Chancen und Herausforderungen von Blockchain in Mobilität und … · 2020. 2. 20. · Technologien...

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Prof. Dr. Nils UrbachmainsummitVolkach, 16. Oktober 2019

Chancen und Herausforderungen von Blockchain in Mobilität und Logistik

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Blockchain-Grundgutachten des BMVIChancen und Herausforderungen von DLT (Blockchain) in Mobilität und Logistik

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Blockchain-Technologie als zukünftige Infrastruktur Ziele des Grundgutachtens Blockchain-Technologie

▪ Identifikation, Analyse und Bewertung von ökonomischen, rechtlichen und technischen Fragestellungen

▪ Spezieller, aber nicht ausschließlicher Fokus auf den Mobilitätssektor

▪ Grundgutachten als Grundlage für die Formulierung weiterführender Gestaltungshinweise

▪ Politische Zielsetzung: Proaktive Gestaltung eines für den Einsatz von Blockchain Rechtssicherheit schaffenden Rahmens

Aktuelle Herausforderungen(Mobilitätssektor, aber nicht ausschließlich)

Chancen der Blockchain-Technologie

▪ Manipulationssicherheit

▪ Dezentralität

▪ Automatisierung via Smart Contracts

▪ …

Fehlender Übergang zwischen Verkehrsmitteln

Lange Standzeiten privater PKWs

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Wissenschaftliche Fachliteratur

Semi-strukturierte Experteninterviews

Multimethodisches Vorgehen zur Ausarbeitung des GrundgutachtensKombinierte ökonomische, rechtliche und technische Perspektive

Ökonomische Perspektive Technische Perspektive


White Papers

Implementierung von Blockchain-Anwendungen

Rechtliche Perspektive


Vorhandener Rechtsrahmen und Regulierungsansätze

§§Fallanalysen

Expertenpanels (Experten-) Fachworkshop

Grundgutachten Blockchain-Technologie

▪ Fundierte wissenschaftliche Analysen

▪ Handlungsempfehlungen

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Blockchain speichert Transaktionen transparent, chronologisch und unveränderbar in einem Netzwerk

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Blockchain

• Laufend aktualisiertes, chronologisch geordnetes und öffentlich einsehbares Register mit Informationen über Besitzverhältnisseund Transaktionen

• Kryptographische Prinzipien gewähren eine rückwirkende Unveränderbarkeit der Einträge

Block 53

Previous

Block:x0000zzxyv5

Transaction:

x0094lxcv14

Timestamp

Block50.datBlock51.dat

Block52.dat

Block53.dat

VerteiltesHauptbuch

Konsens-mechanismus

Hinzunahme neuer Blöcke

Referenzierungvorheriger Blöcke

PermanenterZeitstempel

Funktionsweise

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Chain Code bzw. Smart Contracts erweitern die Anwendungsmöglichkeiten von Blockchain

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Chain Code bzw. Smart Contracts

• Programmcode (Turing-vollständig) in einer Blockchain, der ausgeführt wird, wenn bestimmte Ereignisse eintreten oder Konditionen erfüllt sind

• Nach diesem Prinzip können sie Geschäftslogiken (z.B. Verträge) abbilden

Funktionsweise

• Programme mit der vereinbarten Logik werden in einer bestimmten Adresse der Blockchain gespeichert

• Externe Ereignisse lösen eine Transaktion an die spezifizierte Smart Contract Adresse aus

• Der gespeicherte Programmcode mit der vereinbarten Logik wird ausgeführt

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Die Nutzung einer Blockchain ist unter bestimmten Rahmenbedingungen von großem Potenzial

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IntermediäreAus Kosten-, Zeit- und/oder politischen Gründen können/sollen Intermediäre im Prozess

umgangen werden

Daten- und ProzessintegritätEine rückwirkende Unveränderbarkeit der Transaktionen sowie eine exakt vorgegebene

Durchführung ist sinnvoll/erforderlich

Dezentrales NetzwerkDer Einsatz eines Netzwerks an teilnehmenden Knoten, die Prozesse autonom

durchführen, ist sinnvoll/möglich

und/oder

und/oder

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Anwendungsmuster der Blockchain-Technologie

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Neutrale Plattform

Neutrale

Plattform

Management organisations-übergreifender

Geschäftsprozesse

€

ZahlungsverkehrDigitale Identität

Dienstleistungen ohne Dienstleister

FälschungssichereDokumentation

Ökonomischautonome Maschine

DigitaleUrkunden

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Einsatzzwecke, Realisierung und Status quo von DLT/Blockchain in Deutschland

Realisierung

▪ DLT ist per se keinGeschäftsmodell

▪ DLT hat hingegen eher infrastrukturellen Charakter

▪ DLT-Infrastrukturen realisieren identifizierte Anwendungsmuster

▪ DLT-Ökosysteme können sich darum ansiedeln

Status quo der DLT-Szene

▪ 180 junge Unternehmen

▪ Rund 90 davon in Berlin

▪ Mit „InternationalenChampions“

▪ Große deutsche Konzerne zeigen massives Engagement insb.im Mobilitätsbereich

▪ Einbindung der potentialträchtigen KMUsin Kinderschuhen

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Rollen

Verbesserer

Transformator

Befähiger

Anwendungsmuster

Neutrale Plattform

Zahlungsverkehr

Fälschungssichere Dokumentation

…

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Übersicht zu Blockchain-Anwendungsfällen im Mobilitätssektor

sehr hoch

sehr gering

VisionLive Prototyp Konzept

Auswirkungen der Initiative*

Elektrisches Laden- Charg Coin, ElaadNL,

Share&Charge -

Autonome Fahrzeuge- Boeing, DAV Alliance -

Dezentrale Leitstelle- Deutsche Bahn -

Nachvollziehbarkeit von Lieferketten- Audi, Maersk & IBM, Provenance -

P2P Fahrzeugvermietung (Fahrrad, Auto, …)- Helbiz, Invers, Toyota,

La`Zooz, XAIN -

Intermodaler Transport- OMOS, IoMob, VeChain,

Mobility Broker, Tesseract -

Car2X-Kommunikation- Cooperative Merge and Pass

System (Ford) -

Manipulationssicheres Fahrzeugscheckheft- BMW, Bosch & TÜV

Rheinland, carVertical -

Systeme für Elektronische Deichsel: Platooning- Scania -

Flottenmanagement- DHL -

Belohnungssystem- Mercedes-Benz, Singapore Airlines -

P2P Liefersystem- VOLT -

Fahrzeug Wallet- Car eWallet -

(Fahrzeug-)Versicherung- Kasko2go -

Intelligentes Parksystem- NetObjex -

Predictive Maintenance- Russian Railways -

Transport & Logistik Mobilitätsinfrastruktur Mobilitätsplattform Vollautonome Mobilität

Ticketing- S7 -

mittel

* Einschätzung basiert auf Literatur und Experteninterviews

Reife der Initiative*

(Fahrzeug-)Lizenzen- TrustGrid -

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Vollautonome Mobilität

Vision:Vollautomatisierte Mobilität

Entwicklungsstand:Vision

Herausforderungen:Forschung und Entwicklung

Die vier Blockchain-Anwendungsfelder im Mobilitäts- und Logistiksektor

Transport & Logistik

Vision:Transparenz & Effizienz von

Prozessen

Entwicklungsstand:Live

Herausforderungen:Erprobung und Erfahrungsgewinnung

Mobilitätsinfrastruktur

Vision:Dezentrale Mobilitätsinfrastruktur

Entwicklungsstand:Prototyp

Herausforderungen:Anreize und Standards

Mobilitätsplattform

Vision:Intermodale Mobilität

Entwicklungsstand:Konzept

Herausforderungen:Strategische Partnerschaften

Plattform

…

Von existierenden Lösungen bis hin zur Mobilität der Zukunft

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Anwendungsfallbeispiel: Frachtpapiere

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http://blue-rocket.de/schweden-testet-platooning-mit-gemischten-lkw/

https://blue-rocket.de/blockchain-koennte-frachtbrief-revolutionieren/

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Importeur ExporteurBank Bank

Bill of Lading

Fracht$$

Anwendungsfallbeispiel: FrachtpapiereProzessbeschreibung

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Anwendungsfallbeispiel: FrachtpapiereEine Blockchain-basierte Lösung könnte Intermediäre überflüssig machen

Escrow Smart Contract

Kurier

Importeur Exporteurhash ( )

hash ( )

1

1

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3

4

5

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Anwendungsfallbeispiel: FrachtpapierePotenzialanalyse

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Geschätzte Kosten des papierbasierten Prozesses:

• Hohe Schätzung: ca. 40% der Transportkosten und 5-10% des Wertes im internationalen Schiffsverkehr gehandelter Waren

→ Weltweit: jährlich ca. 1 Bio €

→ Davon entfallen ca. 20 – 40 Mrd. € auf Deutschland

• Niedrige Schätzung: ca. 100€ pro Container (reiner Versand der Dokumente) und damit bei 130 Mio. Containern pro Jahr weltweit jährlich ca. 13 Mrd. €

Weitere Verbesserungen durch DLT:

• Ermöglichung von automatisierten Akkreditivprozessen ohne Beteiligung von Banken

• Verbesserte Supply-Chain-Prozesse Im internationalen Schiffsverkehr gehandelt: ~ 400 Mrd. €

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Handlungsempfehlungen

Fazit

Anwendungsfallbeispiel: FrachtpapiereHandlungsempfehlungen und Fazit

▪ Wertversprechen DLT: Es bedarf weiterer Untersuchungen, wie das Zusammenspiel von bereits existenten, vertrauensstiftenden Mechanismen mit DLT wirkt

▪ Token: Eine Klärung der rechtlichen Einordnung von Token-Klassifikationen sollte kurzfristig realisiert werden, um Rechtssicherheit zu schaffen

▪ Einsatz für internationale Standardisierung und Fördern der Akzeptanz elektronischer Dokumente

▪ Digitale Öffnungsklauseln sind eine Rechtssetzungstechnik, die der Gesetzgeber perspektivisch auch in anderen Bereichen fruchtbar machen könnte

Bei der Digitalisierung des BoL handelt es sich um einen finanziell höchst attraktiven Use Case, der gerade für die Exportnation Deutschland von enormer strategischer Bedeutung ist

Die digitalen Öffnungsklauseln des HGB im Bereich der Traditionspapiere ermöglichen durch das Äquivalenzerfordernis schon heute den Einsatz Blockchain-basierter Traditionspapiere

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Anwendungsfallbeispiel: Platooning

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http://blue-rocket.de/schweden-testet-platooning-mit-gemischten-lkw/

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Anwendungsfallbeispiel: PlatooningBeschreibung

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Einsparpotenziale

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A C B

Koopetition

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Anwendungsfallbeispiel: PlatooningMögliche Rolle der DLT

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Geplantes Platooning Spontanes Platooning

1

2

3

Aufsetzen eines Smart Contracts bzw. eines Offline-Payment Channels

Kontinuierliche Übertragung von Sensordaten i.S.v. Transaktionsansprüchen

Ggf. Endabrechnung bei Auflösung des Platoonsmittels Smart Contract

1

2

3

Platoon-Suche und Verhandeln der Parameter des Platooning-Vorgangs

Aufsetzen eines Smart Contracts bzw. eines Offline-Payment Channels

Kontinuierliche Übertragung von Sensordaten i.S.v. Transaktionsansprüchen

4 Ggf. Endabrechnung bei Auflösung des Platoonsmittels Smart Contract

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Allgemein DLT-spezifisch

MonopolvermeidungSystem basierend auf einer dezentralen Infrastruktur

Mikrotransaktionen(Potentiell) effiziente Umsetzung durch DLT-Infrastruktur

AutomatisierungAutomatisches Clearing durch Peer-to-Peer-Strukturen

KosteneinsparungenTreibstoff, Personal & Versicherungen

Reduzierte EmissionenVerringerte CO2-Emissionen durch Treibstoffeinsparungen

Erhöhte VerkehrssicherheitAnwendung von Fahrassistenzsystemen

Anwendungsfallbeispiel: PlatooningPotenzialanalyse – Chancen

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Allgemein DLT-spezifisch

Weiterentwicklung der DLTZu hoher Skalierbarkeit & geringen Transaktionskosten

Technische VoraussetzungenEinbau / Nachrüstung von Fahrassistenzsystemen

Anwendungsfallbeispiel: PlatooningPotenzialanalyse – Herausforderungen

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Regulatorik etc.

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Handlungsempfehlungen

Fazit

Anwendungsfallbeispiel: PlatooningHandlungsempfehlungen und Fazit

▪ Kooperation: Es ist zu eruieren, inwieweit förderungspolitisch Anreize gesetzt werden können, um insbesondere solche Marktakteure zur Partizipation zu motivieren, welche in Konkurrenzverhältnissen stehen

▪ Breitbandausbau/5G: Ein durchdachter Ausbau des Internets bzw. dessen Zugänglichkeit ist für die Realisierung der Chancen von DLT höchst förderlich, um insbesondere realwirtschaftliche Anwendungsfallbeispiele zu ermöglichen

▪ Eine langfristige Förderungspolitik von DLT über den aktuellen Hype hinaus ist kurzfristigen Investitionen vorzuziehen

▪ Normative Konkretisierung des § 63a StVG durch Ermächtigung des § 63b StVG; Anpassung des § 4 Abs. 3 StVO; Einstufungdes Platooning als Lenkzeitunterbrechung i.S.d. VO (EG) Nr. 561/2006 erforschen

▪ Durch Platooning kann die Effizienz der Logistikbranche als Ganzen gehoben werden

▪ Eine DLT-basierte Lösung kann verhindern, dass durch die Koordination des Platoonings ein Monopolist entsteht. Dies stellt sicher, dass die daraus resultierenden Vorteile fair unter den Akteuren verteilt werden.

▪ Aktuell bestehen noch regulatorische und ökonomische Hürden, die aber voraussichtlich in Zukunft kleiner werden

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Blockchain in Mobilität und LogistikSchlussbetrachtung

▪ DLT ist als potenzialträchtige höherwertige digitale Infrastruktur zu verstehen, die im Zusammenspiel mit weiteren Technologien und als Grundlage für darauf aufbauende Geschäftsmodelle ihre Potenziale entfalten

▪ Von technischer Seite ist insbesondere das Thema der Skalierbarkeit zu adressieren, auf rechtlicher Seite bestehen vor allem datenschutzrechtliche Herausforderungen

▪ Hinsichtlich der betrachteten Anwendungsfälle bestehen unterschiedliche Reifegrade und Potenziale

▪ Im Fall der Frachtpapiere ist die technische Entwicklung schon fortgeschritten und die finanziellen Potenziale sind signifikant, die länderübergreifende Integration unterschiedlicher rechtlicher Perspektiven stellt jedoch noch ein Hemmnis dar

▪ Hinsichtlich des elektrischen Ladens haben sich bereits erste DLT-basierte Lösungen entwickelt, allerdings scheinen diese mehr als Marktkorrektiv aufzutreten, anstatt bestehende zentrale Plattformen zu verdrängen

▪ Im Bereich des Ridesharing erscheint aufgrund der nötigen Echtzeitverarbeitung von Massendaten der Einsatz von DLT nur in Servicefunktionen wie dem Bereich des Identitätsmanagements sinnvoll und vorteilhaft

▪ Hinsichtlich des Platoonings erscheint der dezentrale Ansatz von DLT zielführend und einer zentralen Lösung überlegen

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Das Fraunhofer Blockchain-LaborUnterstützung bei der Konzeption, Entwicklung und Evaluation von Blockchain-Lösungen

Fraunhofer Blockchain-Labor

Das Fraunhofer Blockchain-Labor ist eine der Thematik entsprechende dezentrale Einrichtung zur Konzeption, Entwicklung und Evaluation von Blockchain-Lösungen.

• Transfer von wissenschaftlichen Erkenntnissen in praxistaugliche Lösungen

• Kurze Entwicklungszyklen• Umfassende und integrative Lösungen

Unser Leistungsspektrum

Integrative Lösungsangebote basierend auf der Trias aus Geschäftsmodell, Technologie und Recht:

Geschäftsmodellentwicklung:• Entwicklung von kunden- und branchenspezifischen

Anwendungsfällen• Potentialanalyse, Einordnung und Entwicklung von

disruptiven Lösungen

Technologieimplementierung:• Bereitstellung von Entwicklungsumgebungen für

unterschiedliche Blockchain-Systeme (P2P-Netzwerke, Validierungsserver, etc.)

• Implementierung von Blockchain-Lösungen

Rechtliche Betrachtung:• Beratung hinsichtlich zu berücksichtigender rechtlicher

Aspekte• Evaluation von Blockchain-Systemen und

Geschäftsmodellen unter Berücksichtigung geltender regulatorischer Vorschriften

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Workshops &Keynotes

Gutachten & Studien

Prototyping & Projekte Gremienarbeit

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Prof. Dr. Nils Urbach

Universität Bayreuth und Fraunhofer FIT

[email protected]

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