Wie funktioniert die Blockchain-Technologie?

Hochschule München - Forschungsprojekt - CarEngChainNet - Car Engineering Prozesse auf Basis Blockchain Netzwerk

Einsatz von Blockchain-Technologie im Bereich Product Lifecycle Management und Modell Based Systems Engineering wird an der HS München erforscht und getestet

Im Forschungsprojekt „CarEngChainNET“ werden die Möglichkeiten neuester Industrie 4.0- und Digitalisierungstechnologien, wie der Einsatz von Blockchain (BC) im Bereich Model-Based Systems Engineering mit den dazugehörigen Produktdaten- (PDM) und Produktlebenszyklus- (PLM) Management-Informationen, ganzheitlich betrachtet. Dabei soll eine Blockchain-Plattform namens „CarEngChainNet“ (Proof of Concept) im Bereich Engineering für das Management von Software und Engineering-Prozessen innerhalb des Product Lifecycle Managements erforscht und entwickelt werden.

Aktuell führen unstimmige Datenstände zu massiven Herausforderungen in Engineering-Prozessen. Dies liegt unter anderem daran, dass es innerhalb des Product Lifecycle Managements und des Software Engineering Prozesses keine richtige Handhabung von Softwareständen für die „Bedatung“ der Fahrzeuge gibt. Des Weiteren gibt es aktuell große Herausforderungen für viele Engineering-Prozesse Transparenz, Integrität und volle Nachweisbarkeit bezogen auf Datenstände sicherzustellen. Um diesen Herausforderungen entgegen zu wirken, sollen auf Basis einer neuen Plattform namens „CarEngChainNet“ und mittels der Blockchain-Technologie neue Lösungen auf dem Gebiet des Engineering-Prozesses entwickelt werden. Hierzu werden neue Main- und Sub-Chains entwickelt, die ein manipulationssicheres Datenmanagement über die gesamte PLM-Kette mit neuen Methoden wie Modell basiertem Systems Engineering von der Anforderung, über die Funktion bis hin zur Integration der Komponenten in unterschiedlichen Bereichen der Entwicklung erlauben. Hierzu soll das Munich Agile Concept für Modell Based Systems Engineering namens MAGIC zum Einsatz kommen.

Herr Prof. Dr. Vahid Salehi, der das Projekt CarEngChainNet wissenschaftlich leitet, freut sich über den Einsatz einer sehr relevanten und durchaus wichtigen Technologie, die in einem industriellen Umfeld erforscht wird. „Wir werden mit diesem Forschungsprojekt an der Hochschule München neue Technologiefelder betreten und einen wesentlichen wissenschaftlichen Beitrag dazu leisten.“

„Wir befinden uns in der Frühphase der Krypto-Evolution“

Inzwischen gibt es neben dem Bitcoin einen Haufen Weiterentwicklungen und Nachfolgeprojekte. Ständig tauchen neue Coins auf. Welche Kryptowährungen haben die besten Überlebenschancen?

Bitcoin wurde als Zahlungsmittel entwickelt, wird aber auch als Wertspeicher und Leitwährung der Kryptowährungen benutzt. Das klappt seit 2008 gut – aber mehr kann der Bitcoin bis dato nicht. Er wurde nur für diesen Zweck konzipiert. Änderungen und Weiterentwicklungen sind sehr schwierig und langwierig, da sich das ganze Netzwerk einigen muss.

Ethereum speichert dagegen keine Münzen, sondern Programmcodes auf der Blockchain-Datenbank, sogenannte Smart Contracts. Smart Contracts sind programmierte Verträge, die sich automatisch ausführen, nach dem Motto „Wenn x passiert, mache y“, also zum Beispiel: Wird der Song X abgespielt, tätige eine Überweisung von Y an den Künstler. Auf der Blockchain sind solche Verträge unveränderbar, günstig, einfach nutzbar – das Potenzial ist quasi grenzenlos.

Ein anderes interessantes Projekt ist NEO aus China. Neben den Smart Contracts bringt NEO digitale Assets und eine digitale Identität mit. Damit können neben Serviceleistungen der Smart Contracts auch Eigentum, etwa Immobilien, oder Identitätsnachweise, etwa Personalausweise, auf der Blockchain gespeichert werden. Diebstahl und Fälschung werden so, vor allem im digitalen Raum, sehr viel schwieriger. Ein weiteres Feature von NEO ist die Möglichkeit, mit anderen Blockchains verknüpft zu werden. Damit kann NEO sein Ecosystem schnell erweitern.

Für den Bereich des Internet der Dinge sind die Krypto-Technologien besonders vielversprechend. In der Abwicklung von M2M-Kommunikation nicht auf Mittelsmänner zurückgreifen zu müssen, soll IOTA ermöglichen, ein Projekt aus Deutschland, das 2017 mit großem Erfolg einen „Crowdsell“ durchgeführt hat, um sich über eine breite Community zu finanzieren.

Wie funktioniert die Blockchain-Technologie?

Wie funktioniert die Blockchain-Technologie? Ein Guide für Anfänger

Fast jeder hat von der Blockchain gehört und das ist cool. Aber nicht jeder versteht, wie sie funktioniert. Dieser Artikel zeigt, dass Blockchain-Technologie keine Magie ist.

Was ist die Blockchain?

Eine Blockchain ist ein Tagebuch, das nahezu unmöglich zu fälschen ist.

Hash Funktion

Stellen Sie sich vor, dass 10 Leute in einem Raum beschließen, eine neue Währung zu schaffen. Sie müssen sich merken, wohin die Guthaben fließen, und eine Person - nennen wir ihn Bob - hat beschlossen, eine Liste aller Ereignisse in ein Tagebuch zu schreiben:

Ein Mann - nennen wir ihn Jack - beschließt, Geld zu stehlen. Damit dies nicht auffällt, ändert er Einträge im Tagebuch.:

Bob bermerkt, dass jemand sein Tagebuch verändert hat, und möchte es verhindern.

Er findet ein Programm mit dem Namen Hash Funktion, das Text in eine Reihe von Zahlen und Buchstaben umwandelt, so wie in der Tabelle unten.

Ein Hash ist eine Reihe von Zahlen und Buchstaben, die von einer Hash Funktion erzeugt wurden. Eine Hash ist eine mathematische Funktion, die variable Zahlen und Zeichen in eine Zeichenkette mit festgelegter Länger umwandelt. Selbst eine kleine Änderung in der Zeichenkette erzeugt einen komplett neue Hash.

Nach jedem Eintrag trägt er also einen Hash ein. Das neue Tagebuch sieht folgedermaßen aus:

Jack beschließt, erneut Einträge zu ändern. In der Nacht holt er sich das Tagebuch, ändert einen Eintrag und generiert einen neuen Hash.

Bob bemerkt, dass wieder jemand durch sein Tagebuch gegangen ist. Er beschließt, Einträge komplizierter zu machen, und fügt dazu am Ende jedes Eintrags einen Hash ein, der aus dem aktuellen Eintrag und dem vorhergehenden Eintrag besteht. Dadurch hängt jeder Eintrag vom vorhergehend ab.

Wenn Jack nun einen Eintrag ändern möchte, muss er die Hashes aller vorangegangenen Einträge auch ändern. Jack will allerdings unbedingt mehr Geld und verbringt die ganze Nacht damit, die Hashes zu berechnen und zu ändern.

Nonce

Aber Bob möchte nicht aufgeben. Er beschließt, eine Nummer nach jedem Eintrag einzufügen. Diese Nummer nennt sich "Nonce". Eine "Nonce" sollte so gewählt werden, dass der daraus entstehende Hash auf zwei Nullen endet.

Um einen Einträge zu fälschen, müsste Jack viele Stunde verbringen, um eine Nonce für jede Zeile zu finden.

Noch wichtiger allerdings ist, dass nicht nur Personen, sondern auch Computer diese Nonce nicht schnell herausfinden können.

Nodes

Später bemerkt Bob, dass es zu viele Einträge gibt und dass er das Tagebuch nicht ewig so weiterführen kann. Als er 5.000 Transaktionen geschrieben hat, wandelt er sie in eine einseitige Tabelle um. Mary überprüft, dass alle Transaktionen korrekt sind.

Bob verteilt sein Tabellentagebuch auf 5.000 Computer auf der ganzen Welt. Diese Computer nennen sich Nodes. Jedes Mal, wenn eine Transaktion passiert, muss sie von den Nodes bestätigt und auf Korrektheit geprüft werden. Sobald alle Nodes die Transaktion geprüft haben, gibt es eine elektronische Abstimmung, da manche Nodes glauben, dass die Transaktion korrekt ist, und manche glauben, dass sie Betrug ist.

Die oben erwähnten Nodes sind Computer. Jeder Node hat eine Kopie des digitalen Kontobuchs oder Blockchain. Jeder Node überprüft die Gültigkeit jeder Transaktion. Wenn eine Mehrheit der Nodes sagt, dass eine Transaktion gültig, dann wird sie in einen Block geschrieben.

Wenn Jack nun einen Eintrag verändert, werden alle anderen Computer den originalen Hash haben. Sie würden die Veränderung nicht erlauben.

Block

Diese eine Tabelle nennt sich Block. Die ganze Blockfamilie nennt sich Blockchain. Jeder Node hat eine Kopie der Blockchain. Sobald ein Block eine gewisse Anzahl an bestätigten Transaktionen enthält, wird ein neuer geformt.

Die Blockchain aktualisiert sich selbst alle zehn Minuten automatisch. Kein zentraler Computer muss das den anderen Computer befehlen.

Sobald die Tabelle oder das Kontobuch aktuell sind, können sie nicht mehr verändert werden. Daher ist es unmöglich, sie zu fälschen. Man kann nur neue Einträge hinzufügen. Das Register wird auf allen Computern im Netzwerk gleichzeitig aktualisiert.

Wichtige Punkte:

Eine ist eine Art Tagebuch oder Tabelle, die Informationen über Transaktionen enthält. Jeder Transaktion generiert einen Hash. Ein Hash ist eine Zeichenkette aus Zahlen und Buchstaben. Transaktionen werden in der Reihenfolge eingefügt, in der sie passieren. Die Reihenfolge ist dabei sehr wichtig. Der Hash hängt nicht nur von der Transaktion, sondern auch vom vorhergehenden Hash ab. Selbst eine kleine Änderung in der Transaktion führt zu einem komplett neuen Hash. Die Nodes stellen sicher, dass keine Transaktionen verändert wurden, indem sie den Hash überprüfen. Sobald eine Transaktion von der Mehrheit der Nodes bestätigt wurde, wird sie in einen Block geschrieben. Jeder Block verweist auf den vorangegangenen Block und zusammen machen diese Blöcke die Blockchain aus. Eine Blockchain ist effektiv, wenn sie über many viele Computer verteilt ist, die alle eine Kopie der Blockchain besitzen. Diese Computer werden Nodes genannt. Die Blockchain aktualisiert sich alle 10 Minuten selbst.

Wallets, digitale Signaturen, Protokolle

Bob hat die 10 Leute zusammengerufen. Er musste ihnen die neue Coin erklären.

Jack hat der Gruppe seine Sünden gebeichtet und aus tiefstem Herzen entschuldigt. Um seine Aufrichtigkeit zu beweisen, hat er Ann und Mary ihre Coins zurückgegeben.

Nachdem nun alles aus der Welt geschaffen ist, hat Bob verkündet, dass so etwas nicht noch einmal passieren darf. Er hat entschieden, dass eine digitale Unterschrift (digital signature) implementiert werden muss, um Transaktionen zu bestätigen. Zuerst hat er allen einу Wallet gegeben.

Was ist eine Wallet?

Eine Wallet ist eine Reihenfolge von Zahlen und Buchstaben, wie zum Beispiel 18c177926650e5550973303c300e136f22673b74. Dies ist eine Adresse, die in verschiedenen Blocks innerhalb der Blockchain auftauchen wird, sobald Transaktionen stattgefunden haben. Keine sichtbaren Aufzeichnungen, wer mit wem eine Transaktion durchgeführt hat, nur die Nummer der Wallet. Die Adresse jeder Wallet ist auch ein öffentlicher Schlüssel.

Erfahren Sie mehr in diesem Artikel “Bitcoin Wallets: Alles, was sie wissen müssen".

Digitale Signature

Um eine Transaktion durchzuführen, brauchen Sie zwei Dinge: eine Wallet, welches im Grunde genommen eine Adresse ist, und einen privaten Schlüssel. Der private Schlüssel ist eine Reihenfolge zufälliger Zahlen. Jedoch muss diese, anders als die Adresse, in jedem Fall geheim gehalten werden.

Wenn jemand sich dazu entscheidet, Coins an jemand anderes zu senden, muss diese Person die Nachricht mit der Transaktion mit dem privaten Schlüssel unterschreiben. Das Zwei-Schlüssel-System ist das Herz der Verschlüsselung und Kryptografie und existiert länger als die Blockchain. Es wurde in den 70er-Jahren das erste Mal vorgestellt.

Sobald die Nachricht abgeschickt wurde, wird sie zu der Blockchain übertragen. Das Netzwerk der Nodes überprüft dann, ob die Transaktion in der Nachricht valid ist. Wenn die Validität geprüft ist, wird die Transaktion auf den Block gelegt und danach kann die Information nicht mehr geändert werden.

Was sind kryptografische Schlüssel?

Ein kryptografischer Schlüssel ist eine Reihenfolge von Zahlen und Buchstaben. Kryptografische Schlüssel werden durch einen Key-Generator oder Keygens generiert. Diese Keygens benutzten hohe Mathematik unter Einbeziehung von Primzahlen, um Schlüssel zu generieren.

Protokolle

Die Blockchain besteht aus individuellen Verhaltensspezifikationen, ein großes Regelwerk, das einprogrammiert wurde. Diese Spezifikationen werden Protokolle genannt. Die Implementierung gewisser Protokolle hat Blockchain zu dem gemacht, was es ist — eine dezentralisierte, Ende-zu-Ende und sichere Datenbank.

Die Blockchain-Protokolle gewährleisten, dass das Netzwerk so läuft, wie die Erfinder es sich vorgestellt haben, obwohl es komplett autonom und von niemanden gesteuert wird. Hier sind einige Beispiele für Protokolle, die in der Blockchain implementiert sind:

Input Informationen jeder Hashnummer müssen die Hashnummer des vorherigen Blocks beinhalten.

Das Honorar für einen erfolgreich geminten Block halbiert sich jedes Mal nach 210.000 abgeschlossenen Blocks.

Um die Dauer zum Minen eines Block auf ungefähr 10 Minuten zu halten, wird die Mining Difficulty jede 2.016 Block neu kalkuliert.

Proof-of-Work

Das Platzieren einer Transaktion in einen Block wird auch das erfolgreiche Bestehen der Proof-of-Work-Challenge genannt und wird von speziellen Nodes namens Miner ausgeführt.

Es ist ein System, dass weitere Arbeit für den Antragsteller verlangt, meistens mit Bearbeitungszeit eines Computers verbunden. Ein Proof-of-Work zu erstellen ist ein Zufallsprozess mit geringer Wahrscheinlichkeit. Das bedeutet, dass normalerweise viele Fehlversuche mit sich bringt, bevor ein korrekter Proof-of-Work generiert wird. Wenn es um Bitcoins geht, ist der Hash der Proof of Work.

Was ist Mining?

Miner sind Nodes, die Blocks produzieren, indem sie das Proof-of-Work-Problem lösen. Wenn ein Miner einen Block erstellt hat, der von einem elektronischen Konsens von Nodes anerkannt wird, wird er mit Coins belohnt. Bitcoin-Miner bekommen 12,5 Bitcoins pro Block (Stand: Oktober 2017).

Diese Belohnung ist nicht der einzige Ansporn für Miners, ihre Hardware zu benutzen. Sie können außerdem Transaktionsgebühren von Bitcoinusern entgegen nehmen. Wegen der riesigen Masse an Transaktionen, die innerhalb des Bitcoin-Netzwerk getätigt werden, sind die Transaktionsgebühren in die Höhe geschossen. Obwohl die Gebühren freiwillig vom Sender kommen, bearbeiten Miner die Tranfers, die eine höhere Gebühr mit sich bringen, mit einer größeren Priorität. Wenn Sie also nicht willens sind, eine hohe Gebühr zu bezahlen, kann Ihre Transaktion eine sehr große Abwicklungsdauer in Anspruch nehmen.

Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel: "Was ist Mining”.

Wichtige Punkte:

Wenn Sie digitales Geld besitzen, brauchen Sie eine digitale Wallet. Eine Wallet ist eine Adresse auf der Blockchain. Eine Wallet ist ein öffentlicher Schlüssel. Jemand, der eine Transaktion durchführen möchte, muss eine Nachricht mit der Transaktion verschicken, die mit seinem privaten Schlüssel unterschrieben ist. Bevor eine Transaktion genehmigt wird, muss sie von jeder Node geprüft werden, indem in einem speziellen elektronischen Verfahren abgestimmt wird, der sich von dem Wahlverfahren der meisten Länder unterscheidet. Eine Transaktion wird von Minern, die eine spezielle Node darstellen, auf einen Block gelegt. Die Computer, die im Netzwerk die Blockchain aufrecht erhalten, werden Nodes genannt. Miner legen die Transaktionen auf die Blocks, in Erwiderungen zu der Proof-of-Work-Challenge. Nachdem ein Miner erfolgreich einen Block "geschlossen" hat, bekommt er eine Belohnung, welche sich im Moment auf 12,5 BTC beläuft, und sie können die Transaktionsgebühr der Bitcoinhalter behalten. Die Interaktion auf der Blockchain unterliegt gewissen Regeln, auch Protokolle genannt, die auf der Blockchain implementiert sind. Kryptografie ist unerlässlich, um Diebe daran zu hindern, die Blockchain zu hacken. Kryptografische Schlüssel werden durch einen Key-Generator oder Keygens generiert. Diese Keygens benutzten hohe Mathematik unter Einbeziehung von Primzahlen, um Schlüssel zu generieren. Ein Block beinhaltet einen Zeitstempel, eine Verweis auf den vorherigen Block, die Transaktion und ein rechnerische Aufgabe, die zuerst gelöst werden muss, bevor der Block auf die Blockchain gelangt. Das dezentralisierte Netzwerk an Nodes, das übereinstimmen muss, macht Betrug auf der Blockchain nahezu unmöglich.

Prinzipien der Blockchain

Dezentralisierte Datenbank

Die Datenbank ist die Blockchain, und jede Node auf der Blockchain hat Zugriff auf die gesamte Blockchain. Keine Node und kein Computer reguliert die Informationen, die er beinhaltet. Jede Node ist fähig, die Einträge der Blockchain zu überprüfen. Dies geschieht, ohne dass eine oder mehrere Mittelsmänner die Kontrolle über alles haben.

Es ist baulich dezentralisiert, sodass keine Schwachstellen gibt. Es gibt keine Schwachstelle, die die Blockchain zum Einsturz bringen könnte.

Logischerweise sind die Nodes der Blockchain zentralisiert, während die Blockchain ein verteiltes Netzwerk ist, dass gewisse einprogrammierte Aktionen durchführt.

Peer-to-Peer (P2P) Übertragung

Übereinstimmend mit dem ersten Prinzip geschieht Kommunikation direkt zwischen den einzelnen Seiten anstatt in einer zentraler Node. Informationen über das, was auf der Blockchain passiert, wird gespeichert und wird von Node zur Node weitergegeben. Somit werden Informationen durch das ganze Netzwerk verbreitet.

Transparenz und Pseudonymität zugleich

Jeder, der die Blockchain genauer betrachtet, kann jede Transaktion und ihren Hashwert sehen. Jeder, der die Blockchain benutzt, kann anonym bleiben, falls sie das wünschen, oder Sie können Ihre Identität preisgeben. Alles, was Sie auf der Blockchain sehen, ist ein Eintrag der Transaktion zwischen Blockchain Adressen.

Records

Sobald der Eintrag der Transaktion auf der Blockchain gespeichert ist und die Blockchain aktualisiert ist, kann dieser Eintrag nicht mehr geändert werden. Der Grund dafür besteht darin, dass jeder Transaktionseintrag mit dem nächsten Eintrag verbunden ist. Die Blockchain-Einträge sind permanent, chronologisch geordnet und für jede andere Node zugänglich. Das Diagramm zeigt einen Auszug aus der Bitcoin-Blockchain.

Warum ist es unmöglich, das Netzwerk abzuschalten?

Da die Nodes über die ganze Welt verteilt sind, ist es praktisch unmöglich, dass das komplette Netzwerk von einer einzelnen Partei übernommen werden kann.

Warum ist es nahezu unmöglich, ein Block zu fälschen?

Der Grund, weshalb es nahezu unmöglich ist, einen Block zu fälschen, ist der, dass die Validität und dazu noch die Miteinbeziehung in die Blockchain von einem elektronischen Konsens determiniert wird. Es gibt Tausende Nodes verteilt über die ganze Welt und, um das ganze Netzwerk zu übernehmen, bräuchte man einen Computer, dessen Rechenleistung alles übersteigen würde.

Kann man die Blockchain als normale Datenbank benutzen?

Kann man 3 GB Daten genauso auf der Blockchain speichern, wie man es auf Access, Filemaker or MySql macht? Das wäre keine gute Idee. Die meisten Blockchains sind nicht dafür ausgelegt oder es mangelt an Kapazitäten.

Normalerweise benutzen Online-Datenbänke einen Client-Server-Netzwerk. Das bedeutet, dass User mit Zugangsrechten den Inhalt der Datenbank verändern können, aber die eigentliche Kontrolle in den Händen eines Administrators liegt. Bei Blockchain-Datenbanken ist jeder User dafür zuständig, das Netzwerk aufrechtzuerhalten, zu berechnen und jeden neuen Eintrag zu aktualisieren. Alle Nodes müssen zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass sie zum gleichen Ergebnis kommen.

Die architektonische Art der Blockchain beinhaltet auch, dass jede Node unabhängig arbeiten und ihre Ergebnisse mit dem Rest des Netzwerks abgleichen muss. Einen Konsens zu erreichen kann also sehr zeitaufwendig sein. Deshalb sind Blockchain-Netzwerke - im Vergleich zu traditionellen digitalen Transaktionstechnologien - eher langsam.

Allerdings gibt es Versuche, Datenbanken basierend auf der Blockchain-Technologie herzustellen. BigchainDB ist das erste und führende Unternehmen in dieser Richtung. Die Entwickler haben eine Enterprise-Class-Datenbank genommen und ihre Technologie hinzugefügt. Zugleich haben sie die drei Schlüsselattribute der Blockchain hinzugefügt. Dezentralität, Unveränderbarkeit und Fähigkeit, Gelder zu registrieren und zu verschieben. Ob das, was sie erschaffen haben, nützlich ist, muss noch geklärt werden.

Wichtige Punkte:

Die Blockchain ist eine Datenbank, die zwischen allen Nodes verteilt ist. Nicht eine, sondern mehrere Nodes können die Blockchain steuern. Jede Node ist fähig, eine Transaktion zu validieren. Jeder Datenaustausch auf der Blockchain ist P2P. Jeder Benutzer der Blockchain kann anonym bleiben, wenn er es will. Alle Transaktionen, die auf der Blockchain durchgeführt werden, werden auch auf ihr gespeichert. Das bedeutet, dass jede Transaktion jedes Nutzers öffentlich und vollständig transparent ist, obwohl die Nutzer anonym sind. Sobald eine Transaktion auf der Blockchain dokumentiert und die Blockchain aktualisiert ist, kann diese Transaktion nicht mehr verändert werden. Keine Person oder Organisation kann die Blockchain abschalten. Obwohl die Blockchain politisch und architektonisch dezentralisiert ist, ist sie logischerweise zentralisiert.

Wo kann die Blockchain genutzt werden?

Im folgenden Teil des Artikels werden wir ein paar der vielfältigen Nutzungen der Blockchain besprechen. Wir werden vielfach den Begriff Smart Contract nutzen. Lass uns aber zuerst den Begriff definieren.

Die Blockchain ist ideal für Smart Contracts.

Was sind Smart Contracts?

Smart Contracts definieren die Regeln und Strafen einer Abmachung, so ähnlich wie klassische Verträge. Allerdings ist dabei ein großer Unterschied, dass Smart Contracts diese Pflichten automatisch vollstrecken. Die Verträge sind so programmiert, dass sie bei der Erfüllung gewisser Kriterien automatisch ausgeführt werden.

1. Ein Garantieanspruch

Oftmals ist die Erledigung von Garantieansprüchen teuer, zeitaufwendig und kompliziert für den, der den Anspruch stellt. Es ist möglich, Smart Contracts für die Blockchain zu implementieren, die diesen Prozess deutlich einfacher gestalten.

In der Vergangeheit werden bei einem Anspruch alle Überprüfungen von Menschen durchgeführt, was nicht nur zeitaufwendig ist, sondern auch Raum für menschliche Fehler lässt. Das wird unnötig werden, wenn Überprüfungen, ob Kriterien erfüllt wurden, automatisch von der Blockchain ausgeführt werden. Sobald alle Verpflichtungen erfüllt sind, wird die resultierende Auszahlung automatisch ausgeführt. Das kann alles mit minimaler menschlicher Beteiligung ausgeführt werden.

Eine der Lösungen, die Deloitte anbietet, ist eine Miteinbeziehung eines QR-Codes auf der Quittung. Der QR-Code beinhaltet alle wichtigen Informationen des Einkaufs: Artikel, Seriennummer, Tag des Kaufs und so weiter. Der QR-Code beinhaltet außerdem die Anleitung, wie man einen "Garantie-Bot" im Facebook Messenger findet. Der User kann ein Bild der Quittung zu diesem Bot schicken, das Programm entschlüsselt den QR-Code und speichert alle Produktinformationen auf der Blockchain.

2. Derivatives

Derivatives werden in Aktienbörsen verwendet und befassen sich mit dem Wert des Anlagegegenstands. Smart Contracts beim Handeln von Aktien könnten die derzeitigen Praktiken revolutionieren, indem sie Derivatives nach und nach automatisieren und die Kosten des Handels reduzieren. Davon würde die gesamte Wirtschaft profitieren. Zahlungen könnten innerhalb von Sekunden abgewickelt werden, anstatt innerhalb von drei Tagen, wie es im Moment der Fall ist. Das Benutzen von Smart Contracts und Peer-to-Peer Handel wird zu einer gängigen Methode und resultiert in einer kompletten Revolution des Aktienhandels. Barclays und einige weitere Unternehmen haben bereits Möglichkeiten getestet, Derivatives mit Smart Contracts zu handeln, kamen aber zu dem Schluss, dass diese Technologie nicht funktionieren wird, ohne dass die Banken mitarbeiten und die Technologie implementieren.

3. Versicherungsansprüche

Mit Smart Contracts können gewisse Kriterien für spezifische versicherungsbezogene Situationen etabliert werden. Theoretisch könnten Sie mit der Implementierung der Blockchain-Technologie Ihre Versicherungsansprüche online einsenden und eine augenblickliche, automatische Auszahlung erhalten. Vorausgesetzt, dass Ihr Anspruch alle Kriterien erfüllt. Der französische Versicherungsgigant AXA ist die erste große Versicherungsgruppe, die Versicherungen anbietet, die mit die Blockchain-Technologie arbeiten. Kürzlich haben sie eine neue Flügverspätungs-Versicherung eingeführt, die Smart Contracts verwendet, um Auszahlungen zu speichern und auszuführen. Andere Versicherungsunternehmen werden diesen Trend sicherlich folgen.

4. Überprüfung der Identität

Zu viel Zeit und Mühe wird momentan auf die Überprüfung der Identität verschwendet. Wenn man die Dezentralisierung der Blockchains benutzt, wäre die Überprüfung der Online-Identität viel schneller. Online-Identitätsinformationen, die an einer zentralen Stelle gespeichert wurden, würden durch Smart Contracts auf der Blockchain verschwinden. Computerhacker hätten keinen zentralisierten verwundbaren Punkt, den sie attackieren können. Die Datensätze sind manipulationsgeschützt und unveränderlich, wenn sie auf der Blockchain gespeichert sind. Auf der ganzen Welt führt die Blockchain zu Verbesserungen der Identitätsüberprüfung.

Die Schweizer Stadt Zug verwendet eine dezentralisierte App (DAPP), um die elektronischen Identitäten der Bürger zu überprüfen. Ein weiterer Hersteller von DAPPs zur Identitätsprüfung heißt Oraclize in Estland. Sie vermarkten eine DAPP, um das KYC (Kenne deine Kunden) Problem zu lösen. Dies ist von größter Bedeutung bei der Überprüfung der Identität. Das Unternehmen Thomson Reuters arbeitet an einer weiteren DAPP zur Identitätsprüfung via Ethereum.

5. Das Internet der Dinge (IoT)

Das Internet der Dinge ist ein Netzwerk aus realen Geräten, Fahrzeugen und andere Produkten, ausgestattet mit Software, Antriebselementen, Sensoren und Netzwerkverbindung, die eine Verbindung zum Internet herstellen können. Diese Ausstattung ermöglicht solchen Gegenständen, Daten zu sammeln und auszutauschen. Blockchain und Smart Contracts sind perfekt dafür geeignet.

Es wird prognostiziert, dass Projekte, die Smart Contracts benutzten, schon bald sehr geläufig werden. Das marktführende IT-Forschungsunternehmen Gartner stellte die Prognose, dass bis 2020 mindestens 20 Milliarden Endgeräte mit dem Netzwerk verbunden sein werden. Diese Geräte verwenden Ethereum Smart Contracts, wie beispielweise Ethereum lightbulb, Ethereum BlockCharge, die mit dem Aufladen von Elektrofahrzeugen zusammenhängt, und zuletzt CryptoSeal, das ist ein manipulationsgeschütztes Siegel für Arzneimittelsicherheit.

Blockchain wird eine große Rolle im Internet der Dinge spielen, es wird aber auch Möglichkeiten einführen, das IoT gegen Hackerangriffe zu schützen. Da es mit dezentralisierten Kontrollen gebaut wurde, sollte ein Sicherheitsprotokoll gut genug skalierbar sein, dass es den rapiden Wachstum des Internets der Dinge abdecken kann. Vielmehr wird der starke Schutz der Blockchain gegen Datenmanipulation Betrüger davon abhalten, Fehlinformationen zu vermitteln und damit Heim-, Firmen- oder Transportsysteme zu stören.

6. Achivierung und Datenspeicherung

Google Drive und Dropbox haben die elektronische Archivierung von Dokumenten sorgfältig entwickelt, benutzen jedoch zentralisierte Methoden. Zentralisierte Websites stellen immer eine große Verlockung für Hacker dar. Blockchain und Smart Contracts bieten Wege, diese Gefahr erheblich einzudämmen.

Es gibt viele Blockchain-Projekte, die sich diesem Problem annehmen. Meist gibt es nicht genug Speicherplatz auf den Blockchains selbst, jedoch sind dezentralisierte Cloud-Speicher Systeme, wie zum Beispiel Storj, Sia, Ethereum Swarm und so weiter, verfügbar. Aus der Sicht des Users funktionieren diese wie jeder andere Cloud-Speicher auch. Der Unterschied besteht darin, dass der Inhalt auf mehreren Computern anstatt in Datenzentren von anonymen Nutzern gespeichert wird.

7. Der Schutz des geistigen Eigentums

Das Archivieren durch eine Blockchain bietet viel mehr Schutz des geistigen Eigentums als jemals zuvor. Eine App namens Ascribe, die auch eine Blockchain benutzt, bietet diesen Schutz bereits.

8. Kriminalität

Gesetzesbrecher müssen ihre erbeutetes Geld verstecken und tarnen. Im Moment geschieht dies unter anderem über gefälschte Bankkonten, Glückspiel und Offshore-Unternehmen. Es gibt viele Bedenken, was die Transparenz von Kryptowährungstransaktionen angeht. Jedoch können alle Regulationen, wie zum Beispiel das Identifizieren von Beteiligten und Informationen, Aufzeichnungen der Transaktionen und sogar Vollstreckungsmaßnahmen im Kryptowährungssystem existieren.

Sobald die Technologie mehr Aufmerksamkeit des Mainstreams wecken, erlangen Blockchain und Smart Contracts das Potenzial, Geldwäsche-Methoden unwirksam und leicht nachweisbar zu machen.

9. Soziale Medien

Im Moment können Soziale Medien Organisationen frei über die privaten Daten ihrer User bestimmen. Dies ist ein Milliardengeschäft für sie. Durch Blockchain und Smart Contracts können die User der Sozialen Medien ihren persönlichen Daten verkaufen, wenn sie das möchten. Solche Ideen werden gerade am MIT unter die Lupe genommen. Das Ziel des OPENPDS/SA Projekts ist es, den Benutzer die Möglichkeit zu geben, durch die Blockchain-Technologie das Ausmaß der Privatsphären selbst bestimmen zu können.

10. Der Verwendung von Smart Contracts bei Wahlen und Umfragen

Wahlen und Umfragen könnten durch Smart Contracts erheblich verbessert werden. Es gibt zahlreiche Apps, wie zum Beispiel Blockchain Voting Machine, Follow My Vote und TIVI. Jede verspricht, Betrug zu dezimieren, während volle Transparenz der Ergebnisse und die Anonymität der Stimmen gewährleistet werden. Wie dem auch sei, es liegt noch ein langer Weg vor uns, bis dezentralisierte Abstimmungen flächendeckend implementiert werden.

Einschränkungen und Schwachstellen

Jedes Blockchain-Netzwerk ist abhängig von der Menge der aktiven User. Um das volle Potenzial ausschöpfen zu können, muss ein Netzwerk robust und über eine Vielzahl von Nodes verteilt sein.

Im Moment gibt es kein Blockchain-Netzwerk, dass die gleiche Transaktionsdichte der führende Kreditkartenherausgeber, wie Visa oder MasterCard, stemmen könnte. Stand 2017 steht der Blockchain noch ein langer Weg bevor, bis es fähig ist, die Giganten der Finanzwelt zu ersetzen.

Zuletzt gibt es immer die theoretische Möglichkeit, dass ein Blockchain-Netzwerk bei der Skalierung an seine Grenzen stößt. Wenn es eine Organisation irgendwie schafft, die Kontrolle über die Mehrheit der Nodes eines Netzwerk zu übernehmen, ist die Blockchain nicht länger dezentralisiert.

Blockchain-Investitionsklima

Als Bitcoins Preis 2017 zum zweiten Mal den Rekordwert von 4.000 Euro erreichte, gab es keine weitere Investmentoption, die so frenetisch gefeiert wurde, wie Kryptowährungen und die Blockchain-Technologie. Mehr und mehr erkennt die Öffentlichkeit und Regierungsbeauftrage die Vorteile, und die meistens Bedenken könnten widerlegt werden. Viele Unternehmen haben schon in die Technologie investiert und es hat etwas zu bedeuten, dass der Technologiegigant IBM in Erwägung zieht, "Arbeitskraft" in diesen Sektor zu investieren.

Um Kunden zur Loyalität zu bewegen und ein Belohnungssystem einzuführen, händigen viele Unternehmen Kreditkarten aus. Samsung hat sich kürzlich mit Blocko zusammengetan, um durch die Blockchain-Technologie sichere Transaktionen ihrer Kreditkarten zu gewährleisten. Samsung möchte in Zukunft neue Unternehmen gründen, die digitale Identitäten, digitales Geld und digitale Bezahlung nutzen.

Einem Bericht vom Oktober 2017 zufolge gab es 42 Eigenkapitalinvestments allein im Jahre 2017, die einem Wert von 262 Millionen Euro entsprechen. Der aktivste Investor ist ein japanisches Dienstleistungsunternehmen namens SBI Holding, mit Anteilen in acht Blockchainunterehmen. Das digitale Kraftpaket Google ist der zweit größte aktive Investor, mit Anteilen von Bitcoin-Wallet-Unternehmen und Ripple, einem Unternehmen, das mit einem Blockchain-basierenden Geldtransfersystem arbeitet.