Blockchain: Kompetenzen und Schwerpunkte · Hype ausgelöst. Dieser ist vor allem auf...

BLOCKCHAINKOMPETENZEN UND SCHWERPUNKTE

VERGÜTUNG VON ERF INDUNGEN UND TECHNISCHEN VERBESSERUNGENINHALT

3 Vorwort

4 Mythbusting

6 Glossar

Fraunhofer Blockchain-Kompetenzen

10 Fraunhofer- Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

12 Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO

14 Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme FOKUS

16 Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE

18 Fraunhofer-InstitutfürMaterialflussundLogistik IML

20 Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Sicherheit AISEC

3

Die Blockchain-Technologie durchlief in ih-

renerstenzehnLebensjahrenverschie-

dene Phasen zwischen Euphorie und

Skepsis.EineklassischeTrendkurvezeich-

nete sich zunächst ab, die nach einem

steilen Aufstieg immer weiteren Auftrieb

durch neue Implementierungen und so

genannte »Killer-Applikationen« erfuhr

und schließlich im Status einer »Schlüssel-

technologie« mündete. Aktuell stagnieren

jedochdieErfolgsmeldungenrundum

Blockchains. Grund dafür sind Hürden

praktischer und psychologischer Natur, die

denbewusstenEinsatzvonBlockchainsin

der Industrie als Ergänzung für etablierte

IT-Prozesseverhindern.Dazugehörenun-

ter anderen die hohen Erwartungen, die

mitderTechnologieverbundenwerden

undnochnichteingelöstwurden,diever-

meintliche Komplexität, aber auch nega-

tiveSchlagzeilenüberKryptobörsenund

eine wahrgenommene rechtliche Unsi-

cherheitbeimEinsatzvonSmartCon-

tracts.Unternehmen–vorallemMittel-

ständler–zögerndaher,dasWagniseines

Innovationssprungseinzugehen.Dabei

müssten gerade diese Firmen mehr in In-

novationinvestieren,umihreWettbe-

werbsfähigkeit zu erhalten.

Doch seitens der Politik kommt Unterstüt-

zung: Mit der Blockchain-Strategie hat die

Bundesregierung im September 2019 ein

umfassendesProgrammvorgelegt,mit

dem die Potenziale für die digitale Trans-

formation mobilisiert werden sollen.

Die Fraunhofer-Gesellschaft begrüßt die-

ses Vorhaben, da unsere Forscherinnen

undForscherebensodavonüberzeugt

sind,dassBlockchainsnichtnurvieleIT-

Prozesseeffizientermachen,sondernauch

für mehr Transparenz und Sicherheit für

Anbieter und Anwender sorgen. Mehrere

unsererInstitutekönnenwichtigeKompe-

tenzenundErfahrungenvorweisen,um

die zunächst einmal abstrakte Technologie

in reale Anwendungen zu überführen. Da-

rüber hinaus besteht ein großer Vorrat an

Wissen,umdiePotenzialeweitererDigita-

lisierungstechnologien, auch in Verbin-

dung mit Blockchains, zu entfalten.

BLOCKCHAIN-POTENZIALE GEWINNBRINGEND NUTZEN

Prof. Dr. Dieter Fellner

Prof. Dr. techn. Dieter W. Fellner,

Vorsitzender Fraunhofer-Verbund IUK-Technologie

4

VERGÜTUNG VON ERF INDUNGEN UND TECHNISCHEN VERBESSERUNGEN

»Die Blockchain ist nur ein Hype.«

DieBlockchainhataufjedenFalleinen

Hypeausgelöst.Dieseristvorallemauf

Kryptowährungen zurückzuführen, wel-

chevielAufmerksamkeitaufdasThema

gelenkt haben. Zum einen ist das natür-

lichpositiv,zumanderenhatesauchviele

überzogene Erwartungen geschürt. Inso-

fernistesganzgut,dassderHypejetzt

langsamwiederabebbt,dennjetztkön-

nen andere Anwendungsfelder in den

Blick genommen werden.

WiesichdasThemaweiterentwickeln

wird,istallerdingsschwervorherzusagen.

Ich glaube, als Infrastruktur-Technologie

wird Blockchain in Zukunft eher unsicht-

barer werden. Das heißt, so einen Hype

werden wir nicht noch einmal erleben,

abersiewirdfürvieleandereBereiche

hoch interessant sein.

(ChristianWelzel,FraunhoferFOKUS)

»Die Blockchain wird Branchen und

damit auch Arbeitsplätze abschaf-

fen.«

Notare und Banken werden keinesfalls

überflüssig.ÜberdiesesThemawurde

zwar anfangs stark diskutiert, es hat sich

jedochrelativschnellherausgestellt,dass

Banken, Notare und andere Intermediäre

im Normalfall ein weites Aufgabenspekt-

rum bearbeiten, welches weit über das hi-

nausgeht, was eine Blockchain erfüllen

kann. Natürlich kann die Technologie an-

sichdazuführen,dasssichdieArbeitver-

ändert, weil Abläufe schneller, einfacher

und günstiger funktionieren. Das bedeu-

tetabernicht,dassArbeitsplätzever-

schwinden. Schon in der Vergangenheit

und in Bezug auf die Industrialisierung

hatsichgezeigt:MitjederAutomatisie-

rung hat die Arbeit keinesfalls abgenom-

men, die Arbeit ist stattdessen angeneh-

mer und anders geworden.

(Prof.Dr.GilbertFridgen,FraunhoferFIT)

Um das Thema Blockchain ranken sich viele Mythen. Fraunhofer-Forscher

haben diese nun einmal unter die Lupe genommen und nehmen Stellung zu

Vorurteilen in Bezug auf die Technologie.

MYTHBUSTING

5

»Der Energieverbrauch der Blockchain

ist enorm hoch.«

Für bestimmte Blockchain-Anwendungen

wie Bitcoin und Ethereum trifft dies zu.

DieseverbrauchenUnmengenanEnergie.

DasliegtallerdingsamKonsensverfahren,

welches nicht für alle Anwendungen ge-

nutzt werden muss. Es gibt inzwischen

zahlreiche Entwicklungen für andere

Blockchain-Konsensverfahreninanderen

Infrastrukturen. Mit diesen werden dann

Anwendungenmöglich,diesogarEner-

gieeinsparungen oder ein besseres dezen-

tralesEnergiesystemermöglichen.Invie-

lerlei Hinsicht kann die Blockchain zudem

nachhaltigeEntwicklungenfördern.

DurchDokumentationsmöglichkeiten

könnenbeispielsweiseLieferkettenbesser

gesteuert werden. Zusätzlich kann Trans-

parenzvoralleminHinblickaufökologi-

sche und soziale Nachhaltigkeit geschaf-

fen werden.

(Dr.MichaelKubach,FraunhoferIAO)

Das sind zwei unterschiedliche Technolo-

gien.DieKIisthervorragendgeeignet,

um Daten zu interpretieren, das Unter-

nehmen und die Unternehmensdaten zu

digitalisieren und hier Schlüsse zu ziehen.

Mit der Blockchain-Technologie ist man in

derLage,Netzwerkezuorganisieren,Pro-

zesse zu digitalisieren und das auf sichere

ArtundWeise.Wennwirbeideskombi-

nieren,könnenwirauchanfangen,un-

sereDatenanderenvertrauensvollzur

Verfügungzustellen.Wirkönnenbeide

Technologien zusammenführen, um eine

neueDatenökonomiezuschaffen.Aber

dass man nur das eine oder das andere

betrachten sollte, das ist nicht korrekt.

Man muss eigentlich beide Trends aktuell

sehrintensivimAugebehalten.

(Prof.Dr.WolfgangPrinz,FraunhoferFIT)

Youtube-Playlist: Blockchain-Mythen

»Im Vergleich mit KI ist Blockchain nur

ein Nebenschauplatz.«

6


Blockchain-Technologie Blockchain-

Technologie ist der Sammelbegriff für alle

spezifischenBlockchain-Technologien,wie

die Bitcoin- oder Ethereum-Blockchain-

Technologie. Für den allgemeinen Begriff

gibt es weder Code noch Bibliotheken.

Vielmehr bezeichnet der Begriff die gän-

gigenKonzepte,dieintypischenspezifi-

schen Blockchain-Technologien realisiert

werden,wiedasSpeichernvonTransakti-

oneninverteilterForm,Kommunikations-

protokolle für den Transport und die Vali-

dierungvonTransaktionen.

Dezentrale Autonome Organisation

(DAO) Eine DAO ist eine Blockchain-ba-

sierte, autonome, dezentral strukturierte

Organisationseinheit, die auf der Basis ei-

nes Algorithmus selbstständig Entschei-

dungen trifft.

Distributed Ledger Ein Distributed

Ledgeristeinöffentliches,dezentralge-

führtes Journal, in dem üblicherweise alle

Geschäftsfälle eines Unternehmens chro-

nologisch erfasst werden.

Hard Fork EineirreversibleSpaltungeiner

Blockchain in zwei inkompatible Fortset-

zungen.

Hashfunktion/-wert/-baum Bei der Ge-

nerierungneuerBlöckeeinerBlockchain

verwendeteAbbildungsverfahren,diedie

Blöckemanipulationssichermachen.

Intermediär Vermittler bei Transaktions-

geschäften, der die Korrektheit des Ab-

laufs garantiert und dem die beteiligten

Partnervertrauen.

Was ist Blockchain? Wichtige Begrifflichkeiten kurz erklärt

GLOSSAR

7

KnotenKnotenbildeneinindividuelles

System innerhalb des Blockchain-Netz-

werks.(Netzwerk-)Knotenbezeichnen

den Verbindungspunkt für Datenübertra-

gungen im Zusammenspiel mit weiteren

Teilnehmern(Knoten)desNetzwerkes.

KryptoagilitätDieMöglichkeitineinem

verschlüsselndenSystemkryptografische

Verfahren, die unsicher geworden sind,

durch neue, weithin sichere zu ersetzen.

Kryptowährungen Virtuelle, digitale

Währung,dieBlockchainsalsTransakti-

onsprotokoll einsetzt und kryptographi-

sche Verfahren zur Manipulationssicher-

heit einsetzt. Es gibt derzeit 2776

Kryptowährungen mit einer Marktkapita-

lisierungvoninsgesamt227Mrd.Dollar

(Quelle: investing.com, Stand September

2019). Darunter fallen neben dem Bitcoin

z.B.Ethereum,Ripple,Litecoin,Ethereum

Classic, NEM, Dash, IOTA, Bitshares, Mo-

nero, um nur einige zu nennen.

MiningBezeichnetdasVerfahrenzurLö-

sung eines Kryptorätsels innerhalb eines

Proof-of-WorkKonsensmodells.

Nonce (Abkürzung für: used only once

oder number used once)

In der Kryptographie wurde die Bezeich-

nung Nonce genutzt, um eine Zahlen-

oder Buchstabenkombination zu bezeich-

nen, die nur ein einziges Mal in dem

jeweiligenKontextverwendetwird.

Payment Channel Networks Dies sind

Konzepte für ein parallel zur Blockchain

bestehendesNetzfürdenZahlungsver-

kehr, das keine Transaktionsgebühren be-

dingt und maximale Vertraulichkeit er-

8


möglicht.Siebefindensichderzeitinder

Phase der experimentellen Implementie-

rung.

Proof-of-Work Hierbei handelt es sich

um ein Modell, bei dem ein Knoten das

Rechterhält,dennächstenBlockzuver-

öffentlichen,indemerZeit,Energieund

Rechenzyklen aufwendet, um ein schwer

zulösendes,aberleichtzuverifizierendes

Problem zu entschlüsseln.

Pruning PruningbezeichneteineMög-

lichkeit,unnötigeDatenüberTransaktio-

nenzuentfernen,dievollständigabgear-

beitet sind.

Public und private Blockchains Public

BlockchainssindöffentlicheSysteme,auf

diejeder,dereineKopiebesitzt,zugreifen

kann. Das ist nicht gleichbedeutend mit

demautomatischenLesenundSchreiben

auf einer Blockchain.

PrivateBlockchainsbeschreibenSysteme,

die nur für ein abgeschlossenes Konsor-

tiumz.B.vonOrganisationenverfügbar

sind.DerÖffentlichkeitscharakteristvon

der Frage nach den Zugriffsrechten zu un-

terscheiden.

PublicBlockchainssindhäufiggenehmi-

gungsfrei.BeiPrivatenBlockchainswer-

den Zugriffsrechte in der Regel administ-

riert bzw. auf ein Konsortium beschränkt.

Sharding EinzelneRechner»verwalten«

lokallediglichverschiedenePartitionen

der Blockchain.

Smart Contracts Computerbasierte Ver-

träge, die nach bestimmten Regeln auto-

matischausgeführtundz. B.inBlock-

chains protokolliert werden.

GLOSSAR

9

Smart Oracle Der Begriff Smart Oracle

hat sich etabliert, wenn es darum geht,

einenZustandinder»realenWelt«zube-

stimmen,derEinflussaufdieAusführung

eines Smart Contracts in einer Blockchain

hat.

Transaktion Transaktionen sind Auf-

zeichnungenvonEreignissen,wiez. B.

dieÜbertragungvonVermögenswerten

(digitaleWährung,Lagerbeständeusw.)

zwischen Parteien oder die Erstellung

neuerVermögenswerte.

Verteilte Konsensbildung Verfahren,

das die Validität einer Transaktion über ei-

nenverteiltenBeurteilungsprozessher-

stellt.Hierfüristjenacheingesetztem

Verfahren beispielsweise ein kryptogra-

phischesRätselvoneinemodermehreren

TeilnehmernderBlockchainzulösen.Erst

wenn die anderen Teilnehmer die Korrekt-

heitderLösungbestätigthaben,kanndie

Transaktion der Blockchain hinzugefügt

werden.

10


Fraunhofer Blockchain-Labor

DasFraunhoferBlockchain-Laboristeine

multidisziplinäre Einrichtung zur Kon-

zeption,EntwicklungundEvaluationvon

Blockchain-Lösungen.EinArbeitsschwer-

punkt liegt auf Entwicklungsmethoden für

Blockchain-basierte Anwendungen, die

die Digitalisierung in Unternehmensnetz-

werkenermöglichenundunterstützen.

Distributed-Ledger-Technologien(DLT)

helfen, Unternehmensprozesse zu auto-

matisieren, aber auch zu dezentralisieren.

DasBlockchain-Laborüberführtaktuelle

wissenschaftliche Erkenntnisse aus dem

ForschungsfeldDLTinpraxistaugliche

Anwendungen. Dabei unterstützt es Un-

ternehmen und Organisationen bei der

IdentifikationvonInnovationenundEffi-

zienzsteigerungspotenzialen durch Block-

chain und begleitet deren Realisierung.

IneinemPilotprojektmitdemBundesamt

für Migration und Flüchtlinge wurde eine

Blockchain-Lösungentwickelt,durch

diediebehördenübergreifendeZusam-

menarbeit im Rahmen des Asylprozesses

erleichtert wird. Für die fälschungssichere

VerwaltungvonZeugnissenundSach-

kun de- sowie Herkunftsnachweisen

wurdedieBlockchain-for-Education-Lö-

sung entwickelt. Für das Bundesministe-

rium für Verkehr und digitale Infrastruktur

wurde das »Grundgutachten Blockchain«

erarbeitet, welches die Chancen und He-

rausforderungenvonBlockchaininBezug

aufMobilitätundLogistikuntersucht.Mit

der Entwicklung zahlreicher Prototypen

undMinimalViableProducts(MVP)un-

terstütztdasLabdieExplorationverschie-

dener Blockchain-Anwendungen für die

Indus trie und konnte so eine breite Basis

anWerkzeugenundBibliotheken,z. B.

für die immer wiederkehrende Aufgabe

des Clearings in Kooperationsprozessen

zwischen Geschäftspartnern, aufbauen,

mit denen agil neue Use Cases umge-

setztwerdenkönnen.Beispieledafür

FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR ANGEWANDTE INFORMATIONSTECHNIK FIT

FRAUNHOFER BLOCKCHAIN-KOMPETENZEN

11

sindeinesichereLebensmittelkette,eine

Konsistenzsicherung für Informations-

flüsseimContainertransportundeine

Plattform für Mikrotransaktionen im

BereichPlatooning.DasBlockchain-Labor

hatverschiedeneMethodenentwickelt,

die eine systematische Untersuchung

vonGeschäftsprozessenundderenÜber-

führung in ein Digitalisierungskonzept

ermöglichen.ImErgebniskonntenmit

der Blockchain-Technologie nicht nur

übergreifende Prozesse umgesetzt, son-

dernauchinnovativeErweiterungendes

Geschäftsportfoliosermöglichtwerden.

ZurRealisierungderidentifiziertenBlock-

chain-InnovationenbietetdasFraunhofer

Blockchain-LaborImplementierungsleis-

tungenvonderGeschäfts-undAnfor-

derungsanalyse über das prozessuale

Design bis hin zum »Proof of Concept«

oderMVPs.DurchindividuelleLösungen

mit Hilfe unterschiedlicher Blockchain-

basierter Konzepte sind die Anwendungs-

möglichkeitenbreitgestreut.

Das Fraunhofer Blockchain-Labor

Ansprechpartner

Prof. Dr. Gilbert Fridgen

ProjektgruppeWirtschaftsinformatik

[email protected]

Telefon: +49 921 55-4711

Prof. Wolfgang Prinz, PhD

LeiterKooperationssysteme

[email protected]

Telefon: +49 2241 14-2730

Prof. Dr. Thomas Rose

LeiterRisikomanagement

[email protected]

Telefon: +49 2241 14-2798

Prof. Dr. Nils Urbach

ProjektgruppeWirtschaftsinformatik

[email protected]

Telefon: +49 921 554-712

[email protected]

12


Das Fraunhofer IAO gestaltet das Zusam-

menspielvonMensch,TechnikundOrga-

nisationganzheitlichundkundenindividu-

ell. Im Team Identity Management

untersuchen wir, wie sich Blockchain- und

Distributed-Ledger-Technologieninder

praktischen Anwendung schlagen, wo

ihre Grenzen liegen und an welchen Stel-

lensichperspektivischEntwicklungspoten-

ziale ergeben. Anstatt einer rein techni-

schen Betrachtung orientiert sich unsere

Herangehensweise auch an den Marktbe-

dürfnissen und Nutzerwünschen. Dabei

liegtderFokusunsererProjekteaufAn-

wendungen im Bereich Identitätsmanage-

ment, Vertrauensinfrastrukturen, IT-Sicher-

heit und Datenschutz.

DerzeitinEntwicklungbefindlicheBlock-

chain-basierte Identitätsmanagement- und

Vertrauensinfrastrukturenversprechen,

zahlreiche gegenwärtige Herausforder-

ungenzuadressieren.Wirbetrachten

etwa,wiesichhiermitDatensouveränität

ineinerPlattformökonomieermöglicht

oderdiehochvernetzenWertschöpfungs-

kettenderIndustrie4.0effizienterund

datenschutzfreundlicher gestalten lassen

könnten.BeiunserendiesbezüglichenFor-

schungensindwirjedochnichtaufdie

Blockchain-Technologie festgelegt, son-

dernnutzenjenachHerausforderung

auch etablierte Technologien. Somit bie-

ten wir eine fundierte, technologie- und

anbieterunabhängigeAnalysevonBlock-

chain-Use-Cases, wobei wir nicht nur

technische, sondern insbesondere auch

Aspekte der User-Experience, mentale

ModelleundsozioökonomischeFaktoren

in Betracht ziehen.

Hierauf aufbauend begleiten wir ebenso

diepraktischeUmsetzungvonBlockchain-

ProjektenvondermitdemKundenerar-

beitetenAnforderungsdefinitionundAus-

wahleinesTechnologie-Providersüberdie

Steuerung der Implementierung bis hin

zurEvaluationderErgebnisse.Beispiels-

FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR ARBEITSWIRT-SCHAFT UND ORGANISATION IAO


13

weise unterstützen wir eine große interna-

tional agierende NGO bei der Durchfüh-

rungeinesPilotprojekteszum

Blockchain-basierten Identitätsmanage-

ment.UnserWissenüberBlockchain-Use-

Casesundderensozioökonomische

Wechselwirkungenflosszudemineine

voneinemIndustrieverbandbeauftragte

Studie zu den potenziellen Auswirkungen

derTechnologieaufdieökonomischeEnt-

wicklung ein.

Ansprechpartner

Dr. Heiko Roßnagel

LeiterTeamIdentityManagement

[email protected]

Telefon: +49 711 970-2145

Dr. Michael Kubach

Team Identity Management |

SozioökonomischeAspekte

[email protected]

Telefon: +49 711 970-2428

Rachelle Sellung


Vertrauensinfrastrukturen

[email protected]

Telefon: +49 711 970-2403

Stephanie Weinhardt


User Experience

[email protected]

Telefon: +49 711 970-2389

Blockchain-ProjektedesFraunhofer IAO

14


Fraunhofer FOKUS erforscht und entwi-

ckeltdievernetzteWelt–sicher,zuverläs-

sigundvertrauenswürdig.Dazuzählen

beispielsweisedereffizienteZugangzu

Informationen, der nachhaltige und wirt-

schaftlicheUmgangmitRessourcen,ver-

netzteMobilitätodereinemoderneöf-

fentliche Verwaltung.

Seit 2017 betreibt FOKUS die Blockchain-

WerkstattinBerlin.InKooperationmit

deröffentlichenHand,Unternehmen,

Software-Herstellern, Standardisierungs-

organisationen,Start-upsundUniversitä-

ten wird der Einsatz der Blockchain-Tech-

nologie in unterschiedlichen

Anwendungsfeldern erforscht und er-

probt. Zu den Schwerpunktthemen der

Blockchain-WerkstattzählenderEnergie-

sektor, digitale Verwaltung, Open Data,

Open Science, Qualitätssicherung, Identi-

tätsmanagement und das Internet of

Things.

WirunterstützenSiemitfolgendenLeis-

tungen:

– Hilfe bei der Erstellung oder Bewer-

tungvonUseCases

– Analyse bestehender Anwendungen

bzgl. Blockchain-Erweiterungen:

Ist eine Blockchain für diesen Anwen-

dungsfall geeignet, nachhaltig und

wirtschaftlich?

– Unterstützung bei der Auswahl und

Konzeption geeigneter Blockchain-

Technologienoderverwandterdezent-

ralen Technologien, bspw. durch

Machbarkeitsstudien

– ErstellungvonDemonstratorenundPi-

lotanwendungen

– Wissenschaftliche,fachlicheundtech-

nische Begleitung bei der Umsetzung

vonBlockchain-Anwendungen

FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR OFFENE KOMMUNIKATIONSSYSTEME FOKUS


15

Ansprechpartner

Prof. Dr. Manfred Hauswirth

Institutsleiter

[email protected]

Telefon: +49 30 3463-7204

Christian Welzel

Geschäftsbereich DPS – Digital Public

Services

[email protected]

Telefon: +49 30 3463-7377

Philipp Lämmel

Geschäftsbereich SQC – Quality

Engineering

[email protected]

Telefon: +49 30 3463-7256

Fabian Kirstein

Geschäftsbereich DPS – Digital Public

Services

[email protected]

Telefon: +49 30 3463-7718

DieBlockchain-Werkstattdes Fraunhofer FOKUS

16


IngenieursmäßigeEntwicklungvonSoft-

ware-intensivenSystemen:Dafürsteht

das Fraunhofer IESE.

Systeme, die auf Blockchain-Technologie

basieren,sindbesondersanspruchsvollin

der Entwicklung. Unter anderem wegen

derinhärentmassivenVerteilungderSys-

teme,derkomplexenundrelativneuen

eingesetzten Technologien und der hohen

Anforderungen an Sicherheit. Damit ist

klar, dass methodische Unterstützung bei

der Entwicklung Blockchain-basierter Ap-

plikationen für Software-Ingenieure sehr

sinnvollist.

Das Fraunhofer IESE unterstützt Kunden

mitpassendenMethodenundaktiver

Mitarbeit bei den ersten Schritten zu

Blockchain-basierten Applikationen und

bei deren systematischer Entwicklung.

WirunterstützenSiez. B.infolgenden

konkreten Aspekten der Entwicklung:

– Etablierung eines gemeinsamen Ver-

ständnisses und Verwendung einer

einheitlichen Terminologie rund um

Blockchain,umhäufigeMissverständ-

nissedirektzuvermeiden

– BeurteilungderEignungvonBlock-

chain-Technologie für ein zu entwi-

ckelndes System:

Istessinnvoll,aufBlockchain-Techno-

logie zu setzen? Deuten die geforder-

ten Qualitätseigenschaften in Richtung

derVerwendungvonBlockchain-Tech-

nologie?

– TreffenundDokumentierenvonzent-

ralen Architekturentscheidungen für

eine Blockchain-basierte Applikation:

WassindmöglicheundnötigeEnt-

scheidungen und wie wirken sie sich

aus?

FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR EXPERIMEN-TELLES SOFTWARE ENGINEERING IESE


17

– WelcheAuswirkungenhatdieVerwen-

dungvonBlockchain-Technologieauf

die User-Experience einer Applikation

undwelcheGestaltungsmöglichkeiten

gibt es?

Ansprechpartner

Dr. Matthias Naab

Abteilung Architecture-Centric

Engineering

[email protected]

Telefon: +49 631 6800-2249

Der Blockchain-Blog des Fraunhofer IESE

18


DasFraunhofer-InstitutfürMaterialfluss

undLogistikIMLgiltalsersteAdressein

derganzheitlichenLogistikforschungund

arbeitet in den zentralen Bereichen Tech-

nologie, Unternehmenslogistik und Mobi-

lität. Diese Forschung umfasst Themen

wiez. B.Automation,Auto-ID,Transport,

Lagerung,Verpackung,Bestand-undRisi-

komanagement sowie Planung und Fi-

nanzen in Supply Chains unter Verwen-

dunginnovativerTechnologienwieKI,

Blockchain, VR, AR und IoT. Das Institut

kanndabeiaufjahrelangeErfahrungaus

zahlreichenLogistik-undITProjektenin

unterschiedlichen Branchen bauen und

verfügtübereinehoheKompetenzinder

Planung,RealisierungundPilotierungvon

Industrie4.0-Lösungen.

Die Forschungsarbeiten im Bereich Block-

chain und Smart Contracts fokussieren

sich auf Anwendungen im Bereich der

physischenundfinanziellenSupplyChain

und der Verknüpfung mit anderen Zu-

kunftstechnologien wie IoT und künstli-

cherIntelligenz.Diesfindetu.a.Berück-

sichtigung in aktuellen

Forschungsprojekten,wiedemIndust-

rie 4.0Recht-Testbed(BMWiundPlatt-

formIndustrie4.0)unddemBlockchain

ReallaborimRheinischenRevier.Diese

Forschungsarbeiten werden durch eine

VielzahlpraxisnaherEntwicklungsprojekte

mit Kooperationspartnern aus unter-

schiedlichen Branchen komplettiert. So

werdenz. B.indenEnterpriseLabsam

FraunhoferIMLLösungenfürAnwen-

dungsfälle mit hohem Praxisbezug ge-

meinsam mit Partnern aus der Industrie,

oder der Dienstleistungsbranche entwi-

ckelt.WeiterhinkönnenimRahmensoge-

nannterCrossLabInitiativenSynergien

entlangvonWertschöpfungskettener-

zeugt und genutzt werden, welche nur

imForschungsumfelddesFraunhoferIML

entstehen.

FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR MATERIALFLUSS UND LOGISTIK IML


19

DasLeistungsspektrumimBereichBlock-

chainumfasstdieIdentifizierungkonkre-

terUseCasesfürdieEntwicklungvon

SmartContractszumEinsatzinWert-

schöpfungsnetzwerken.Dabeiwerdenin-

dividuelleAnforderungenderPartneraus

Industrie, Handel und Finanzwirtschaft,

die bereits bei der Auswahl geeigneter

Technologien begleitet werden, berück-

sichtigt. Darüber hinaus werden am

FraunhoferIMLMachbarkeits-sowieKos-

ten-Nutzen-Bewertungen durchgeführt

und die Software für maßgeschneiderte

Blockchain Anwendungen konzipiert und

entwickelt.ImRahmendiverserPilotpro-

jekte(z. B.PielTechnischerGroßhandel,

Commerzbank,Claas,DieboldNixdorf)

werden schließlich Blockchain-basierte

Geschäftsprozesse entwickelt und direkt

anAnwendungsfällenausderPraxisvali-

diert.

Homepage des FraunhoferIML

Ansprechpartner

Univ.-Prof. Dr. Michael Henke

Institutsleiter(Unternehmenslogistik)

[email protected]

Telefon: +49 231 9743-100

Dr. Axel T. Schulte

Abteilungsleiter Einkauf und Finanzen

im Supply Chain Management

[email protected]

Telefon: +49 231 9743-298

Dr.-Ing. Philipp Sprenger

Wiss.MitarbeiterEinkauf&Finanzen

im Supply Chain Management

[email protected]

Telefon: +49 231 9743-167

Dipl.-Inf. Dominik Sparer

Wiss.Einkauf&FinanzenimSupply

Chain Management

[email protected]

Telefon: +49 231 9743-296

20


ImKontextvonBlockchainliegtderFor-

schungsschwerpunkt des Fraunhofer

AISEC auf dem Bereich IT-Sicherheit. Der

FokusliegtaufderEntwicklungvertrau-

enswürdiger Blockchain-Anwendungen.

Außerdem beschäftigen sich die For-

schenden mit der Analyse der Sicherheits-

eigenschaften bereits existierender Platt-

formen.

Obwohl Anwendungen auf Blockchain-

Basishäufigals»Secure-by-Design«be-

worbenwerden,verfügensiehäufignur

über wenige Sicherheitsmerkmale. Viel-

mehr bestehen sie aus komplexen, aufei-

nander aufbauenden Software-Schichten,

deren Sicherheitseigenschaften auch für

Experten schwer zu beurteilen sind.

EinSicherheitsrisikosindz. B.fehlerhafte

Smart Contracts: Diese speziellen Anwen-

dungenwerdeninderBlockchainveröf-

fentlichtundunveränderlichgespeichert.

Einmal eingebracht lassen sie sich nicht

mehrentfernen,möglicheProgrammier-

fehler und Sicherheitslücken bleiben dau-

erhaftimSystem.DieEntwicklungvon

Smart Contracts ist keineswegs einfacher

alsdievontraditionellenAnwendungen–

imGegenteil:DurchdasModellderver-

teilten Ausführung schleichen sich schnel-

ler Fehler ein. Um Entwickler zu

unterstützen, erarbeitet das Fraunhofer

AISECWerkzeugewie»Annotary«,um

Fehler schon im Entwicklungsprozess zu

vermeiden.

HemmnissefürdiebreiteNutzungvon

Blockchain-Technologien resultieren oft

ausdenBedenkenvonNutzernundUn-

ternehmen,ihresensiblenDatenöffentli-

chenSystemenanzuvertrauen.Hinzu

kommt, dass gerade diese Technologien

darauf beruhen, dass Daten auch im

Nachhineinnichtgelöschtwerdenkön-

nen.

FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR ANGEWANDTE UND INTEGRIERTE SICHERHEIT AISEC


21

Aus diesem Grund entwickelt das Fraun-

hoferAISECLösungen,umBlockchain-

Anwendungen in Einklang mit Sicher-

heitsanforderungenvonUnternehmenzu

bringen.InnovativekryptografischeVer-

fahren, wie beispielsweise Attribute-

based Encryption,ermöglichennureinem

autorisierten Benutzerkreis Zugriff auf die

verschlüsseltenDaten–trotzöffentlicher,

dauerhafter Speicherung. Anwendung

findetdiesinder»TrackChain«,einerLö-

sungzurNachverfolgungvonEreignissen

inLogistik-Ketten.SolassensichPaket-

sendungenüberUnternehmens-undLän-

dergrenzenhinwegverfolgen,umVer-

lustevonPaketenzuminimierenunddie

Transparenzzuerhöhen.

Blockchain-ProjektedesFraunhofer AISEC

Ansprechpartner

Dr. Julian Schütte

Abteilungsleitung

Service&ApplicationSecurity

[email protected]

Telefon: +49 89 3229986-173

Christian Banse

Abteilungsleitung


[email protected]

Telefon: +49 89 3229986-119

Martin Schanzenbach


[email protected]

Telefon: +49 89 3229986-193

Mark Gall


[email protected]

Telefon: +49 89 3229986-124

22


Impressum

Herausgeber

Fraunhofer-Verbund IUK-Technologie

Anna-Louisa-Karsch-Straße2

10178 Berlin

[email protected]

www.iuk.fraunhofer.de

Redaktion

HenningKöhler,CarolinSteinert

Gestaltung, Layout

Carolin Steinert

Bildquellen

CoverundRückseite:HenningKöhler,

Fraunhofer-Verbund IUK-Technologie

Seite 3: Fraunhofer-Institut für

GraphischeDatenverarbeitungIGD

Weitere Informationen

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Youtube

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Erschienen im September 2019

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