Blockchain

Blockchains sind eine Art verteiltes elektronisches Register um Informationen dauerhaft, transparent und vertrauenswürdig zu speichern und zugänglich zu machen, ohne dass auf eine zentrale Instanz zurückgegriffen werden muss. Im folgenden Kapitel wird die grundsätzliche Funktionsweise von Blockchains erläutert. Dazu werden zuerst grundlegende Technologien wie kryptografische Hash-Funktionen, kryptografische Puzzles, Merkle-Bäume und digitale Signaturen vorgestellt. Anschließend werden Datenstrukturen von Blockchains und das Vorgehen zum Hinzufügen von neuen Blöcken erläutert. Ebenso wird auf Smart Contracts eingegangen, die der Hinterlegung und verteilten Ausführung von Algorithmen in Blockchains dienen und die Grundlage für dezentrale Anwendungen (DApps) bilden. Als Ausblick werden Limitationen und aktuell in Entwicklung befindliche Ansätze im Bereich Blockchains vorgestellt, um eine Einschätzung der auf diesem Gebiet zu erwartenden Fortschritte zu geben.

Die Blockchain-Technologie steht derzeit verstärkt im Fokus der Öffentlichkeit. Neben dem Einsatz als Kryptowährung wird der Einsatz dieser relativ jungen Technologie auch in Unternehmen betrachtet. Die dadurch entstehenden Angebote können etablierte Unternehmen herausfordern, bspw. durch Effizienzsteigerung oder neue Geschäftsmodelle. Daher stellt sich die Frage, ob der Einsatz von Blockchain-Technologie auch im eigenen Unternehmen sinnvoll ist um den technologischen Anschluss an Konkurrenten nicht zu verlieren. Dieser Frage vorgelagert müssen Einsatzszenarien für Blockchain-Technologie identifiziert und entsprechend bewertet werden. In diesem Artikel wird der Auswahlprozess für Einsatzszenarien am Praxisbeispiel eines Energienetzbetreibers betrachtet. Hierfür wird zunächst die Problemstellung konkretisiert und ein Überblick über Entscheidungsmodelle zum Einsatz von Blockchain gegeben. Anschließend wird das Beispielunternehmen und seine Ausgangssituation beschrieben sowie der durchgeführte Auswahlprozess dargestellt. Der dabei ausgewählte Anwendungsfall wird auf seine Verbesserungspotenziale durch Blockchain betrachtet, die Konzeption für den Einsatz wird vorgestellt und das Projekt wird bewertet. Abschließend werden Handlungsempfehlungen für den Umgang mit der Blockchain-Technologie in Unternehmen gegeben.

Ein signifikanter Effekt digitaler Technologien besteht darin, dass sie traditionelle, unternehmerische Organisationsformen disruptieren. Neue digitale Technologien führen zu zunehmend flacheren, offeneren und dezentraleren Formen der Unternehmensorganisation. Dieser Wandel ist in der gesamten Wirtschaftswelt spürbar. Herkömmliche Regulierungsmethoden stoßen vermehrt an ihre Grenzen, zumal der technologische Fortschritt vergleichsweise rapide voranschreitet. Die Implikationen für Regulierungsbehörden und andere politische Entscheidungsträger scheinen offensichtlich. Zwischen traditionellen regulatorischen Modellen und moderneren Unternehmensorganisationen entsteht ein Spannungsverhältnis. Es erscheint angebracht, das Verständnis dieser neuen Organisationsformen als notwendige Voraussetzung für die Entwicklung passender(er) Regulierungsmodelle zu vertiefen. Der vorliegende Beitrag bietet eine Einführung in die Welt der digitalen Transformation aus rechtlicher Sicht.

Blockchain-Anwendungen werden bisher primär für marktbezogene Transaktionen diskutiert. Wir ergänzen dies und fokussieren auf organisationsinterne Steuerungsprozesse. Dabei loten wir das Potenzial von Custom Tokens und Smart Contracts besonders für die Koordination und Steuerung von Projekten aus. Anwendungsversuche und Forschungen sind hier bisher noch spärlich. Das Projektmanagement bietet sich an, weil es sich durch eine hohe Standardisierung auszeichnet und bereits heute in hohem Masse durch IT unterstützt wird. Smart Contracts lassen sich mit entsprechenden Sprachen für die Implementierung von Projektaufträgen, von Meilensteinen sowie „Gates“ und des Projektabschlusses anwenden. Custom Tokens bieten dazu die Möglichkeit der Anreizgestaltung. Wir beleuchten mögliche Effekte vor dem Hintergrund sozialpsychologischer und organisationsbezogener Forschungen.

Unternehmen sind bestrebt, ihre vorhandenen Prozesse aus der analogen Welt durch den Einsatz moderner Informationstechnologie (z. B. Industrie 4.0, Cloud Computing) in digitale Prozesse zu überführen oder bereits teilweise digitalisierte Prozesse innerhalb eines Konzerns zu integrieren. Mit dem somit vernetzten Unternehmen wird die Grundlage für „intelligente“ Wertketten gelegt. Beispielsweise sind zwischen den verbundenen Gesellschaften in einem Konzern die Verrechnungen von Dienstleistungen, wie z. B. für die Leistungen einer zentralen IT-Abteilung, eine der häufigsten Leistungsbeziehungen. Die hierfür notwendigen Verrechnungspreise unterliegen besonderer Regelungen, u. a. sind alle konzerninternen Transaktionen im Vorfeld durch schriftliche Intercompany-Vereinbarungen zu regeln. Dies stellt für die Unternehmen einen hohen administrativen Aufwand dar. Dieser Beitrag greift die aktuellen Herausforderungen auf und entwirft in einer Fallstudie mit der Blockchain-Technologie und den Smart Contracts ein Lösungsszenario, welches sowohl die Prozesseffizienz einer intelligenten Wertkette im Blick hat als auch die Anforderungen aus dem Steuerrecht. Hierzu werden die Anforderungen aus der Fallstudie den Eigenschaften der Blockchain-Technologie gegenübergestellt. Aufgrund der hohen steuerlichen Relevanz wird das Lösungsszenario von Fachleuten aus dem Steuerrecht evaluiert.

Kryptowährungen, die Blockchain-Technologie sowie verschiedene Neuerungen im Bereich der geltenden Richtlinien für Finanzdienstleister haben eine Vielzahl neuer Geschäftsmodelle und Unternehmen, sogenannte FinTechs, hervorgebracht. Ziel dieses Kapitels ist es, FinTechs hinsichtlich der Bedrohung für etablierte Finanzdienstleister zu analysieren. Aus der Literatur werden zu diesem Zweck Bewertungskriterien abgeleitet, die anhand eines festgelegten Bewertungsschemas auf die Ausprägungen von insgesamt 38 FinTechs angewendet werden. Die Ausprägungen der einzelnen Kriterien und des ermittelten Gesamtwerts lassen eine Bewertung der FinTechs hinsichtlich des potenziellen Risikos auf etablierte Finanzdienstleister zu. Die Ergebnisse zeigen, dass das größte Bedrohungspotenzial von der Kryptowährung Bitcoin und der Blockchain-Technologie ausgeht.

Aktuell wird in diversen Branchen der Einsatz der Blockchain-Technologie diskutiert, erprobt und evaluiert. Insbesondere im Bankensektor zeigt sich ein enormes Potenzial, das durch den Einsatz der Blockchain-Technologie erschlossen werden kann. Um Praxisakteure beim Einsatz der Blockchain-Technologie zu unterstützen, wird in diesem Beitrag zunächst eine Übersicht über mögliche Einsatzbereiche der Blockchain im Bankensektor präsentiert. Außerdem werden Chancen und Herausforderungen, die mit der Blockchain-Technologie im Bankensektor verbunden sind, zusammengefasst und diskutiert. Darauf aufbauend werden Handlungsempfehlungen ausgesprochen und ein Vorgehensmodell vorgestellt, das für die Einführung der Blockchain-Technologie in Banken genutzt werden kann, um (IT-)Entscheidern zu unterstützen.

Seit der ersten Anwendung in der Kryptowährung Bitcoin wurden die Potenziale der Blockchain in vielfältigen Anwendungen untersucht. Auch in Anwendungen des Steuerbereichs lassen sich erste Potenzialanalysen und technische Implementierungen identifizieren. Diese Arbeiten motivieren den Einsatz der Blockchain unter anderem mit der Schaffung von Transparenz in Steuerfragen und der Vermeidung der Manipulation steuerrelevanter Daten. Die Anwendungsfelder im Steuerbereich reichen von der Unterstützung der Abgabeprozesse (Zölle und Steuern), über Dokumentations- und Auskunftspflichten (Verrechnungspreise, Umsatzsteuer und Kapitalerträge) bis hin zur Betriebsprüfung. Während diese Arbeiten vereinzelte Problemstellungen adressieren, bleibt die anwendungsübergreifende Evaluation der Blockchain für den Steuerbereich aus. In diesem Beitrag wird daher untersucht, inwiefern sich die Blockchain eignet, eine Steuer-Compliance zu unterstützen.

Durch eine Integration von Blockchain in bereits bestehende IT-Unternehmenslandschaften können neue Potenziale und Geschäftsideen entstehen. Beispielsweise ergeben sich durch die Kombination von Blockchain-Technologien mit betrieblichen Anwendungen wie Enterprise-Resource-Planning-Systemen, Synergieeffekte zur Verbesserung und Abwicklung neuer und bestehender Geschäftsprozesse im Bereich Supply-Chain-Management. Insbesondere durch die Integration einer Blockchain in den Procure-to-Pay-Prozess als unternehmensübergreifende Datenbasis kann eine sogenannte Single-Source-of-Truth für das Zuliefernetzwerk geschaffen werden. Damit können das Vertrauen zwischen den einzelnen Handelspartnern erhöht sowie die Prozesse schneller, transparenter und kostengünstiger abgewickelt werden. Die derzeitige Forschung auf diesem Gebiet steht dabei aber erst am Anfang, so dass es noch erheblich an Erfahrung bei der Integration von Blockchain in bestehende Unternehmenslandschaften mangelt. Für einen produktiven Einsatz der Technologie im Procure-to-Pay-Prozess müssen beispielsweise in Zukunft noch einige integrative und technologische Herausforderungen bewältigt und weitere Erfahrungen gesammelt werden. Im Rahmen des Forschungsbeitrages werden daher die Anforderungen und Herausforderungen bei der Integration anhand eines praxisorientierten Anwendungsszenarios der Daimler AG ermittelt. Auf Basis von Experteninterviews wird ein konzeptionelles Architekturmodell vorgestellt und die Realisierbarkeit anhand einer prototypischen Implementierung evaluiert.

Der folgende Beitrag ist eine Erweiterung von Wickboldt und Kliewer (2018a) und verschafft einen Überblick über verschiedene Facetten und Dimensionen des Einsatzes von Hyperledger Fabric in der Supply Chain. Dazu wird anhand einer Fallstudie zur Dokumentation von Werkstattereignissen in der Luftfahrtindustrie auf die Herausforderungen und Erfahrungen eingegangen, die bei der Umsetzung eines Proof-of-Concept gemacht wurden. Der Geschäftsprozess und dessen Herausforderungen werden beschrieben. Weiter wird auf Lessons Learned aus der Konfiguration von Hyperledger Fabric für einen stabilen und performanten Betrieb eingegangen.

Fast eine Billion US$ sollen in die von China initiierte New Silk Road Initiative investiert werden. Eine Entwicklungshilfeinitiative in logistische Infrastruktur, die Unternehmen weltweit zu einer Erweiterung der Produktions- und Vertriebsstandorte verhelfen soll. Um die vielfältigen Waren-, Geld- und Informationsströme entlang der entstehenden komplexen Liefernetzwerke effizient abzubilden, bedarf es mehr als der heute etablierten Systeme. Die Blockchain Technologie bietet in diesem Zusammenhang hochinteressante Anwendungsmöglichkeiten und Potenziale, um die mit besagtem Megaprojekt einhergehenden Herausforderungen zu bewältigen. Es bietet sich aufgrund der Fortschritte im Bereich der Industrie 4.0 in den vergangenen Jahren an, den Einsatz der Blockchain Technologie nicht nur in der Logistik, sondern als Basis zur Integration von Liefer- und Wertschöpfungstätigkeiten zu erforschen, um eine holistische Supply Chain, bestehend aus Produktion und Logistik, entlang der New Silk Road zu erschaffen – die New Silk Road 4.0.

Dieser Artikel beschreibt verschiedene Einsatzmöglichkeiten der Blockchain-Technologie in der maritimen Logistik. Die Zahl der interessierten Akteure in dieser Branche ist in den letzten Jahren stark gestiegen. Neben den gewohnten Spielern am Markt versuchen Startups Nischen zu belegen, indem Konzepte aus den Bereichen künstliche Intelligenz, Automatisierung und Blockchain miteinander verknüpft werden. Wegen der fragmentierten Struktur dieses globalen Marktes ist es allerdings schwer einzuschätzen, wann die notwendigen Voraussetzungen (bspw. Gesetzesänderungen) für den Einsatz von Lösungen, die auf Blockchain-Technologien basieren, geschaffen werden können. Abgesehen von organisatorischen und technischen Aspekten ist ebenfalls entscheidend, wie die unterschiedlichen Akteure auf angebotene Lösungen reagieren, beziehungsweise, unter welchen Bedingungen Akteure in der maritimen Logistik überhaupt willens und fähig sind, Blockchain-Technologie einzusetzen und welche Risiken es gibt, welche Kosten entstehen, und nicht zuletzt auch, welchen Nutzen man realistisch erwarten kann. Der Einsatz großer Blockchain-Netzwerke wird in der Branche für die nächsten Jahre noch nicht als realistisch gesehen, eher in 10 bis 15 Jahren. Möglicherweise wird es auch nur Hybrid-Lösungen geben, denn im Vordergrund stehen sinnvolle Anwendbarkeit und erzielbarer Nutzen, nicht der Einsatz nur wegen der Verfügbarkeit der Technologie.

Mit der verstärkten Nutzung erneuerbarer Energie durchläuft der Strommarkt als wichtigster Energiemarkt eine einschneidende Transformation, die sich nicht nur mit dem Begriff Dezentralisierung beschreiben läßt. Vielmehr ist diese Transformation charakterisiert durch ein vielfältiges Wechselspiel bestehender und neuer Technologien aus dem Energiebereich, der Automatisierungstechnik, der Informations- und Kommunikationstechnologie sowie bestehenden und neuen Akteuren. Die Blockchain-Technologie hat das Potenzial, die Dynamik dieser Transformation zu intensivieren. Im Rahmen dieses Beitrages wird daher die Applikabilität der Blockchain-Technologie im Energiebereich dargestellt; die Transformation im Energiesystem aufgezeigt, u. a. wie durch Blockchain die gegenwärtige Konfiguration des Energiesystems beeinflusst wird, insbesondere durch Barrieren sowie dominante Systemakteure; ein Überblick über Blockchain-Projekte im Energie-Bereich gegeben und dieser durch Fallstudien zu europäischen und internationalen Projekten vertieft sowie die Chancen und Risiken der Blockchain-Technologie diskutiert. Es werden dabei unterschiedliche Blickpunkte aus der Innovationsforschung sowie dem IT-Bereich verwendet, um die Komplexität des beschriebenen Themas zutreffender abbilden zu können und darüber hinaus die Notwendigkeit von intersektoralen, systemübergreifenden Ansätzen und Lösungswegen für die zukünftigen Herausforderungen des Energiemarkts zu unterstreichen.

Die Energiebranche befindet sich in einem signifikanten Veränderungsprozess. Angesichts des starken Wachstums verteilter, dezentraler Energieressourcen experimentieren Regierungen, Versorger und weitere Stakeholder mit neuen Lösungen, um das Elektrizitätsnetz effizienter zu gestalten. Nach Jahren, in denen die Energiewende vorrangig mit dem Ausbau erneuerbarer Energie assoziiert wurde, rücken zunehmend systemische Fragen in den Vordergrund, insbesondere zur Integration neuer Akteure in den Markt. Dezentrale Erzeugerstrukturen führen im Rahmen der Energiewende zu neuen Anforderungen und erfordern Anpassungen des markt- und netzseitigen Energiesystems. Fehlende Informationen über exakt prognostizierte Lasten und Energieerzeugung erschweren die Einhaltung der Netzstabilität. Sogenannte Microgrids gelten als eine Möglichkeit zur Lösung der Energieprobleme der Zukunft. Dezentralen Peer-to-Peer-Ansätzen wird Lösungspotenzial hinsichtlich der neuen Anforderungen im Energiemarkt prophezeit. Die vorliegende Arbeit untersucht, ob dezentraler Energiehandel mithilfe eines alternativen Peer-to-Peer-Ansatzes realisiert werden kann. Dabei steht die Frage im Mittelpunkt, ob die markt- und netzseitigen Komponenten des Energiemarktes innerhalb einer dezentralen Anwendung abgebildet werden können.

Der Dokumentation und Externalisierung von Unternehmenswissen in Modellen kommt heute nicht nur aus organisationalen Gründen hohe Bedeutung zu. Die Absicherung der Integrität von Informationen und die verbindliche Zuordnung zu einzelnen Akteuren sind wesentlich für die Teilnahme an der digitalen Transformation über die eigenen Unternehmensgrenzen hinaus – zur Sicherung des intellektuellen Kapitals und zur Erfüllung von Dokumentationspflichten. Dieses Kapitel beschreibt ein Knowledge-Blockchain-Konzept, mit dem strukturiert in Unternehmensmodellen erfasstes Wissen durch digitale Signaturen und Integritätssicherung in der verteilten Umgebung einer Organisation abgesichert werden kann. Anhand eines Compliance-Beispiels wird thematisiert, wie Wissen mit dieser Permissioned Blockchain über die Zeit nachverfolgbar wird, verbindlich einzelnen Akteuren zugeordnet werden kann, mit Zugriffsrechten und Delegationsmechanismen erweiterbar ist und wie ein Nachweis der Existenz von Wissen zu führen ist. Das Fazit fasst die Anwendung des Konzepts vor dem Hintergrund unterschiedlicher Verteilungstechnologien zusammen.

E-Voting kann mit Blockchain-Technologien realisiert werden. Im Kapitel werden zuerst Anforderungen an ein elektronisches Wahlsystem erläutert, nämlich Gleichheit, Berechtigung, One Man One Vote, Authentifikation, Schutz der Privatsphäre, Gerechtigkeit sowie Verifizierbarkeit und Vollständigkeit. Nach der Diskussion von Sicherheitsaspekten wird eine Klassifikation der auf Blockchain-Technologie basierenden eVoting-Systeme vorgenommen, wie die Nutzung von Kryptowährungen, Smart Contracts oder die Blockchain als Ballot Box. Das Fallbeispiel BroncoVote und ein Protokoll für die Verwendung von blinden Signaturen zeigen im Detail, wie E-Voting-Systeme auf Blockchain-Basis realisiert werden. Ein Vorschlag zum Fuzzy Voting und zur Spannungsbreite zwischen anonymem Wahlverhalten (MyVote) und öffentlichem Abstimmungsverhalten (OurVote) erläutern Entwicklungsoptionen einer digitalen Gesellschaft für die Zukunft. Eine Diskussion von Chancen und Risiken rundet das Kapitel ab.

Wir stellen ein neues Konzept für das wissenschaftliche Publikationswesen vor. Unsere Vision ist im Kontext eines dreistufigen Phasenmodells digitaler Disruption von Geschäftsprozessen angesiedelt. Die erste Phase besteht dabei aus Technologie ohne Prozessanpassung. Die zweite Phase umfasst eine Prozessanpassung unter der Kontrolle von Intermediären und führt zu unerwünschter aber schwer vermeidbarer Zentralisierung. Die dritte Phase durchbricht schließlich die Vormachtstellung intermediärer Institutionen und nutzt dazu die disruptiven Möglichkeiten der Blockchain-Technologie.

Die Anwendung dieser Technologie erlaubt eine Veränderung der Geschäftsprozesse bestehender Zeitschriften, macht die Rolle des Verlags als Intermediär überflüssig und verspricht eine Lösung des Problems der Kostenexplosion in der wissenschaftlichen Literaturversorgung. Wir stellen Ergebnisse einer theoretischen Machbarkeitsstudie vor, präsentieren eine erste Implementierung als Proof-of-Concept und diskutieren weitere mögliche Realisierungsformen unseres Ansatzes.