Dezentralisierung als Stabilitätsgarant?

Die Welt befindet sich im Zeitalter von Industrie 4.0 in einem fortschreitenden vernetzten und digitalen Zustand [1] [2]. Durch progressive technologische Innovationen werden in unserer heutigen Welt vermehrt auch physische Objekte vernetzt und digitalisiert [3], wie beispielsweise Industriemaschinen, Automobile, Städte im Sinne von «Smart Cities» oder alltägliche Haushaltsgeräte [1] [2]. Selbst innerhalb vollständiger unternehmerischer Wertschöpfungsketten findet die Vernetzung vermehrt Anwendung [1] [2]. Auch wir Menschen bewegen uns vermehrt in einer digitalen Welt [3] und vernetzen uns durch soziale Medien oder durch innovative Telekommunikation, wie beispielsweise LinkedIn, Facebook oder Videokonferenzen, die gerade im Pandemiezeitalter eine essentielle Bedeutung erlangt haben [4].

Die Vernetzung bringt viele Vorteile, aber auch einige Nachteile mit sich [2]. Sie hilft uns, über grosse Entfernungen zu kommunizieren, Medien zu teilen, Geräte zu steuern oder ganze Prozesse effizienter zu gestalten. Zudem befähigt sie uns, neue Geschäftsmodelle zu entwickeln und diese unter Nutzung von innovativen und disruptiven Technologien umzusetzen [3]. Mit zunehmender digitaler Vernetzung entstehen jedoch neben den vielen Vorteilen auch Risiken wie unzureichende Kosten-Nutzen-Allokationen im Kontext von erforderlichen IT-Schutzmechanismen, Datenschutzrisiken oder Informationsmissbrauch, die jedoch erfreulicherweise mittels geeigneter Massnahmen durch die Unternehmen reduziert werden können [5].

Für Unternehmen, die sich weiterhin erfolgreich am Markt positionieren möchten und die sich teilweise sogar zu Software-Anbietern transformieren, ist Digitalisierung ein Pflichtprogramm [3]. Daraus resultierend ist das Thema Digitalisierung sowie die einhergehende Konzeption und Positionierung geeigneter Services und Dienstleistungen fest in jeder Unternehmensstrategie zu verankern, um sich am Markt mit neuen und innovativen Geschäftsmodellen positionieren zu können [3].

Um diese neuen Geschäftsmodelle zu etablieren, schliessen sich Unternehmen vermehrt in Netzwerken zusammen, die eine unterschiedliche Ausprägung und Intensität annehmen können (plattformbasierter Austausch von Daten vs. gemeinsame Wertschöpfung, beispielsweise in Business Ecosystems) [1]. Innovative und disruptive Technologien, wie beispielsweise Blockchain, Artificial Intelligence (AI) oder die Etablierung des 5G-Standards, helfen den Unternehmen bei der technischen Umsetzung der multilateralen Geschäftsmodelle [1] [6]. Getrieben durch den technologischen Fortschritt ist für die Zukunft zu erwarten, dass sich die multilaterale Zusammenarbeit zwischen differenzierten Unternehmen mit einem kollektiven Geschäftsmodell, beispielsweise in Business Ecosystems, intensivieren wird [7].

Infolgedessen wird der Terminus «Vernetzung» eine immer bedeutsamere Rolle spielen. Mit stärkerer Vernetzung nimmt ausserdem die Relevanz von digitalen Kommunikationsplattformen erheblich zu [8]. In diesem Kontext hat der Ausfall des Social-Media-Unternehmens Facebook[1] Anfang Oktober letzten Jahres gezeigt, dass die fortschreitende Vernetzung nicht immer ohne Herausforderungen funktioniert [9]. Diesbezüglich ist es essenziell, zu evaluieren, welche Auswirkungen und Konsequenzen eine Beeinträchtigung der Vernetzung hat und welche Rolle die zur Vernetzung verwendete Infrastruktur spielt, die Unternehmen zur Verwirklichung ihrer Geschäftsmodelle befähigt.

Im Fall von Facebook sorgte u. a. die interne Rekonfiguration der Backbone[2] Router [10] und der Ausfall von DNS[3]-(«Domain Name System»-)Servern dazu, dass Facebook für circa 3.5 Milliarden Nutzer für einige Stunden komplett von der Bildfläche des Internets verschwand [11]. Die vermehrten Neustarts von Applikationen, die aufgrund der Unerreichbarkeit der Services durch die Nutzer durchgeführt wurden, haben zusätzlich zur Instabilität und Erhöhung der Problematik beigetragen, die Services zu erreichen [11].

Im Beispiel Facebook gibt es jedoch eine entscheidende Besonderheit: Die Produkte und Services von Facebook sind weitestgehend zentral organisiert [12] [13]. Facebook erlangt durch diese Zentralisierung ausschliessliche Kontrolle über die etablierte Systemarchitektur und die über seine Services publizierten Inhalte (wie z. B. Beiträge von Facebook- oder Instagram-Mitgliedern) [14] [15]. Im Gegensatz zu dezentralen informationstechnischen Infrastrukturen, wie beispielsweise der Blockchain, verfügt Facebook über die alleinige Kontrolle über die weltweit etablierten Datenzentren, deren Funktionsfähigkeit und die vollständigen Daten [14].

Der Trend wandelt sich jedoch von einer zentralisiert in Richtung einer dezentralisiert organisierten informationstechnischen Infrastruktur [16], die häufig unter Verwendung der Blockchain-Technologie konzipiert wird [14]. Tech-Giganten, wie beispielsweise Twitter, streben eine dezentrale Transformation ihrer Social-Media-Plattformen an [17]. Im Beispiel Twitter würde die Dezentralisierung zu einer sich selbst kontrollierenden (Blockchain-basierten) Social-Media-Plattform mit einem vereinbarten Regelwerk über die Social-Media-Inhalte und Applikationen führen und den Verlust von zentraler Kontrolle auf Seiten von Twitter bedeuten [18] [19]. Die verminderte Kontrolle soll jedoch die kollaborative Weiterentwicklung der angebotenen Services und einhergehende Interaktionen der Nutzer ohne einen zentralen Intermediär anregen [18] [20]. Zudem wandelt sich mit der Dezentralisierung das Besitzverhältnis der Daten von «einer Partei gehören alle Daten» zu «niemandem gehören alle Daten» [14]. Darüber hinaus verhindert eine informationstechnische Dezentralisierung einen «Single Point of Failure» (SPOF), da sich das Netzwerk durch den jeweiligen Konsensmechanismus von selbst steuert und durch eine vollständig vernetzte Infrastruktur betrieben und bereitgestellt wird [21].

Sowohl informationstechnische Zentralisierung als auch Dezentralisierung bergen unterschiedliche Vor- und Nachteile. Zuerst ist es aber essenziell zu verstehen, was Zentralisierung und Dezentralisierung im generischen Kontext bedeuten.

Was ist unter (De-)Zentralisierung zu verstehen?

(De-)Zentralisierung lässt sich in drei Kategorien aufspalten und differenzieren: Architektonische (De-)Zentralisierung, Politische (De-)Zentralisierung und Logische (De-)Zentralisierung [22]. Die verschiedenen Formen der (De-)Zentralisierung sind in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Formen der (De-)Zentralisierung
In Anlehnung an Buterin (2017)

Architektonische (De-)Zentralisierung beschreibt, aus wie vielen Einheiten ein System besteht [22]. Klassische zentralisierte informationstechnische Netzwerke oder Systeme, beispielsweise mit einem Server, wie man sie in (kleineren) Büros vorfindet, bestehen zwar aus mehreren Teilnehmern, diese sind jedoch alle an einen zentralen Server angeschlossen. Der Server ist die zentrale Einheit dieses Netzwerkes [23]. Fällt dieser aus, kann kein Teilnehmer des Netzwerkes mehr auf die auf dem Server zentral gespeicherten Daten zugreifen und die Arbeit ist innerhalb dieses Netzwerkes in kollaborativer Form nicht mehr möglich [23]. Anders verhält es sich mit architektonisch dezentralisierten Systemen. Der Ausfall eines Netzwerkteilnehmers kann durch weitere Teilnehmer kompensiert werden. Beispielsweise wird vermehrt erforscht, wie eine dezentralisierte Energieversorgung etabliert werden kann [24]. Zum einen sollen dadurch Totalausfälle in der Stromversorgung durch den Ausfall eines Kraftwerkes vermieden werden, zum anderen macht auch die Skalierung von nachhaltiger energieerzeugender Infrastruktur, wie z. B. dezentraler Solaranlagen auf Einfamilienhäusern [24], dies notwendig. Die Vermeidung von Totalausfällen und Robustheit sind eine der wichtigsten Treiber von architektonischer Dezentralisierung.

Politische (De-)Zentralisierung beschreibt die vorhandene Kontrolle durch ein oder mehrere Teilnehmer des Systems [22]. Teilnehmer können Personen oder Organisationen sein. Während ein Systemadministrator vollständige Kontrolle über den zentralen Server, beispielsweise über Zugriffsrechte, Rollen und Daten eines Büros innehat (politische Zentralisierung), ist diese in einem dezentralen System aufgeweicht oder nicht existent. In dezentralen Blockchain-Netzwerken wird die Kontrolle durch den allgemeingültigen Konsens und selbstständig ausgeführt [22]. Durch die Verkettung von Blöcken ist es zudem unmöglich, Daten zu verändern [25]. Daraus resultierend ist eine zentrale Instanz für die Koordination und Überwachung des dezentralen Netzwerks nicht erforderlich [25].

Logische (De-)Zentralisierung beschreibt den gemeinsamen Konsens innerhalb des Systems oder Netzwerkes [22]. Logisch zentralisierte Systeme sind durch einen allgemein gültigen Konsens («commonly agreed state») charakterisiert [26], welcher durch die Teilnehmer des Netzwerkes akzeptiert werden muss. In logisch dezentralisierten Systemen existiert dieser Konsens nicht bzw. die Einhaltung der etablierten Regeln wird nicht kontrolliert[4] [27]. Weiterhin agieren logisch zentralisierte Systeme als ein Objekt, beispielsweise ein Unternehmen [22]. Beispiel für ein logisch zentralisiertes System ist die Blockchain [22]. Architektonisch und politisch dezentralisierte Blockchain Netzwerke erfordern einen gemeinsamen Konsens, um die Vorteile einer dezentralen Infrastruktur aufrecht zu erhalten.

Welche Vorteile bietet Dezentralisierung?

Die Vorteile der Dezentralisierung lassen sich aus Sicht der bereits genannten Dimensionen betrachten. Wie die jüngsten Ereignisse von Facebook & Co. gezeigt haben, besteht bei einer informationstechnischen Zentralisierung der Infrastruktur (architektonische Zentralisierung) die Gefahr eines «Single Point of Failures» [23] [22]. Architektonische Dezentralisierung impliziert somit, dass das Risiko eines «Single Point of Failures» nicht existiert, da die informationstechnische Infrastruktur, sollte eine Komponente ausfallen, weiterhin funktionsfähig bleibt [28]. Daraus resultierend besteht in dezentralen informationstechnischen Netzwerken zudem eine höhere Fehlertoleranz [28]. Das Risiko eines «Single Point of Attack» wird vermieden, da keine zentrale Instanz existiert, die die informationstechnische Infrastruktur aufrecht erhält und die Ziel eines Angriffes werden könnte [27].

Die politische Dezentralisierung eines Systems ermöglicht verschiedenen Parteien die Partizipation und gemeinsame Kontrolle des Systems unter Gewährleistung von Vertrauen und Transparenz.  Demokratische Prozesse erlauben diese Kollaboration und werden in Form von Konsensentscheidungen durchgeführt [27]. Im Falle der Blockchain wird durch einen etablierten Konsens keine zentrale Instanz (Intermediär) zur Steuerung und Überprüfung von Transaktionen benötigt [27]. Dies führt zu einer effizienteren Ausführung von Transaktionen, Zeit- und Kostenersparnissen. Durch den allgemeingültigen Konsens – die logische Zentralisierung – reduziert sich das erforderliche Vertrauen der Teilnehmer [27] [28].

Ausblick der Dezentralisierung im Kontext von DLT und Blockchain

Obwohl dezentralisierte informationstechnische Systeme bereits seit einigen Jahren existieren [28], wurden die Diskussionen über (De-)Zentralisierung durch disruptive Technologien wie DLT und Blockchain neu angefacht. Neue Anwendungsfelder und Anwendungsfälle auf der Basis von Blockchain und DLT werden auch in der Zukunft zu der Wichtigkeit von dezentralisierten informationstechnischen Systemen beitragen. Relevante Anwendungsgebiete sind die vermehrt stattfindende (und nachgefragte) Tokenisierung von Assets [29] oder Anwendungsfälle im Bereich Supply Chain, wie beispielsweise das Tracking und Tracing von Ware [30].

Was bedeutet dies für Unternehmen und Banken?

Dezentralität wird im Kontext der Distributed-Ledger-Technologie und Blockchain zu einem immer relevanter werdenden Themengebiet. Die Chancen, die sich durch diese technologische Entwicklung ergeben, werden in verschiedenen Unternehmensbereichen, Sektoren oder Branchen, beispielsweise Tracking und Tracing einer Supply Chain [31], dem Handel mit Kryptowährungen [32] oder durch die Tokenisierung von Assets [33] bereits vielfältig genutzt. Für Banken ergeben sich durch ihre Schnittstelle zu diversen Kundengruppen, Unternehmen und Branchen vielfältige Anwendungsgebiete und die Chance, neue Produkte und Services auf Basis dezentraler Technologien zu entwickeln, wie etwa das Angebot von non-bankable Assets, die Nutzung von Decentralized Finance oder der Handel von Kryptowährungen [34] [35]. Darüber hinaus wird sich zukünftig der Stellenwert von kollaborativen Geschäftsmodellen für Unternehmen und Finanzdienstleister weiter verstärken [36]. Grund hierfür ist unter anderem die Herausforderung, zukünftig innovative und komplexe Geschäftsmodelle eigenständig zu etablieren [7]. Dezentralität und die einhergehenden technologischen Innovationen befähigen Unternehmen und Banken zu neuen Arten der interorganisationalen Zusammenarbeit, die sich durch einen verbesserten Informationsaustausch auszeichnen [37]. Durch die Nutzung von Technologien mit dezentralem Charakter wie Blockchain kann diese Zusammenarbeit auf der Basis von grösstmöglicher Transparenz und Vertrauen gefördert werden [38].


[1] Facebook bezieht sich u. a auf die Services Facebook, WhatsApp und Instagram

[2] Die Backbone Router verbinden alle weltweit existierenden Datenzentren von Facebook [10]

[3] Der DNS Resolver konvertiert Namen in IP-Adressen («Adressbuch»), damit der Nutzer des Internets sich keine umfangreichen Zahlen merken muss (bspw. die Eingabe www.google.de vs. 2001:4860:4860::8888)

[4] Ein Beispiel ist Sprache. Diese ist zwar schriftlich in einem Regelwerk fixiert. Die Ausführung wird aber nicht durchgehend kontrolliert.


Quellen

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[2]        S. Heinemann, “DIGITALISIERUNG IN DER INDUSTRIE 4.0 – CHANCEN UND RISIKEN,” 2021. [Online]. Available: https://www.haufe-akademie.de/blog/themen/change-management-digital-transformation/digitalisierung-in-der-industrie-4-0-chancen-und-risiken/.

[3]        F. Abolhassan, Was treibt die Digitalisierung? Springer Gabler, 2016.

[4]        Statista, “Growth in downloads of select video conferencing apps as of March 2020 vs. weekly average for Q4 2019, by country,” 2021. https://www.statista.com/statistics/1109875/download-growth-video-conferencing-apps/ (accessed Oct. 17, 2021).

[5]        S. G. Weber, “IT-Sicherheit und Nutzer: Chancen und Risiken in der Digitalisierung,” in iit-Themenband DIGITALISIERUNG, Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg, 2016.

[6]        M. Zeng, “Alibaba and the Future of Business: Lessons from China’s Innovative Digital Giant,” Harv. Bus. Rev., vol. 96, no. 5, pp. 88–96, 2018.

[7]        Deloitte GmbH, “Ecosystems – Kooperation als Zukunftsmodell für die Digital Economy.” https://www2.deloitte.com/de/de/pages/innovation/contents/ecosystems.html (accessed Oct. 27, 2021).

[8]        Statista Research Department, “Anzahl der aktiven Social-Media-Nutzer weltweit in den Jahren 2015 bis 2021,” 2021. https://de.statista.com/statistik/daten/studie/739881/umfrage/monatlich-aktive-social-media-nutzer-weltweit/ (accessed Oct. 27, 2021).

[9]        L. Lecarme, “The Epic Facebook Outage is WEB 3.0 Slapping Mark Zuckerberg in the Face,” 2021. https://medium.com/spirit-of-crypto/the-epic-facebook-outage-is-web-3-0-slapping-marc-zuckerberg-in-the-face-d14f8c1b206d (accessed Oct. 15, 2021).

[10]      S. Janardhan, “More details about the October 4 outage,” 2021. https://engineering.fb.com/2021/10/05/networking-traffic/outage-details/ (accessed Oct. 20, 2021).

[11]      M. Celso and T. Strickx, “Understanding How Facebook Disappeared from the Internet,” 2021. https://blog.cloudflare.com/october-2021-facebook-outage/.

[12]      A. Thusoo et al., “Data Warehousing and Analytics Infrastructure at Facebook,” 2010.

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[19]      L. Matney, “Twitter’s decentralized future,” Techcrunch, 2021. https://techcrunch.com/2021/01/15/twitters-vision-of-decentralization-could-also-be-the-far-rights-internet-endgame/ (accessed Oct. 28, 2021).

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[35]      F. Schär, “Decentralized finance: on blockchain-and smart contract-based financial markets,” Fed. Reserv. Bank St. Louis Rev., vol. 103, no. 2, pp. 153–174, 2021, doi: 10.20955/r.103.153-74.

[36]      Deloitte, “Ecosystems 2021 – was bringt die Zukunft?,” 2019. [Online]. Available: https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/ch/Documents/financial-services/deloitte-ch-fs-de-ecosystems-2021.pdf.

[37]      C. Di Ciccio et al., “Blockchain Support for Collaborative Business Processes,” Informatik-Spektrum, vol. 42, no. 3, pp. 182–190, 2019.

[38]      M. Müller, N. Ostern, and M. Rosemann, “Silver Bullet for All Trust Issues? Blockchain-Based Trust Patterns for Collaborative Business Processes,” Lect. Notes Bus. Inf. Process., vol. 393 LNBIP, pp. 3–18, 2020, doi: 10.1007/978-3-030-58779-6_1.

Benjamin Schaefer
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