Blockchain, mehr als nur ein Hype? – Eine Einführung in die Blockchain

Einleitung

Die Blockchain hat in den Medien, bei Experten und neuerdings auch im VR-Sitzungszimmer Platz eingenommen. Das CC Sourcing beschäftigt sich schon seit 2 Jahren mit der Blockchain in der Finanzindustrie, beobachtet technologische Entwicklungen und finanzspezifische Umsetzungen. Wir betreiben Prototypen zur Erklärung und Erläuterung der Funktionsweise und zeigen Anwendungsgebiete aber auch die derzeitigen Restriktionen auf. Mit dem heutigen Beitrag starten wir eine neue Reihe, in welcher wir regelmässig Neuigkeiten und Entwicklungen sowie die daraus resultierenden Implikationen auf die Finanzindustrie ausleuchten. Der nachstehende Beitrag ist daher als Einleitung zu verstehen. Er erklärt die Blockchain und bildet die Basis für kommende Beiträge, welche darauf aufbauen und das Gesamtverständnis weiterentwickeln.

 

Ausgangslage der Blockchain

Die Blockchain-Technologie ist heutzutage in aller Munde. Schon lange ist die Blockchain nicht nur im Finanzsektor ein Buzzword. Ihre Potentiale haben sämtliche Industrien die Ohren spitzen lassen. Sei es Logistik, Produktion, Versicherung, Gesundheitswesen oder der öffentliche Sektor: Überall scheint die Blockchain-Technologie die eierlegende Wollmilchsau zu sein, auf die bereits viel zu Lange gewartet wurde. Was ist das faszinierende an dieser Technologie? Um diese Frage beantworten zu können, muss die Funktionsweise der Blockchain erstmals verstanden werden.

Oft liesst man den Satz «The Blockchain is for collaboration, what the internet was for communication». Das CC Sourcing beschreibt die Blockchain als eine verbesserte verteilte Datenbank, die nicht nur unveränderbare Daten über verschiedene Knoten hinweg teilen kann und durch ihre Charakteristika ebenfalls infrastrukturelle und vertragliche Fähigkeiten mitbringt. Die infrastrukturellen und vertraglichen Komponenten sind massgebliche Faktoren bei der Kollaboration zwischen Unternehmen und können somit durch die Blockchain weitgehend optimiert werden.

Anwendungsfälle der Blockchain

Die Blockchain wurde erstmals am Anwendungsbeispiel der Kryptowährung Bitcoin publik. In einem Whitepaper aus dem Jahre 2008 veröffentlichte das Pseudonym Satoshi Nakamoto die Funktionsweise einer Kryptowährung, die ohne Banken oder sonstige Intermediäre funktioniert. Grundlage für diese Kryptowährung war die Blockchain-Technologie. Ideen von Kryptowährungen, die ohne Banken funktionieren, gab es schon seit den 80er Jahren. Diese Ideen waren jedoch nur theoretische Konstrukte. Das Hauptproblem, was dazu führte, dass die Theorie nie zur Praxis wurde, war das Double-Spending-Problem (Mehrfachnutzung von Geld). Sofern es keine Bank oder eine andere zentrale Autorität gibt, die den digitalen Geldfluss kontrolliert, wie ist man dann in der Lage sicherzustellen, dass die Kryptowährung, die bereits von A nach B gesendet wurde, nicht fälschlicher Weise nochmals von A nach C gesendet und somit mehrfach benutzt wird?

Das Kryptosystem

Ein Grundbaustein der Blockchain-Technologie ist das asymmetrische Kryptosystem. Durch den Fortschritt in den Bereichen der Kryptographie und Rechenleistung ist es Nakamoto gelungen, genau dieses Problem zu lösen. Er hat es geschafft, die Kryptowährung Bitcoin fälschungssicher zu machen ohne einen Intermediär zu nutzen. Die Fälschungssicherheit konnte vor der Veröffentlichung des Whitepapers nicht garantiert werden. Die Blockchain hat essentielle Charakteristika, die diese Fälschungssicherheit ermöglichen. Zunächst handelt es sich bei der Blockchain um ein dezentrales Netzwerk an Computern, die alle dieselben Daten haben. Nehmen wir an, dass am Anfang ca. 100 Computer Bitcoin genutzt haben. Jeder, der Bitcoins besitzen möchte, muss zunächst Teil der Blockchain sein. Alle Transaktionen, die zwischen diesen 100 Computer durchgeführt werden, müssen auf der Blockchain gespeichert werden. Da jeder dieser 100 Computer alle Transaktionen lokal gespeichert hat, ist es unmöglich, falsche Transaktionen in das Netzwerk zu schleusen. Denn sobald ein Computer seine Daten manipuliert, können die anderen 99 Computer beweisen, dass sie andere Transaktionen auf ihrer Festplatte haben. Dadurch gibt es auf der Blockchain immer nur einen Single Point of Truth.

Charakteristika der Blockchain

Ein wesentlicher Unterschied zum traditionellen Bankgeschäft ist die Anonymität. Während bei Überweisungen über eine Bank die natürliche oder juristische Person bekannt ist, kann bei Bitcoin nicht nachvollzogen werden, wer die Überweisung getätigt hat. Jeder der Teil des Bitcoin-Netzwerks ist, kriegt automatisch zwei Schlüssel generiert. Der Public Key ist die öffentliche Bitcoin Adresse, auf welche Geld geschickt bzw. von welcher Geld empfangen werden kann. Der Private Key wird benutzt, sofern man auf das Konto des Publik Keys zugreifen möchte und bspw. Überweisungen initiieren will. Jeder Computer kann mit einem einfachen Befehl beliebig viele Schlüssel generieren. Vor diesem Hintergrund hat sich auch das berühmte Zitat: “On the Blockchain Nobody Knows You’re a Fridge” etabliert. Eine weitere Eigenschaft der Blockchain ist ihre Transparenz. Auf Seiten wie https://blockchain.info ist es möglich, alle Transaktionen, die jemals auf der Bitcoin-Blockchain getätigt wurden, einzusehen.

Die folgende Transaktion, eindeutig gekennzeichnet mit der Adresse „bbe35…“ besteht aus einem Sender „17Dix…“ und zwei Empfängern „1MPm3…“ und „1GYd7…“ die 0,016 und 0,067 Bitcoin erhalten haben. Mit dem aktuellen Umrechnungswert sind das ca. 50 CHF.

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Abbildung 1: Eine Transaktion auf der Bitcoin-Blockchain

 

Die Transaktion ist jedoch noch als unbestätigt deklariert. Das heisst, sie ist bereits im Netzwerk abgeschickt, wurde jedoch nicht festgeschrieben. Um Transaktionen die von einem Rechner abgeschickt wurden im ganzen Blockchain-Netzwerk zu propagieren, sind sogenannte Miner bzw. Validierer notwendig. Validierer können alle der 100 Computer im Netzwerk sein, die nicht nur Transaktionen senden und empfangen, sondern auch durch ihre Rechenleistung helfen, diese zu validieren und an alle Knoten im Netzwerk zu senden. Bevor Knoten Transaktionen im Netzwerk propagieren dürfen, müssen sie ein Rechenproblem lösen. Das lösen dieses Problems, welches mit einem Lottospiel zu vergleichen ist, nennt sich Proof-of-Work. Der Schwierigkeitsgrad wird hierbei vom Protokoll immer auf 10 Minuten durchschnittlicher Rechenleistung belassen, um dafür zu sorgen, dass Transaktionen nicht manipuliert werden können. Während man vor 5 Jahren noch in der Lage war mit dem Computer das Rätsel zu lösen, sind heute ganze Hallen voller Computer notwendig um die Rechenleistung zu generieren. Die aktuelle Rechenleistung für den Proof-of-Work im Netzwerk beträgt 13-mal mehr als die 500 schnellsten Supercomputer zusammen.

Ist der Block samt den Transaktionen einmal in dem Block angehängt so ist dieser unveränderbar. Dies ist eine der Kerncharakteristika, da sie in Verbindung mit der Dezentralität, der Transparenz und dem Single Point of Truth ermöglicht eine Grundlage zu schaffen auf die sich alle Knoten, auch wenn diese sich nicht Vertrauen, beziehen. Und dies ist auch der Unterschied zu bspw. dezentralen Datenbanken, die bereits seit über 30 Jahren existieren. Bei einer dezentralen Datenbank gibt es immer einen Knotenpunkt, der darüber entscheidet, welche Daten, die aus den Subknoten generiert wurden, valide sind bzw. der Knoten muss die einkommenden Daten harmonisieren.

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Abbildung 2: Wann nutze ich eine Blockchain und wann nutze ich eine Datenbank?

 

Eine weitere Eigenschaft der Blockchain ist ihre Programmierbarkeit, die es ermöglicht auf einer Datenbasis, die für alle gleich ist und die nicht verändert werden kann auch bspw. vertragliche Komponenten in dem Programmcode zu verewigen. Es gibt insgesamt 6 Grundlegende Blockchain-Charakteristika.

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Abbildung 3: Blockchain Charakteristika

 

Blockchain Typen

Bitcoin war das erste Anwendungsbeispiel der Blockchain jedoch ist das Potential für Unternehmungen in diesem Fall marginal. Unternehmungen können zwar Bitcoin nutzen, jedoch nur in dem Kontext der Geldüberweisung. Die Charakteristika der Blockchain Dezentralität, Unveränderbarkeit, Single Point of Truth, Programmierbarkeit und Unveränderbarkeit haben jedoch viel mehr Potential als nur als eine Kryptowährung zu fungieren. Wie bereits erwähnt sind jegliche Kollaborationen mit Partnern in Netzwerken und Ökosystemen auch auf der Blockchain abzubilden, da alle Parteien in der Kollaboration Informationen zeitgleich dargestellt werden können. Jedoch möchten Unternehmungen ihr Netzwerk eingrenzen und nicht der ganzen Welt öffnen. Daraus resultierend hat das CC Sourcing drei Blockchain Typen definiert.

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Abbildung 4: 3 Blockchain-Typen

Public: Die Bitcoin-Blockchain ist ein Anwendungsbeispiel für die Public Blockchain. Bei der Public Blockchain ist der Zugang öffentlich und jeder kann Teil des Netzwerks werden. Auch innerhalb des Netzwerks, kann sich jeder Knoten an der Validierung beteiligen. Dadurch müssen intensive Rechenleistungen, wie bei dem Proof-of-Work-Ansatz, durchgeführt werden, um Betrug innerhalb des Netzwerks zu vermeiden.

Hybrid und Privat: Sowohl bei der hybriden und privaten Lösung gibt es im Unterschied zur Public Blockchain eine zentrale Autorität. Bei der hybriden Lösung ist der Zugang zur Blockchain weiterhin öffentlich. Bei der privaten Lösung ist der Zugang jedoch durch die zentrale Autorität reguliert. Bei beiden Lösungen ist die Validierung ebenfalls reguliert. Dadurch, dass bei beiden Lösungen eine zentrale Autorität ins Spiel kommt wird auch von permissioned Blockchains gesprochen. Dadurch, dass bei der hybriden und privaten blockchain die Validierung von Knotenpunkten die bekannt sind durchgeführt wird, ist auch das Konsensverfahren nicht mehr von dem Proof-of-Work-Ansatz abhängig wie es bei der Public Blockchain und Bitcoin der Fall war. Dies führt zu ganz neuen Möglichkeiten. Da die Validierung durch bekannte Entitäten ausgeführt werden kann, kann die Blockchain besonders bei der privaten Lösung reguliert werden. Ripple, eine private Lösung die im Finanzsektor für Interbankentransaktionen genutzt werden, arbeitet mit einem Whitelisting-Modell bei denen Finanzinstitute ihre Validierer selbst auswählen können. Ripple kann auch selbst Validierer von der Blockchain sperren lassen, sofern dubiose Tätigkeiten identifiziert wurden. Dadurch steigt die Verarbeitungszeit bei permissioned Lösungen, auf wenige Sekunden.

Fazit

Es ist wichtig nicht nur die Blockchain als Ganzes zu verstehen, sondern auch inwiefern die einzelnen Charakteristika Auswirkungen auf unsere Geschäftsmodelle haben. Was bedeutet es, wenn ich in der Lage bin Kollaborationen noch effizienter einzugehen und zeitgleich auf Basis dieser Kollaborationen vertragliche Bindungen eingehen kann?

In den nächsten Beiträgen in ccsourcing.news werden wir auf die verschiedenen Implikationen der Blockchain eingehen:

  • Strategische Implikationen am Beispiel von permissioned Blockchains (hybrid und privat)
  • Herausforderungen auf das heutige regulatorische Umfeld mit Blockchains
  • Blockchain als Industrialisierungsenabler
  • Veränderte strategische Positionierung des Bankings im Blockchain-Umfeld

 

Wir sind überzeugt, dass die Grenzen von Blockchain derzeit noch nicht ansatzweise absehbar sind. Das Potenzial der Blockchain-Technologie ermöglicht fundamentale Veränderungen in der Finanzindustrie und ist es daher wert, genauer betrachtet und intensiver ausgeleuchtet zu werden.

Ante Plazibat

Ante Plazibat

Nach seinem Masterabschluss in Information Technology, Management & Organizational Change an der Lancaster University, zog es Ante Plazibat an die Universität St. Gallen. Dort forscht und berät er bereits seit einem Jahr über die Themen Agilität im Sourcing, Standardisierung im Finanzsektor und Blockchain. Im Rahmen seiner Doktorarbeit erforscht Plazibat den Impact und Transformationsbedarf von disruptiven Technologien am Beispiel der Blockchain-Technologie. Während seines Bachelorstudiums in Wirtschaftsinformatik an der TH Köln, absolvierte er Kurse in IT Management und Unternehmensführung an der Columbia University in New York.
Ante Plazibat

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