwaltungsprozesse [Zugriff am: 24. August 2017]. Verfügbar unter: http://www.kas.de/wf/doc/kas_49305-544-1-30.pdf?170622171027

DENCHEV, V.S., S. BOIXO, S.V. ISAKOV, N. DING, R. BABBUSH, V. SMELYANSKIY, J. MARTINIS und H. NEVEN, 2016. What is the Computational Value of Finite-Range Tunneling? [online]. Physical Review X, 6(3). ISSN 2160-3308 [Zugriff am: 30. August 2017]. Verfügbar unter: doi:10.1103/PhysRevX.6.031015

DON, A.J., 2016. Die Zukunft des Automobil-Leasings ist einfach Klicken, Unterschreiben, Fahren [online] [Zugriff am: 4. August 2017]. Verfügbar unter: https://www.docusign.de/blog/die-zukunft-des-automobil-leasings-ist-einfach-klicken-unterschreiben-fahren/

E-ESTONIA, 2017. https://e-estonia.com/ [online] [Zugriff am: 25. Juni 2017]. Verfügbar unter: https://e-estonia.com/

EUROPEAN CENTRAL BANK, 2012. VIRTUAL CURRENCY SCHEMES [online] [Zugriff am: 29. August 2017]. Verfügbar unter: http://www.ecb.europa.eu/pub/pdf/other/virtualcurrencyschemes201210en.pdf

EVANS-GREENWOOD, P., 12. April 2016. Bitcoin, Blockchain & distributed ledgers. Caught between promise and reality [Online] [Zugriff am: 25. Juni 2017]. Verfügbar unter: https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/au/Images/infographics/au-deloitte-technology-bitcoin-blockchain-distributed-ledgers-180416.pdf


EVERLEDGER, 2017. Welcome to the digital vault of the future. [online] [Zugriff am: 22. August 2017]. Verfügbar unter: https://www.everledger.io/

FINSTERBUSCH, S., 2011. Der große Datenklau [online] [Zugriff am: 5. September 2017]. Verfügbar unter: http://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/netzwirtschaft/sony-der-grosse-datenklau-1625574.html

FRÜHAUF, M., 2013. Millardengrab Bankenrettung [online]. Teuer für den Steuerzahler [Zugriff am: 5. September 2017]. Verfügbar unter: http://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/wirtschaftspolitik/teuer-fuer-den-steuerzahler-milliardengrab-bankenrettung-12535343.html

GARTNER, 2017. Gartner Hype Cycle for Emerging Technologies, 2017 [online] [Zugriff am: 7. September 2017]. Verfügbar unter: http://blogs.gartner.com/smarterwithgartner/files/2017/08/Emerging-Technology-Hype-Cycle-for-2017_Infographic_R6A.jpg

GRANGER, T. und J. ROSE, 2014. Welcome To The Blockchain. (The Bitcoin Song) [Online]. Santa Monica [Zugriff am: 27. Juni 2017]. Verfügbar unter: https://www.youtube.com/watch?v=YbzNJr26H-4

HASSE, F., A. von PERFALL, T. HILLEBRAND, E. SMOLE, L. LAY und M. CHARLET, 2016. Blockchain - Chance für Energieverbraucher? [online] [Zugriff am: 23. August 2017]. Verfügbar unter: http://www.verbraucherzentrale.nrw/media242404A

HEAP, I., 2017. Mycelia [online] [Zugriff am: 23. August 2017]. Verfügbar unter: http://myceliaformusic.org/

HÜBNER, M., 2017. Warum der Bitcoin-Hype schnell zu Ende sein kann [online]. Parallelen zur Tulpenmanie [Zugriff am: 31. August 2017]. Verfügbar unter: http://www.focus.de/finanzen/experten/parallele-zur-mutter-aller-spekulationsblasen-vieles-erinnert-an-die-tulpenmanie-warum-der-bitcoin-hype-schnell-zu-ende-sein-kann_id_7232680.html

JAKOB, H. Bitcoin ist günstiger und schneller [online] [Zugriff am: 8. August 2017]. Verfügbar unter: http://lsp.de/wp-content/uploads/2015/02/20160816_mb_Bitcoins_LSP-003.jpg

JENKINS A, A., 2017. Bitcoin Kurs [online] [Zugriff am: Dann aktuelles Datum]. Verfügbar unter: https://blockchain.info/

JENKINS B, A., 2017. Blockchain Size [online]. The total size of all block headers and transactions. Not including database indexes. [Zugriff am: 29. August 2017]. Verfügbar unter: https://blockchain.info/de/charts/blocks-size

JENKINS C, A., 2017. Market Price (USD) [online]. Average USD market price across major bitcoin exchanges. [Zugriff am: 31. August 2017]. Verfügbar unter: https://blockchain.info/de/charts/market-price?timespan=1year

KHARIF, O., 2016. Wal-Mart Tackles Food Safety With Trial of Blockchain [online] [Zugriff am: 22. August 2017]. Verfügbar unter: https://www.bloomberg.com/news/articles/2016-11-18/wal-mart-tackles-food-safety-with-test-of-blockchain-technology


LAURENT HAAN, K., 2008. Advanced Encryption Standard (AES) [online] [Zugriff am: 30. August 2017]. Verfügbar unter: https://www.codeplanet.eu/tutorials/cpp/51-advanced-encryption-standard.html

LEWIS, A., 2015. Bits on Blocks [online] [Zugriff am: 15. Juli 2017]. Verfügbar unter: https://bitsonblocks.files.wordpress.com/2015/09/bitcoin_blockchain_infographic1.jpg

LEWIS, A., 2015. Inside Bitcoin's Blockchain [Online] [Zugriff am: 5. Juli 2017]. Verfügbar unter: https://bitsonblocks.files.wordpress.com/2015/09/bitcoin_blockchain_infographic1.jpg

LOSSAU, N., 2014. Was die neuen Superrechner alles können [online] [Zugriff am: 30. August 2017]. Verfügbar unter: https://www.welt.de/wissenschaft/article123501740/Was-die-neuen-Superrechner-alles-koennen.html

MADEIRA, A., 2017. http://bitcoinist.com/china-trials-bitcoin-suck/ [online] [Zugriff am: 30. August 2017]. Verfügbar unter: http://bitcoinist.com/china-trials-bitcoin-suck/

MCWATERS, R.J., 12. August 2016. The future of financial infrastructure. An ambittious look at how blockchain can reshape financial services [Online] [Zugriff am: 21. Juni 2017]. Verfügbar unter: http://www3.weforum.org/docs/WEF_The_future_of_financial_infrastructure.pdf

MEITINGER, T.H., 2017. Smart Contracts [online]. Informatik-Spektrum, 39, 1-5. ISSN 0170-6012 [Zugriff am: 5. Juli 2017]. Verfügbar unter: doi:10.1007/s00287-017-1045-2

MITSCHELE, A., 2017. Smart Contract [online] [Zugriff am: 15. Juli 2017]. Verfügbar unter: http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Archiv/-2046029604/smart-contract-v2.html

MUSSENBROCK, C. und S. KARPISCHECK, 2016. etherisc.com [online] [Zugriff am: 4. August 2017]. Verfügbar unter: https://fdd.etherisc.com/

NAKAMOTO, S., 2008. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System [Online] [Zugriff am: 25. Juni 2017]. Verfügbar unter: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf

NOLLER, S., 2017. INNOVATION AUF DER INSURTECH WEEK: DIE BLOCKCHAIN-VERSICHERUNG [online] [Zugriff am: 16. August 2017]. Verfügbar unter: https://www.experten.de/2017/05/16/innovation-auf-der-insurtech-week-die-blockchain-versicherung/

PANETTA, K., 2017. Top Trends in the Gartner Hype Cycle for Emerging Technologies, 2017 [online]. Enterprises should explain the business potential of blockchain, artificial intelligence and augmented reality. [Zugriff am: 7. September 2017]. Verfügbar unter: http://www.gartner.com/smarterwithgartner/top-trends-in-the-gartner-hype-cycle-for-emerging-technologies-2017/

PAULUS, S., 2017. Trade Finance: Sieben Banken planen Blockchain-Plattform [online] [Zugriff am: 4. August 2017]. Verfügbar unter: http://www.dertreasurer.de/news/cash-


management-zahlungsverkehr/trade-finance-sieben-banken-planen-blockchain-plattform-56191/

PLOOM, M., 2016. Blockchainbasierte Geschäftsmodelle in der Finanzindustrie. In: D. BURGWINKEL, Hg. Blockchain Technology. Einführung für Business- und IT Manager. Berlin: De Gruyter Oldenbourg, S. 99-123. ISBN 9783110487312.

PLOOM, T., 2016. Blockchains - wichtige Fragen aus IT-Sicht. In: D. BURGWINKEL, Hg. Blockchain Technology. Einführung für Business- und IT Manager. Berlin: De Gruyter Oldenbourg, S. 124-147. ISBN 9783110487312.

PREUSS, M., 2017. Bitcoin Cash: Was man über die bevorstehende Fork wissen sollte [online] [Zugriff am: 29. August 2017]. Verfügbar unter: https://www.btc-echo.de/bitcoin-cash-fork-was-man-wissen-sollte/

SCHLATT, V., A. SCHWEIZER, N. URBACH und G. FRIDGEN, 2016. Blockchain: Grundlagen, Anwendungen und Potenziale [Online] [Zugriff am: 27. Juli 2017]. Verfügbar unter: http://www.fim-rc.de/Paperbibliothek/Veroeffentlicht/642/wi-642.pdf

SEFFINGA, J., L. LYONS und A. BACHMANN, 2017. Die Blockchain (R)evolution – Die Schweizer Perspektive [online] [Zugriff am: 28. August 2017]. Verfügbar unter: https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/ch/Documents/innovation/ch-de-innovation-blockchain-revolution.pdf

SOFIA, 2016. How Blockchain Technology Can Improve the Insurance Industry [online] [Zugriff am: 16. August 2017]. Verfügbar unter: https://letstalkpayments.com/how-blockchain-technology-can-improve-the-insurance-industry/

TAPSCOTT, D. und A. TAPSCOTT, 2016. Die Blockchain-Revolution. Wie die Technologie hinter Bitcoin nicht nur das Finanzsystem, sondern die ganze Welt verändert. 2. Auflage. Kulmbach: Plassen Verlag. ISBN 9783864703881.

THEYMOS, 2010. Blockchain. Graph of block chain splitting [Online] [Zugriff am: 5. Juli 2017]. Verfügbar unter: https://en.bitcoin.it/w/images/en/d/df/Blockchain.png

UMPLEBY, A., 21. Dezember 2016. BNP PARIBAS COMPLETES ITS FIRST REAL-TIME BLOCKCHAIN PAYMENTS [Online]. Paris [Zugriff am: 4. August 2017]. Verfügbar unter: http://cdn-pays.bnpparibas.com/wp-content/blogs.dir/64/files/2016/12/Press-Release_BNP-Paribas_First-Real-Time-Blockchain-Payments_21-12-16.pdf


Versicherung uber Selbstständigkeit Hiermit versichere ich, dass ich die vorliegende Arbeit ohne fremde Hilfe selbstständig verfasst und nur die angegebenen Hilfsmittel benutzt habe. Hamburg, den _______________ __________________________