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FTS Future: Blockchain + Internet der Dinge (IoT) + Mobilfunk

16. Mai 2019

Die digitale Zukunft: Blockchain, IoT & Co.

Blockchain + IoT + Mobilfunk: Die Zukunft des Internets & der Digitaltechnik hat bereits begonnen!
© Photocreo Bednarek


Die Blockchain Technologie steht für so manchen bereits seit einigen Jahren repräsentativ für die digtale Zukunft, in der Freiheit, Performance und Sicherheit keine Grenzen mehr gesetzt sein sollen. Andere stehen dem Hype der letzten Jahre skeptisch gegenüber oder prognostizieren seit jeher ein bitteres Erwachen - und zumindest teilweise sollten die Kritiker auch Recht behalten.

Die Währung Bitcoin steht für viele Bürger noch immer repräsentativ für die Blockchain Technologie. Diese hatte 2017 kurzzeitig Spitzenwerte jenseits der 15.000 € erreicht, schmierte dann aber wieder ab und hatte sich kürzlich oberhalb von 4.000 € eingependelt. Aktuell (Anfang Mai 2019) kratzt der Bitcoin allerdings wieder an der 5.000 € Grenze. Kann die Blockchain Technologie nun die hohen Erwartungen und Hoffnungen erfüllen oder nicht?

Tatsächlich muss man das Thema weit differenzierter betrachten. Die Blockchain Technologie reicht viel weiter als digitale Währungen vermuten lassen. Der Bitcoin ist auch nicht die einzige digitale Währung - entgegen des Hypes ist er auch nicht einmal die vielversprechendste. Doch was bedeuten Blockchain, Bitcoin & Co. für die zukünftige Entwicklung der Digitaltechnik, das "Internet of Things" (IoT) und welche Rolle spielt der Mobilfunk? Besonders mit Blick auf den neuen 5G Standard haben wir von FTS Hennig uns noch einmal etwas genauer mit diesen Themen beschäftigt.

Die digitale Zukunft hat bereits begonnen - das Internet muss sich anpassen!

Was ist Blockchain?

Was ist eine Blockchain - und wie funktioniert sie? (© Sashkin)

Smartphones, interaktive Fernseher und sogar Brillen mit Zugang zum Internet (z.B. das „Google Glass“ Projekt: 2014 eingeführt, seit 2015 nur noch in Unternehmen im Einsatz) sind längst Normalität geworden. Intelligente Häuser (Smart Homes) sind auch schon in der Gegenwart als Pilotprojekte zu finden. In der Industrie sind halbautonome Fertigungshallen keine Seltenheit mehr. Doch das World Wide Web ist den damit verbunden Herausforderungen schlicht noch nicht gewachsen. Fehlende Bandbreite, Verbindungsabbrüche, Sicherheitslücken und stetige Meldungen von Cyber Angriffen sind nur einige Hürden auf dem Weg in die digitale Zukunft. Auf der Suche nach möglichen Lösungen wird einem aber schnell klar, dass die Architektur und die Infrastruktur weiterentwickelt werden müssen.

Dezentrale Systeme für mehr Performance & Sicherheit

Das Internet, wie wir es wahrnehmen, ist ein Auslaufmodell: Zentralisierte, miteinander verbundene Server, die zur Verwaltung unserer Daten dienen, auf die wir zugreifen und von denen wir Dienstleistungen anfordern. Dies geschieht längst nicht mehr nur vom heimischen Rechner aus, sondern in ständig steigendem Maße über mobile Endgeräte wie Smartphones, Tablets, so genannten "Wearables" etc. In vielen Fällen hat der mobile Zugriff längst den stationären übertroffen.

Doch im Netz lauern Gefahren, gegen die wir uns ständig abzusichern versuchen: Hacks, Exploits, Datenraub u.v.m. Konten werden missbraucht, Transaktionen gekapert, Gelder gestohlen. Unternehmen, insbesondere Banken und Versicherungen, müssen immense Summen investieren, um sich und ihre Kunden vor diesen Missbräuchen zu schützen. Die so entstehenden Kosten versuchen sie wiederum auf ihre Kunden abzuwälzen.

Zusätzlich gerät das World Wide Web immer wieder auch rein technisch an seine Grenzen. Da für viele Zugriffe zeitgleich viele Server benötigt werden, sehen wir uns alltäglich mit einem einfachen Problem konfrontiert: Wenn viele Nutzer zur selben Zeit das Gleiche wollen, bricht die Verbindung zu einem zentralen Server ein - ob auf einem Streaming Sender für ein wichtiges Sportereignis oder während des Starts eines Ticketverkaufs für ein begehrtes Großereignis (Konzert, Festival, Fußballspiel & Co.).

Auch im Mobilfunk werden in Zukunft mit 5G immer weiter gefächerte Netze aufgebaut, in denen diverse Knotenpunkte dynamisch miteinander verbunden sind. So lässt sich die Stabilität der Verbindungen wesentlich zuverlässiger gewährleisten, während die Clients durch intelligentes "Load Management" gleichmäßig verteilt werden können. Die Mesh Technologie in WLAN Netzen bietet ähnliche Vorteile aufgrund der dezentralen Architektur.

WICHTIG: Hier handelt es sich nicht etwa nur um eine Meinung unter vielen oder eine phantastische Wunschvorstellung naiver Weltverbesserer. Der bisherige Aufbau des Internets ist für die künftigen Datenmengen sowie die wachsenden Ansprüche an die Performance schlicht nicht geeignet. Einerseits ist dies bisher noch der Physik geschuldet (Hardware auf Binärbasis wird hoffentlich bald den Quantencomputern weichen). Andererseits sind den Standards, Protokollen und Systemen in einem zentralisiert organisierten Internet Grenzen gesetzt. Eine Dezentralisierung, in Verbindung mit intelligentem und effizientem Handling, kann hier für mehr Performance bei höherer Sicherheit sorgen. Die Blockchain Technologie ist eine Möglichkeit unter vielen hierzu - und aktuell die vielversprechendste.


Knotenpunkte einer Blockchain

Sind Blockchains die dezentrale Zukunft des Internets? © tawanlubfah


Neue Herausforderung: Das Internet of Things (IoT)

Unsere digitale Welt der Zukunft wird jedoch noch von einer anderen Seite vor große Herausforderungen gestellt: Das Internet of Things, kurz IoT, ist längst Realität geworden und findet immer größere Verbreitung. Smart Homes voller intelligenter Haushaltsgeräte, autonome Fahrzeuge und automatische Fertigungsanlagen sind nur einige der in den Medien gern genannten Beispiele. Wie so oft bei technischen Neuerungen, leisten Unternehmen (Industrie, moderne Startups) die Pionierarbeit, um die Effizienz zu steigern und sich Wettbewerbsvorteile zu sichern. Wenn die Technologien dann ausgereift sind, werden entsprechende Konsumgüter in riesigen Stückzahlen an Mann und Frau gebracht. In der s.g. Tooltip IconAutomatisierte Kommunikation von Maschinen in Fertigungsprozessen, Smart Home & Co.
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bzw. "D2D" Kommunikation treten in Kombination vor allem 3 wichtige Rahmenbedingungen auf:

Steigende Anforderungen für IoT & Co.

  • FTS Haken Die Geräte müssen bei Bedarf sehr große Datenmengen übertragen.
  • FTS Haken Hohe Übertragungsgeschwindigkeiten, die auch stetige Streams ermöglichen.
  • FTS Haken Für präzise Aufgaben muss die Latenz (Verzögerung) möglichst gering sein.

Zentralisierte Strukturen werden dies in Zukunft - bei rasant steigernden Anforderungen - schlicht nicht leisten können. Wenn allerdings möglichst viele Geräte und Knotenpunkte involviert sind und diese sich nah genug beieinander befinden, werden die Bedingungen mittels 5G, Mesh Systemen (intelligentes WLAN) und weiteren Technologien künftig erfüllt werden können.

Parallel versuchen immer mehr Anbieter, ihre Dienste und Leistungen bereitzustellen, ohne sich dabei auf Serverleistungen großer Firmen verlassen zu müssen - bisher vor allem im Mittelstand häufig ein unumgänglicher Schritt. Wer seine Waren in größerer Menge loswerden möchte, kommt aktuell schwer an Größen wie Amazon oder eBay vorbei, wenn hohe Ausgaben für die IT Infrastruktur und qualifiziertes Personal gescheut werden. Im Einzelhandel ist dies aktuell vielleicht noch ein zu verschmerzender Umstand, doch im Angesicht einer wirklichen "Share Econonmy", also einer Ressourcen aller Art teilenden, nachhaltig arbeitenden Gesellschaft, geht es um Dezentralisierung, Flexibilität und Geschwindigkeit.


Blockchain + Internet der Dinge (IoT) + Mobilfunk

So viel mehr als Bitcoin - aber was ist eine Blockchain eigentlich? © VIGE.co


Was ist eine Blockchain?

Die Vision: Ressourcen wollen in Zukunft allen zugänglich gemacht werden - möglichst ohne Mittelsmänner, die mitverdienen. Blockchain Systeme für Anwendungen und Nutzungen dieser Arten sind längst Gegenwart geworden. Allerdings bringen viele den Begriff "Blockchain" lediglich mit Kryptowährungen wie dem Bitcoin in Verbindung. Um zu verstehen, was die Blockchain Technologie wirklich leisten und wie sie unser aller Leben verändern könnte, muss man daher zunächst begreifen, was sich hinter dem Begriff verbirgt und wie eine Blockchain funktioniert.

Auf den ersten Blick mag sich der Blockchain Ansatz kaum von bereits bekannten Datenbanken unterscheiden. Auf einer Blockchain kann jeder Einträge hinterlassen, Informationen verankern, die wiederum von einer Gemeinschaft, bestehend aus Usern, verwaltet werden. Da dürften viele beispielsweise direkt an Wikipedia denken. Auch hier entscheidet eine Gemeinschaft, inwiefern diese Einträge auf dem neusten Stand gehalten oder gar geändert werden. Genau wie auf Wikipedia, sind die Einträge auf einer Blockchain nicht das Produkt einer einzelnen Person. Niemand auf sich gestellt herrscht über die Informationen und ihren Fluss.

Je näher man sich allerdings mit dem Thema Blockchain befasst, desto deutlicher werden die Unterschiede und die Besonderheiten der Blockchain Technologie. Beide laufen auf einem Verteiler-Netzwerk (dem Internet). Wikipedia jedoch ist Teil dessen, was wir als World Wide Web kennen und nutzt das klassische Client/Server-Netzwerk. Ein Anwender (Client), mit den entsprechenden Erlaubnissen auf seinem Account, hat so die Möglichkeit, Einträge innerhalb der Wikipedia zu ändern, die auf einem zentralisierten Server abgelegt sind.

Die Gegenwart: Ein zentrales Netzwerk

Immer dann, wenn ein Nutzer Wikipedia (oder eben eine Unterseite von Wikipedia) aufruft, wird ihm die aktuellste Version der „Master Copy“ von Wikipedia zur Verfügung gestellt. Die Kontrolle über die dahinterstehende Datenbank verbleibt jedoch immer bei den Administratoren von Wikipedia. Zugang und Erlaubnisse werden von einer zentralen Autorität verwaltet.

Wikipedias digitales Rückgrat ist dabei vergleichbar mit den best geschützten und ebenfalls zentralisierten Datenbanken, die Regierungen, Banken und Versicherungen heutzutage nutzen. Die Kontrolle über diese Datenbanken liegt bei ihren Besitzern, sie regeln nötige Updates, Zugänge und den Schutz vor Bedrohungen durch Cyber Kriminelle oder gar digitale Terroristen.

Fernsehbeitrag: Die Blockchain Revolution (3SAT)

Die mögliche Zukunft: Ein dezentrales Netzwerk

Das Rückgrat einer verteilten Datenbank, wie z.B. einer Blockchain, unterscheidet sich fundamental vom zentralen Modell. Zugleich ist es die wichtigste und elementarste Eigenschaft der Blockchain Technologie. Die „Master Copy“ von Wikipedia wird auf einem Server bearbeitet, alle Anwender bekommen automatisch die aktuelle Version zugänglich gemacht (Google Docs funktionieren z.B. auch nach genau diesem Prinzip). Im Falle der Blockchain kommen aber alle Teile ("Knoten") der Blockchain zur selben Lösung. Alle aktualisieren ihren Eintrag unabhängig und die populärste Version auf der Blockchain wird schlussendlich zum offiziellen Eintrag und so zur „Master Copy“. Auf einer Blockchain existiert nicht jeder Eintrag nur einmal (eben auf einem zentralen Server) sondern zigtausend Male auf jedem dezentralen Server.

Wer nun an Torrent Netze oder Systeme zur Versionsverwaltung (GitLab etc.) denkt, kommt der Sache schon recht nahe - obwohl die Blockchain Technologie konsequenterweise wesentlich weiter reicht.

Jede Transaktion, jede Handlung auf einer Blockchain, wird gesendet und daraus erschafft jeder Knoten einer Blockchain eine eigene, aktualisierte Version von Ereignissen, resultierend aus diesen Transaktionen.

Dies ist zwar ein abstrakter Satz, der aber Ereignisse auf einer Blockchain grundlegend sehr genau beschreibt. Da alle Einträge auf jedem Teil der Blockchain liegen, erfahren auch alle Teile gleichzeitig ein Update. Dabei kann es durchaus zu Unterschieden kommen. Im Konsens des Netzes gilt, dass die am häufigsten abgelegte Version als die richtige angesehen wird.

Dieser Unterschied macht die Blockchain Technologie so vielfältig anwendbar. Sie stellte seinerzeit eine absolute Innovation für die Verwaltung und Verteilung von Informationen dar, welche die Notwendigkeit für eine übergeordnete Verwaltung (der alle Anwender vertrauen müssen) überflüssig macht. Das Erzeugen von digitalen Verbindungen und Versionen regelt sich von ganz alleine.

Das Konzept der Blockchain ist dabei keine neue Erfindung. Sie ist vielmehr eine Kombination von einer Vielzahl Technologien, die sich als sehr gut nutzbar erwiesen haben und die in der Summe einfach neu genutzt werden. In ihr vereinen sich drei Technologien:

Die Basis für eine Blockchain

  • FTS Haken Das Internet
  • FTS Haken Private Verschlüsselungen
  • FTS Haken Protocol Governing Incentivisation (Belohnungen)

Gemeinsam machen sie die Blockchain Technologie so umfassend nutzbar. Denn längst dreht es sich nicht mehr nur um die Verwaltung von Daten, sondern um Nutzbarkeit digitaler Beziehungen bis in die unterste Ebene. Ein „Internet of Things“, also ein Netzwerk der Dinge und Endgeräte, mit dem wir gefahrlos sogar die Einkäufe in unserem Alltag einem Protokoll überlassen können, ohne Drittparteien zu deren Nutzen unsere Daten zur Verfügung stellen zu müssen, ist längst möglich. Die Anwendung geht sogar so weit, dass wir durch unsere aktive Beteiligung an der Datenverwaltung, also die Zuverfügungstellung dieser Daten für Unternehmen (z.B. Amazon, Google usw.), belohnt werden würden.

Die Funktionsweise einer Blockchain

Aus den genannten Komponenten resultiert ein Geflecht aus digitalen Interaktionen, welches keine Verwaltung mehr benötigt. Die Aufgaben, die einer Administration zufallen würden, regelt eine Blockchain in sich. Dies geschieht auf eine elegante, schlanke, einfache und zugleich extrem widerständige Art und Weise: Durch ihren zugrundeliegenden Aufbau.


Blockchain: Jeder Anwender hat Zugriff auf das dezentrale Netzwerk

Jeder Anwender hat Zugriff auf das dezentrale Netzwerk: Das ist das Prinzip einer Blockchain! © sdecoret


Für den "Digital Trust": Private Key Cryptography

Vertrauen ist immer eine Risikoabwägung zwischen Unternehmen, Gruppen oder Einzelpersonen. In der digitalen Welt lässt sich Vertrauen oftmals darauf reduzieren, ob eine Identität (durch Authentifizierung) mit entsprechenden Erlaubnissen (durch Autorisierung) nachgewiesen werden kann. Einfach gesagt wollen wir wissen: „Sind Sie der, der Sie vorgeben zu sein?“ und „Sollten Sie tun dürfen, was Sie tun wollen?“.

Auf einer Blockchain aber stellen sich diese beiden Fragen nicht. Die "Private Key Cryptography" (Privater, verschlüsselter Zugang) stellt ein mächtiges Werkzeug zur Überprüfung von digitalen Besitzbarkeiten dar - und genau darunter fallen auch Zugänge und Befugnisse! Zeitgleich müssen durch diese Anwendung nicht mehr persönliche Daten ausgetauscht werden, als für den jeweiligen Austausch notwendig sind. Das Risiko, sich Hackern auszusetzen, wird dadurch massiv minimiert.

Auch für alltägliche Geschäfte ist eine Authentifizierung nicht ausreichend. Es bedarf auch immer der nötigen Autorisierung. Aus dem Alltag gegriffen: Es reicht nicht aus, bei eBay ein registriertes Mitglied zu sein (Authentifizierung), sondern es muss auch genug Geld auf dem Konto sein und ein Zugang zum Konto bestehen (Autorisierung), um einen Kauf abschließen zu können. Um dies wirklich risikofrei abzuwickeln, ist eine verteiltes "Peer-to-Peer" Netzwerk (Nutzer zu Nutzer) zwingend notwendig. Andernfalls entstünden wieder genau die Probleme, mit denen wir uns bis dato jeden Tag im World Wide Web konfrontiert sehen: Daten können abgegriffen werden, sie können korrumpiert werden oder die Kommunikation zwischen zwei Servern scheitert einfach aus banalen Gründen wie einer Überlastung. Das Geschäft kommt dann entweder nicht oder zumindest nicht wie gewollt zustande.

Ein verteilt arbeitendes Netzwerk muss also viel Wert darauf legen, alle Transaktionen zu speichern und Sicherheit zu gewährleisten. Eine Transaktion zu gestatten ist dabei immer eine Aufgabe des gesamten Netzwerks unter Anwendung der grundlegende Regeln - eben des Blockchain Protokolls.

Dank dieses Protokolls muss sich auf der Blockchain eben nicht mehr gesondert auf Authentifizierung und Autorisierung verlassen werden. Bisher ist dieser Umstand ein extremer Kostenfaktor, dessen Abschaffung die Blockchain so attraktiv für Banken, Versicherungen und Regierungen macht. Wenn dieser Posten wegfällt, lassen sich neue und sehr kraftvolle, digitale Beziehungen schmieden. Aus dem uns bekannten Internet wird, mittels Blockchain als Rückgrat der Transaktionsebene, ein "Internet der Werte".

Allein die Idee, dass kryptographische Schlüssel als Zugangsmittel dienen und in geteilten Datenbanken jeder Anwender belohnt werden könnte, wodurch sichere und (in Bezug auf Vertrauen) besondere Beziehungen auf einer digitalen Ebene möglich werden, haben die Vorstellungskraft für digitale Experimente beflügelt. Startups, IT-Firmen, Banken und Regierungen haben allesamt ein Interesse daran, dieses Internet möglich zu machen.

Überall, wo Vertrauen den Grundstein bildet, hilft die Blockchain. Ob Einkäufe bei direkten Verkäufern (ähnlich der Bewertungen bei eBay), einer Autovermietung im Sinne der Share Economy (jeder mit der nötigen Vertrauensbasis kann Ihr Auto nutzen), über die Organisation eines Smart Homes, bis hin zum Agieren auf Zukunftsmärkten (dem Voraussagen von Ereignissen als Wirtschaftsmodell): All dies erscheint nun möglich zu sein!

Die drei Säulen der Blockchain Technologie

  • FTS Haken Private Key Cryptography
  • FTS Haken P2P Netzwerk
  • FTS Haken Blockchain Protokoll

Details zur Funktionsweise von Blockchains

Basierend auf diesen drei grundlegenden Technologien, ergibt sich die Anwendung der Blockchain. Keine ist sonderlich neu, ganz im Gegensatz zum Zusammenspiel und der Art, wie sie genutzt werden. „Private Key Cryptography“, „Distributed Network“ mit geteilten Zugriffen sowie eine Form der Belohnung für die Nutzung der Transaktionsdienste, der Datenpflege und der Sicherheit sind die drei Säulen von Blockchains. Zwar gibt es zwischen den unterschiedlichen Blockchains abweichende Gewichtungen dieser drei Punkte, sie finden sich aber in allen wieder.

Private Cryptographic Keys

Ein abstraktes Wort, zu Deutsch bedeutet es so viel wie „Persönlicher, verschlüsselter Zugang“. Für eine Transaktion über das Internet auf einer Blockchain hat jeder Nutzer einen privaten und einen öffentlichen Schlüssel (private and public key). Der Zweck dahinter ist eine sichere Referenz zur eigenen, digitalen Identität zu haben. Jede Identität basiert dabei auf einer Kombination dieser beiden Schlüsselformen. Eine Verbindung dieser beiden Schlüssel ergibt eine Zustimmung zu einem Vorgang und erzeugt eine ambivalent einsetzbare, digitale Unterschrift. Zusätzlich bietet diese Form der Unterschrift eine umfassende Kontrolle über die eigenen, digitalen Besitztümer.


Blockchain: Private Key Cryptography

Private Key Cryptography im "Peer-to-Peer" Netzwerk © CoreDESIGN


Identität

Eine umfassende Kontrolle aber ist nicht genug um die Sicherheit digitalen Beziehungen zu gewährleisten. Zwar ist damit die Authentifizierung abgehakt, aber es bedarf noch immer einer Kontrollinstanz, um Transaktionen und Erlaubnisse zu bestätigen: Die Autorisierung. Auf einer Blockchain beginnt dies im verteilten Netzwerk.

Distributed Network (verteiltes Netzwerk)

Die Vorteile und Notwendigkeit eines verteilten Netz werden verständlich, wenn man dafür das Gedankenexperiment des Baumes, der im Wald umfällt, heranzieht.

Fällt ein Baum in einem Wald um und Kameras zeichnen dies auf, dann haben wir einen visuellen Beleg für das Umfallen des Baums, auch wenn wir nicht wissen warum und wie dieser Baum umfiel.

Fällt einfach nur ein Baum im Wald um, wird dies niemand mitbekommen und es stellt sich die Frage, ob dieser betreffende Baum überhaupt umgefallen ist, nur weil dies beleglos behauptet wird.

Ein wichtiges Argument für die Bitcoin Blockchain besteht aus den vielen Validierern, die, genau wie die Kameras in der Analogie um den fallenden Baum, einen Konsens darüber erreichen, dass sie ein und den selben Vorgang im selben Augenblick gesehen haben. Nur kommen statt Kameras mathematische Belege zum Einsatz. Damit wird auch direkt deutlich, dass je größer das Netzwerk ist, desto sicherer arbeitet es. Bitcoin, als noch größtes unter den Blockchain Netzwerken, ermöglicht uns einen kleinen Ausblick in die potentielle Zukunft:

Mit über 3.500.000 TH/s je Sekunde übertrifft Bitcoin in der Menge der Vorgänge die 10.000 größten Banken der Welt zusammen. Ethereum, auf Platz 2 der Blockchain Kryptowährungen (und durchaus mit dem Potential, Bitcoin irgendwann zu übertreffen), bringt 39,1 TH/s ins Spiel. Damit übertrifft "der kleine Bruder" von Bitcoin locker Giganten wie Google.


Die dezentrale Zukunft des Internets: Blockchains

Je mehr Knotenpunkte, desto sicherer & stabiler ist die Blockchain! © metamorworks


Aufzeichnungssystem

Wenn sich kryptografische Schlüssel mit einem Netzwerk verbinden, ermöglichen sie digitale Interaktionen. Wenn Person A über den eigenen, privaten Schlüssel angibt zu handeln - im Fall von Bitcoin eine bestimmte Summe der Kryptowährung zu versenden - und den eigenen, privaten Schlüssel mit dem öffentlichen Schlüssel von Person B verbindet, dann kommt eine Transaktion zustande. Auf fortschrittlicheren Systemen, wie der Ethereum Blockchain, beschränkt sich dies nicht nur auf die Transaktion von Tokens (eine "Überwährung" über der tatsächlichen Kryptowährung) und der Kryptowährung selber, sondern auf jede Form des Agierens. Darunter auch die Steuerung des heimischen Kühlschranks.

Im nächsten Schritt wird ein Block (deswegen Blockchain) bestehend aus der digitalen Unterschrift, einem Zeitstempel und allen relevanten Informationen an alle Knoten des Netzwerks gesendet. Im Falle des World Wide Webs würde ein vergleichbarer Informationsblock lediglich an einen zentralen Server gesendet werden - und könnte entsprechend leicht manipuliert werden. Auf der Blockchain ist es, ohne extreme Rechenkraft (höher als die aller beteiligten Systeme), nahezu unmöglich, genug Knoten zu manipulieren um die Deutungshoheit über diesen Vorgang zu erlangen.

Netzwerkwartungsprotokoll

Ein Realist könnte nun das Gedankenexperiment rund um den Baum (s. oben) in sich anzweifeln. Warum sollten sich Millionen Kameras bereithalten, nur um den Augenblick eines fallenden Baums einzufangen? In anderen Worten: Wie bringt man Rechenkraft dazu sich der Sicherheit in einem Netzwerk zu widmen?

Ganz einfach: Es gibt Belohnungen. Öffentliche Blockchains involvieren Mining, also das Schürfung von Werten (s. Kryptowährungen). Mining an sich fußt auf einem einmaligen Ansatz einer der ältesten, ökonomischen Fragen: Der Tragik der Allmende (Tragödie des Allgemeinguts). Eine frei verfügbare, aber begrenzte Ressourcen wird nicht effizient genutzt und durch Übernutzung bedroht, was schließlich auch die Nutzer selbst bedroht.

Auf einer öffentlichen Blockchain aber wird jedem, der Rechenleistung zur Verfügung stellt, eine Belohnung in Aussicht gestellt. Das Eigeninteresse eines jeden Users auf der Blockchain wird genutzt, um dem allgemeinen Bedürfnis gerecht zu werden.

Zielsetzung von Protokollen auf einer Blockchain

Dennoch braucht jedes Protokoll eine Zielsetzung. Im Fall von Bitcoin muss z.B. ausgeschlossen werden, dass ein Bitcoin zeitgleich in unterschiedlichen Transaktionen zum Einsatz kommt.

Um die direkte Zuordnung von Tokens und Kryptowährungen zu erreichen, müssen alle Knoten des Netzwerks (also alle beteiligten Rechner oder Zusammenschlüsse von Rechnern) eine Historie von Vorgängen erschaffen und warten - und dies für jeden einzelnen Vorgang. Um das zu erlangen, müssen komplizierte, mathematische Gleichungen gelöst werden. Simplifiziert bedeutet dies: Alle beteiligten Akteuere stimmen mit ihrer Rechenkraft darüber ab, ob ein neuer Block (bestehend aus Private und Public Key) in die Blockchain aufgenommen wird, oder ob ein Block für ungültig erklärt wird. Wenn eine Mehrheit erzielt wurde, darf der neue Block sich anschließen. Er bekommt einen weiteren Zeitstempel. In diesem Block können natürlich nicht nur Transaktionsdaten über eine Kryptowährung liegen, sondern auch Nachrichten, Befehle und alle nur erdenklichen Formen an Datensätzen.

Der genaue Vorgang unterscheidet sich dabei von Blockchain zu Blockchain. Bitcoin bezieht sich rein auf den Handel mit der eigenen Währung, Ethereum geht viel weiter und erlaubt dank Smart Contracts jeglichen Vorgang über die Blockchain zu lenken, der digitalisierbar ist. Dazu können spezielle Regeln aufgesetzt und der Belohnungsvorgang skaliert werden. Wichtig ist nur das basisdemokratische Abstimmungsverfahren zwischen den Knoten einer Blockchain. Am Ende wird jede Teilnahme honoriert und das in Form von Kryptowährung, die sich wiederum für Dienste und Anwendungen einsetzen lässt.


Die Krypotowährung Bitcoin

Die Krypotowährung Bitcoin ist aktuell wieder auf dem Vormarsch - doch wie lange noch? © Wit


Tokens & Kryptowährungen

Bitcoin als erste und größte Kyrptowährung hat eine klare Zielsetzung: Gelder zu transferieren. Dieses einfache Konzept macht Bitcoin für viele Nutzer sehr attraktiv. Eine nicht unwesentliche Menge dieser Nutzer verfolgt damit kriminelle Interessen. Die Anonymität und Unregulierbarkeit der Bitcoin Blockchain (und vieler anderer Blockchains) ist dabei ein zusätzlicher Bonus. Bitcoins und Altcoins (Kryptowährungen neben Bitcoin) haben i.d.R. nur einen Zweck: sie sind Zahlungsmittel. Für ein Internet der Dinge jedoch erscheint es wenig sinnvoll, jedes Mal gefühlt Geld für Dienste an einem Gerät auszugeben, dass einem längst gehört - auch wenn es Modelle gibt, die ein solches Vorgehen durchaus attraktiv erscheinen lassen.

Blockchains, die keine reinen Kopien der Open-Source Software von Bitcoin sind, sind häufig mit Tokens versehen. Diese sind eine übergeordnete Währung auf der Blockchain, die sich zwar auch in Kryptowährungen (die der Blockchain und andere) tauschen lassen, aber deutlich vielseitiger einsetzen lassen. Obendrein können sie nicht geschürft werden, sie müssen verdient werden. In vielen Fällen symbolisieren sie Loyalität oder guten Service. Kunden können damit Dienste als besonders gut bewerten und Anbieter schnelle Zahlungen honorieren (oder positive Bewertungen). Ausgeschüttet werden Tokens allgemein durch Investitionen in neue Projekte auf einer Blockchain. In gewissem Maße sind sie also mit initialen Aktienausschüttungen (IPO, Initial Public Offerings) vergleichbar. Deswegen nennt man sie auch ICO (Initial Coin Offering).

Was kann eine Blockchain leisten?

Finanzinstitute haben Brüche in unzähligen Industriezweigen in den letzten 30 Jahren unterstützt. Besonders ihnen ist schnell bewusst, was wirklich revolutionäres Potential hat. So wundert es wenig, dass Blockchain ein extrem wichtiges Thema auf jeden Bankkongress in den letzten Jahren war, ist und sein wird. Um dabei die Nase vorne zu haben, haben Banken längst ihre eigenen Entwicklungsfirmen aufgestellt, Testzentren eingerichtet und Beziehungen zu den wichtigsten Vordenkern hinter bestehenden Blockchains begonnen.

Sie waren die ersten, die sich in der wirtschaftlichen Öffentlichkeit ernsthaft mit dem Thema Blockchain auseinandersetzten, wenn auch Universitäten, Regierungen, Versicherungen und Beraterfirmen langsam aufholen.

Für Banken bedeutet die Blockchain Technologie in besonderem Maße die Möglichkeit, extrem viel Geld zu sparen und Geschäfte deutlich schneller abwickeln zu können. Letzteres aber gilt nicht nur für Banken, sondern insbesondere auf Blockchains wie Ethereum für jeden. Auf speziellen Marktplätzen kann jeder ohne Gebühren seine Dienste anbieten: Add-Ons für bestehende Programme, Tools für Musiker, Textarbeiten, Backwaren, Handwerk - die Formen sind grenzenlos. Und der Clou besteht darin, dass die Abwicklung von Geschäften dank der Blockchain fast ganz von alleine abläuft.

All diese Arbeit besteht zusätzlich zu dem, was Unternehmer und Entwickler in Blockchains wie Bitcoin und Ethereum bereits geleistet haben und leisten. Jeden Tag treten neue Blockchains auf, viele davon nicht der Öffentlichkeit zugänglich mit sehr speziellen Zielen und Anwendungsmöglichkeiten.

Vieles davon steckt noch in der Entwicklung, aber grundlegend kann jede Blockchain bereits einiges leisten:

Digitale Identität aufbauen

Wie bereits festgestellt, ist Identität einer der wichtigsten Bestandteile einer jeden Blockchain. Gewährleistet wird dies durch die Nutzung von kryptografischen Schlüsseln. Die Verbindung von öffentlichem und privatem Schlüssel erzeugt eine sichere, digitale Referenz zur eigenen Identität. Mit dem öffentlichen Schlüssel, dem „Public Key“ identifiziert man sich in der Menge (ähnlich einer E-Mail-Adresse), mit dem privaten Schlüssel, dem „Private Key“ drückt man Zustimmung zu digitalen Interaktionen aus.

Daten verwalten

Ein extrem wichtiger Punkt, auf den wir später noch genauer eingehen werden. Blockchains sind in allen Fällen eine echte Innovation in Bezug auf die Registrierung und Verteilung von Daten. Sie eignen sich nicht nur perfekt dafür, statische Daten (beispielsweise eine Nutzer-Registrierung) zu verwalten, sondern auch für dynamische Daten (Transaktionen). In Bezug auf Datenpflege ist dies ein wichtiger, evolutionärer Fortschritt, der lange überfällig war. Wer einmal versuchte, mit mehreren Personen ein Dokument zu bearbeiten, wird wissen, was gemeint ist. Zur Registrierung können Daten auf drei Arten auf einer Blockchain abgelegt werden:

Ein Blockchain Hash wird allgemein dann durchgeführt, wenn Datensätze zusätzlich abseits der Blockchain abgelegt werden. Digitale Fingerabdrücke, als Beispiel, werden oftmals in die Blockchain eingewoben, der Löwenanteil an Informationen zu diesen Fingerabdrücken liegt aber offline. Ein Musiker könnte so anhand spezieller Klänge aus seinem aktuellen Werk identifiziert werden, sein noch unveröffentliches Album aber ruht noch im Tonstudio und wird erst bald online gestellt. Mit seinem digitalen Fingerabdruck kann er aber jederzeit das Urheberrecht an seinem Werk belegen.

Mittels dieser Art der Datenverwaltung werden in Zukunft weit verzweigte Organisationen viel besser und schneller zusammen arbeiten können. Probleme, wie sie bisher bei geteilten Dokumenten auftreten, gehören der Vergangenheit an. Derzeit liegen Datensätze vieler Gruppierungen auf privaten Servern und es entstehen immense Kosten allein durch Transaktionen zwischen und innerhalb von Unternehmen durch Bearbeitungsprozesse und dem Überprüfen von Datensätzen. In der Blockchain Terminologie nennt man diese Art der Datenverwaltung „Distributed Ledger“ oder „Distributed Ledger Technology“ kurz DLT. Ledger steht dabei für soviel wie „Hauptbuch“, sie ist also mehr als nur reine Datenerfassung, sie ist ständige Datenverwaltung und Datenpflege in einem.

Besonders diese Eigenschaft macht Blockchains für Versicherungen sehr attraktiv. Mittels intelligenter Datenerfassung und Datenverwaltung lassen sich viele Verzögerungen aushebeln, da diese oftmals auf mangelnder und fehlerhafter Absprache zwischen den zuständigen Personen basieren. Daten werden schlecht oder falsch erfasst und Prozesse so verschleppt. Dank der Blockchain Technologie würden diese Fehler automatisch erkannt und automatisch abgelehnt oder sogar direkt korrigiert.

Bewiesene Unveränderlichkeit

Eine wichtige Eigenschaft einer Blockchain ist es, dass jede einzelne eine eigene, ablegte Historie hat. Deswegen werden sie auch als unveränderlich (immutable) bezeichnet. Zu Deutsch: Einen Eintrag auf der Blockchain zu verändern würde bedeuten, alle Daten im Anschluss ebenfalls zu verändern - und das auf jedem Knoten. Möglich ist dies tatsächlich nur mit Zustimmung einer Mehrheit aller Anwender auf einer Blockchain. Dieser Vorgang wird als „Fork“ (Gabel) bezeichnet und nur in seltenen Fällen angewendet.

Durch den Einsatz einer solche Maßnahme kann tatsächlich eine Blockchain gespalten werden. Durch einen Betrug (Meldung über einen menschgemachten Fehler) konnte z.B. auf der Ethereum Blockchain ein anwenderfinanziertes (Crowdfunding) Projekt um einen großen Teil seiner Gelder gebracht werden. Unter den Nutzer wurde abgestimmt, die Mehrheit sprach sich für eine Annullierung der Investition aus. Alle die dagegen gestimmt hatten, spalteten sich von der Blockchain ab und ignorierten diese Annullierung. Alle anderen ließen die Annulierung wirksam werden und änderten mit geballter Rechenkraft ihre Blockchain.

Eine Blockchain ist dadurch immer mehr als nur eine einfache Datenbank, sie ist ein komplettes Aufzeichnungssystem. So kann beispielsweise an mehreren Versionen einer Software gearbeitet werden und nach Fertigstellung eines Seitenarms wird dieser durch Abstimmung zur neuen Masterkopie.


Peer-to-Peer-Network: Digitale Sicherheit duch das Kollektiv

Digitale Sicherheit duch das Kollektiv © pickup


Ambivalente Plattform

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Kryptowährungen waren die ersten Plattformen, die auf Basis der Blockchain Technologie entwickelt wurden. Schon seit 2013 haben sich User und Entwickler davon entfernt. Eine Blockchain (insbesondere Ethereum) dient nicht nur zum Austausch von Währung oder Tokens, sondern für die Nutzung von „Smart Contracts“. Unter diesen kleinen Programmen haben sich im Verständnis des weltweiten Webs viele Dinge vereint, grundsätzlich lässt sich das Konzept aber in eine Handvoll Kategorien aufteilen.

Es gibt die „Vending Machine“ Smart Contracts, ein Begriff den Nick Szabo bereits in den 90er Jahren geprägt hat. Darunter verstehen sich tatsächliche Maschinen, die handeln, nachdem sie einen externen Eingang durch eine Kryptowährung erhalten haben. Gleich einem Automaten eben, in den Geld geworfen wird und der in Folge dessen eine Getränkedose ausspuckt. Gleiches funktioniert auf der Blockchain: Durch Abgabe eines Tokens oder einer anderen Wertigkeit wird eine gewünschte Aktion auf der Blockchain eingeleitet.

Es gibt „Smart Legal Contracts“, auch als Ricardianische Verträge bekannt. Benannt wurden sie nach dem britischen Wirtschaftswissenschaftler David Ricardo (1772 - 1823). Diese Form der Anwendung fußt darauf, dass ein Vertrag immer eine Zusammentreffen von Gedanken ist. Ein Ergebnis aus diesem Zusammentreffen ist stets das, worauf sich alle beteiligten Parteien in einem tatsächlichen Vertrag einigen. Ein Vertrag kann eine mündliche Absprache, ein schriftliches Dokument oder eben ein bzw. mehrere nützliche Aspekte der Blockchain sein, als Kombination aus Zeitstempel, Token, Schlüssel, Dokumentenverwaltung und / oder Geschäftslogik. Wenn also ein Kunde bei einem Dienstleister ein Produkt bestellt und man sich mittels eines Smart Contracts auf einen bestimmte Zahlung nach Eingang des Produkts geeinigt hat, dann geschieht nach Absendung des Produkts alles automatisch - vorausgesetzt alle nötigen Grundsätze (wie ein ausreichender Kontostand für die Bestellung) sind gegeben. Bei Eingang von Waren wird eine Zahlung automatisch ausgelöst.

Abschließend existieren Ethereum Smart Contracts. Diese kleinen Programme bilden derzeit die Krönung unter den Smart Contracts. Sie können auf der Ethereum Blockchain alle nur erdenkliche Aufgaben erledigen und ganze Systeme automatisieren. In einigen kleinen Gemeinden (wie Wohngemeinschaften in Berlin oder New York) kontrollieren sie die komplette, eigene Energieversorgung.

Blockchain Technologie & das Internet of Things (IoT)

Unsere Welt wächst immer enger zusammen. Abläufe sowie Anforderungen verlangen immer höhere Geschwindigkeiten, Alles wird smarter und intelligenter, alles soll effizienter funktionieren. Dank dem IoT, dem Internet of Things, scheint all dies in absehbarer Zeit möglich zu werden. Besonders in der Wirtschaft sprechen aktuelle Ergebnisse und Fortschritte eine deutliche Sprache. Unternehmen profitieren auf viele Arten von der immer weiter voranschreitenden Automatisierung und zeigen, dass das IoT der Schlüssel zu einer umfassenden, digitalen Transformation bildet. Die Blockchain Technologie kann dazu einen wesentlichen Beitrag leisten.

Für den britischen Online Händler Ocado könnten so halbautonome Roboter, die mit einer selbstlernenden Software versehen sind und über ein extrem fortschrittliches Rechenzentrum gelenkt werden, zum Einsatz kommen - im Sinne absoluter Mobilität im eigenen 4G Netz. Der Anbieter plant einen vollautomatischen Supermarkt und will dieses Modell als wegweisendes Beispiel nach ganz Europa zu verbreiten. Schon jetzt transportieren schweigsame Roboter und Förderbänder Waren durch die Lagerhallen von Ocado. Jedes Produkt hat seinen Platz, alles ist mit Barcodes (RFID) zur Identifikation versehen. Bald schon soll sogar das Bepacken der Einkaufskörbe durch besondere Robotorhände erledigt werden.

Video zum Roboter Supermarkt von Ocado

Mobilfunk Anbieter wie Vodafone haben längst schon spezielle "Narrow-Band-Netze" für IoT Anwendungen bereitgestellt und bieten besondere LTE Lösungen an. Landwirtschaftliche Prozesse ließen sich dank des Internet of Things und intelligenten Endgeräten fast vollständig automatisieren. Kühe tragen spezielle Halsbänder, durch die erkannt wird, ob sie gemolken oder gefüttert werden müssen. Bis zu 600 Daten werden so je Sekunde erfasst und analysiert. Im Falle einer drohenden Kalbung wird der Bauer direkt auf sein Smartphone benachrichtigt, auf Wunsch der Veterinär gleich mit.

Für viele Industriezweige und in der Forschung sind "Smart Glasses" (intelligente Brillen) von hohem Interesse und kommen bereits zum Einsatz - auch wenn sie sich auf dem Privatanwender Markt nicht durchsetzen konnten. Diese erzeugen eine erweiterte Realität im Sinne von Augumented Reality. Daten können auf der Brille eingeblendet werden, Modelle im leeren Raum entworfen und verändert werden - und dies für jeden sichtbar, der mit so einer Brille ausgestattet ist. Die Möglichkeiten hier erweckten noch vor wenigen Jahren den Eindruck, pure Science-Fiction wie aus Filmen (Blade Runner, Minority Report etc.) zu sein.

Es sind bei weitem auch nicht mehr nur die Industrie Branchen, die auf intelligente Anwendungen setzen. Unternehmen im Gesundheitswesen, Logistik Firmen, Energieversorger und der Einzelhandel setzen vermehr auf vernetzte Geräte, auf Maschinen und automatisierte Prozesse. Inzwischen hat sich der Anteil der Unternehmen, die das Internet of Things nutzen um das Doppelte gesteigert: 2017 lag die Quote bei 29 Prozent von vormals rund 13 Prozent. Besonders Transport und Logistik verzeichnen den größten Zuwachs, dicht gefolgt vom Einzelhandel. Die Zufriedenheit ist hoch. Etwa 95 Prozent der befragten Unternehmen äußern sich positiv. Wichtig ist dabei auch die Größe solcher Netzwerke: bis zu 50.000 angeschlossene Geräte sind längst keine Seltenheit mehr und stellen technisch kein Problem dar.


Visionen zur digitalen Zukunft

Visionen: Interaktive Nutzung riesiger Ressourcen in der digitalen Zukunft © Tran


Blockchain Systeme können in all diesen Feldern für mehr Geschwindigkeit, Flexibilität und Sicherheit sorgen. Je mehr sich das Internet of Things etabliert, desto mehr dezentrale Netze werden benötigt. Zusätzlich wachsen die Anforderungen an Übertragungsgeschwindigkeit und Reaktionszeiten exponentiell an. Ohne die Blockchain Technologie - oder eine adäquate Alternative - dürfte es früher oder später schlicht unmöglich werden, diesen Anforderungen gerecht zu werden.

Globale Hacks durch Regierungen und ähnliche Einrichtungen wie Stuxnet oder Nitro Zeus haben die Bedrohungen in zentralisierten Systemen deutlich aufgezeigt. Gefahren nehmen Ihren Anfang aber auch bereits im Kleinen: Smarte Geräte können in einem Botnet (einem Netzwerk voller kleiner Programme, die sich als Nutzer ausgeben) gefangen werden oder sich tatsächlich einfach auf Grund fehlerhafter Befehle verselbstständigen. Zuletzt berichteten weltweit Nutzer von Amazons Alexa, dass sich dieser freundliche Helfer verselbstständigte. In Hamburg musste sogar die Polizei in eine Wohnung eindringen. Alexa begann, mitten in der Nacht auf voller Lautstärke Musik abzuspielen, während der Besitzer auf der Reeperbahn feiern war. Alexa hatte währendessen mit voller Lautstärke die gesamte Hausgemeinschaft um den Schlaf gebracht.

Mehr Sicherheit durch Blockchain

Die Blockchain Technologie ist für die Sicherheit des Internet of Things genau so vielversprechend wie für Kryptowährungen. Blockchains stellen den Informationsgehalt sowie die Vollständigkeit von Daten sicher - für ein Internet der Dinge zwei unumgängliche Punkte. Der Datenfluss, oftmals über Mobilfunknetze, zwischen Sensoren und verbauten Prozessoren der Endgeräte sowie dem Internet muss konstant sein. Ob ein direkt mit der Versicherung verbundenes Auto, automatische Gesundheitschecks über Armbänder oder intelligente Wände, die Verschmutzungen melden: Nichts geht ohne andauernden Datenfluss. Auf der Bitcoin Blockchain werden lediglich digitale Gelder zwischen „Wallets“ verschoben, aber Blockchains wie Ethereum zeigen deutlich, was alles darüber hinaus möglich sein kann - dank der „Smart Contracts“.


Visionen zur digitalen Zukunft

Blockchains können für mehr Sicherheit sorgen - dank Smart Contracts & Co. © sdecoret


Beispiele für mehr Sicherheit im IoT: ChainAnchor, ADEPT & Co.

Ethereum ist bei weitem nicht die einzige Option zur Absicherung jeglichen Datenaustauschs im IoT. Projekte wie z.B. ChainAnchor konzentrieren sich ganz auf die Sicherheit angeschlossener Geräte und integrieren bereits unterschiedliche Sicherheitsebenen in Zusammenarbeit mit Herstellern, Datenanbietern und unabhängigen Kundengruppen.

Mit ChainAnchor soll es schon bald möglich sein, von Geräten erfasste Daten, welche diese welche von diesen ggf. nur kurz oder gar nicht genutzt werden, zu verkaufen. Daraus ergeben sich weitere, interessante Möglichkeiten: Fahrradkuriere, Taxi- und Vielfahrer könnten beispielsweise ihre gewonnen Verkehrsdaten an Anbieter von Navigationsprogrammen verkaufen. Die Bezahlung erfolgt dabei im Mikrobereich, da sich Kryptowährungen bis auf Kleinstbeträge aufspalten lassen - oder eben in Tokens.

Freie, ungenutzte Kapazitäten der angeschlossenen Geräte könnten wieder via Blockchain angeboten werden, um Sicherheit und Leistung zum Wohle aller zu stärken, was ebenfalls honoriert werden würde.

Die unterschiedlichen Ebenen dieser Blockchain würden defekte oder sogar gehackte Geräte automatisch erkennen und isolieren. Solange sie fehlerhafte Daten senden, werden sie ausgeschlossen, um die Blockchain sauber zu halten.

Entwickler an der Universität von Sydney verfolgen einen anderen Ansatz. Für ihre Version eines durch eine Blockchain abgesicherten Smart Homes, haben sie den üblichen Internet Router durch einen starken "Mining Rechner" ersetzt. Über ihn wird innerhalb des Hauses eine eigene Blockchain betrieben und die Verbindung aller Endgeräte des Hauses darüber betrieben. Je mehr Geräte das Haus bietet, desto sicherer wird IoT Netzwerk - ganz im Gegensatz zur heutigen Funktionsweise. In einem zentralisierten Sicherheitssystem stellt jedes zusätzliche Gerät auch ein zusätzliches Sicherheitsrisiko dar. Auf einer Blockchain verstärkt aber jedes Gerät die Sicherheit. Der Ansatz ist so einfach wie faszinierend. Auch hier wird ein defektes Gerät automatisch ausgesperrt und abgeschaltet. In diesem Modell würde sogar eine intelligente Glühbirne, die von einem Botnet gefangen wurde um Rechenkraft für einen Angriff auf einen außenliegenden Server zu Verfügung zu stellen, als fehlerhaft erkannt, obwohl die Blockchain gar nicht in Gefahr wäre.

Unternehmen wie IBM und Samsung arbeiten währenddessen an Konzepten wie ADEPT (Autonomous Decentralized Peer-to-Peer Telemetry), um dezentrale Netzwerke von IoT Geräten noch effizienter und sicherer zu gestalten. Die Botschaft sollte mittlerweile klar sein: Es wird an allen Enden geforscht, kreative Denkansätze entstehen quasi aus dem Nichts - und wir befinden uns nach wie vor noch am Anfang. Was in den nächsten 5 - 10 Jahren alles möglich sein wird, können wir uns heute schlicht noch nicht einmal vorstellen.


Licht & Schatten: Gefahren und Probleme einer Blockchain

Bei allen Vorteilen und Möglichkeiten, sind Blockchains doch immer noch von Menschen gemacht - und damit fehlerbehaftet. Die Technik ist in sich nahezu perfekt, doch es gibt in der Praxis eine Reihe von Problemen, um die sich gewissenhaft gekümmert werden muss.

Am Beispiel des Bitcoins und einigen weiteren Ansätzen lässt sich erkennen, dass die Dezentralisierung in der Praxis wirklich konsequent geschützt werden muss, da sonst die gesamte Blockchain gefährdet ist. Da das s.g. Mining und die Kontrollaufgaben so viel Rechenleistung ermöglichen, entstehen seit Jahren immer mehr Rechenzentren, welche teils große Anteile der Berechnungen übernehmen. Dies stellt natürlich die Grundlage einer neuen Zentralisierung dar und kann im schlimmsten Fall neue Machtstrukturen und somit Gelegenheiten für Missbrauch schaffen.

Ganz grundsätzlich kann die 51 Prozent Regelung der meisten Blockchains im Grenzfall für Probleme sorgen. Wenn 51 Prozent der Blockchain einen Fehler als korrekt ansieht, dann wird er nicht mehr als Fehler erkannt. Deswegen ist es auch für die kleinste Blockchain wichtig, über möglichst viele Knoten und beteiligte Geräte zu verfügen. Stärke liegt hier in der Anzahl - und der Unabhängigkeit aller Knoten (s. oben). Ebenfalls wichtig ist es zudem dass diese Geräte weit auseinander stehen, bestenfalls über den gesamten Erdball verteilt sind. Je näher sie sich geografisch befinden, desto leichter könnten Hacker die notwendigen 51 Prozent für eine Deutungshoheit übernehmen.

Ein weiteres Problem (ein äußerst großes) besteht im Energieverbrauch. Allein der Bitcoin verursacht bereits jetzt Unmengen von Kohlendioxid und macht angeblich bis zu 5 Prozent des globalen Energieverbrauchs aus! Der genaue Verbrauch ist bisher gar nicht zu ermitteln und schwankt zudem sehr stark, doch er ist in jedem Falle enorm. Allein deswegen kann die Blockchain Technologie ihr Potential vorerst gar nicht entfalten - zumindest nicht mit der bestehenden Hardware. Die Technik der Quantencomputer kann hier Abhilfe schaffen, aber bis diese weit genug entwickelt und marktreif sind, werden noch einige Jahre vergehen.

Schließlich müssen wir noch sowohl die juristischen Probleme nennen als auch auf die machtpolitischen Spannungsfelder hinweisen. Der gesetzliche Rahmen für die neuen Prozesse, Netze und Geschäftsmodelle muss erst noch geschaffen werden. Alt eingesessene Institutionen und Unternehmen, die durch die neuen Technologien in Ihren Positionen und Geschäften bedroht werden, wehren sich selbstverständlich mit allen Mitteln gegen Blockchain & Co.


Sicherer digitaler Austausch mittels Blockchain

Sind Blockchains die dezentrale Zukunft des Internets? © LuckyStep


Mobilfunk: Wie wichtig sind LTE & 5G?

Bei allen modernen Digitaltechnologien geht es selbstredend um immer mehr Geschwindigkeit - in allen Übertragungsrichtungen. Zudem spielen die Rekationszeiten (Latenz) eine immer größere Rolle. In wenigen Millisekunden sollen große Datenmengen mehrmals um die Welt geschickt werden können. Dies soll in jeder Minute milliardenfach passieren. Involviert sind dabei wiederum Milliarden von Menschen UND Maschinen. Die Anforderungen sind enorm und diese können aus diversen Gründen nicht mit kabelgebundenen Netzen erfüllt werden. Demnach wird der Mobilfunk immer wichtiger. Nicht umsonst werden die Frequenzen unter den Netzbetreibern seit Jahren für Milliardenbeträge versteigert, 2015 für LTE & Co. sowie 2019 für 5G.

In den kommenden Jahren wird daher primär das LTE Netz (4G) weiter ausgebaut, während parallel an 5G gearbeitet wird. Hierbei ist es wichtig zu verstehen, dass 5G zuerst für Unternehmen, M2M etc. zum Einsatz kommen wird. Bis wir mit unseren Handy, Tablets etc. in den Genuss der gigantischen Übertragungsraten kommen, werden noch einige Jahre ins Land ziehen.

Niemand kann mit Gewissheit sagen, wie genau die Netze, Dienste und Tarife in den nächsten 3, 5 oder gar 10 Jahren aussehen werden. Es kann aber kein Zweifel daran bestehen, dass sich unsere Welt - die digitale und damit auch die physische - in den nächsten Jahren fundamental verändern wird.


Ein Blick in unsere digitale Zukunft

Noch immer erscheinen viele der hier aufgezeigten Ansätze wie absolute Science-Fiction. Dabei werden aber immer mehr neue Projekte in die Realität überführt und so stehen wir in der Praxis vor einem gewaltigen Problem: Das Internet, wie wir es kennen, ist den Anforderungen aktuell noch nicht gewachsen. Es schafft es ja nicht einmal, die derzeitigen Anforderungen wirklich zu erfüllen. Unternehmen, Konsortien und Gesetzgeber sind daher gerade im Begriff, eine komplett neue Infrastruktur für den nächsten Schritt der digitalen Revolution zu schaffen. Dabei spielen vor allen Dingen flächendeckende Hochleistungsnetze im Mobilfunk eine entscheidende Rolle.

IoT, M2M, 5G & Co.

Selbstfahrende Autos, eigenständig operierende Roboter in modernen Krankenhäusern und intelligente Häuser (Smart Home) werden nun schon seit Jahren als Aufhänger bei der Berichterstattung über die digitale Zukunft verwendet. Die Entwicklung schreitet auch stetig voran, aber nicht annährend so schnell, wie sich das mancher vorstellt - und häufig nicht einmal in die anvisierte Richtung.

Miteinander vollautomatisch kommunizierende Geräte sind kurzfristig vor allem für die Industrie interessant. Dank der s.g. "Machine-to-Machine-Communication" (M2M) sollen Abläufe noch effizienter gestaltet sowie menschliche Fehler ausgeschlossen werden. Wie so oft läuft es also wohl darauf hinaus, dass Unternehmen eine technische Entwicklung vorantreiben und die ausgereiften Technologien im Anschluss für die privaten Konsumenten und Haushalte eingeführt werden.

Um die riesigen Datenmengen in höchstmöglicher Geschwindigkeit übertragen zu können, scheint 5G aktuell die attraktivsten Perspektiven zu bieten. Die möglichen Übertragungsraten lassen alle kabelgebundenen Verbindungen alt aussehen. Der Netzausbau wird allerdings sehr teuer und demnach noch einige Jahre in Anspruch nehmen.

Blockchain: Auf dem Weg zur Dezentralisierung

Neben der Frage nach Übertragungsgeschwindigkeiten und neuen Standards, steht uns eine Umstruktierung des gesamten Internets bevor. Für effizientere, schnellere und sichere Kommunikation im digitalen Alltag scheint kein Weg mehr an der Dezentralisierung der Infrastruktur vorbeizuführen. Die Blockchain Technologie wird hierzu gerne als Gallionsfigur stilisiert. Ob sich dieser Ansatz aber tatsächlich bewähren wird, ist ungewiss und wird letztlich die Zeit zeigen. Vielleicht kommt auch alles ganz anders. Smiley Icon: Teeth Smile

FAZIT

Die Vorteile der Blockchain Technologie überwiegen eindeutig - ja, sie scheinen geradezu alle Zweifel und Kritik zu überragen. Das ist dann auch schon der erste Schwachpunkt. Wir müssen die Technologie verstehen und konstruktiv kritisch bleiben, wenn wir nicht irgendwann von den Schattenseiten dieser Zukunftsvision überrollt werden wollen.

Die realen Risiken scheinen im Grunde überschaubar zu sein und sind zu bewältigen - wenn man weiß, was man tut. Damit ist der zweite kritische Punkt aber auch der schwerwiegendste, denn schließlich haben sich die Technologie Riesen der letzten Jahrezente allesamt nicht gerade mit Ruhm bekleckert, wenn es um Verantwortungsbewusstsein, Transformation und Innovationen ging. Aus unserer Sicht braucht es eine riesige Menge kleiner, spezialisierter Unternehmen (vielleicht 2 - 200 Mitarbeiter?!), die mit den entsprechenden Kompetenzen dem dezentralen Aspekt gerecht werden und die nötige Menge an Kontenpunkten sicherstellen.

Ob und wie dies ohne zentrales Kontrollorgan in der Praxis funktionieren wird und wie wir mit Missbrauch umgehen werden, kann aktuell nicht abgesehen werden. Wir rechnen aber, zumindest während der Umstellung des Word Wide Web, mit einer abgespeckten bzw. pervertierten Form des Blockchain Ansatzes. Was sich dann daraus entwickelt, ist und bleibt vorerst die spannende Frage!

Das Internet of Things wird vor allem durch die Automatisierung in den Industriezweigen und damit mit dem 5G Standard vorangetrieben. In den kommenden Jahren werden die 5G Netze wohl einmal für Unternehmen auf- und ausgebaut. Bis die Endkunden und die Privathaushalte von all diesen Entwicklungen profitieren werden, kann es voraussichtlich noch einige Jahre dauern.

 

DISCLAIMER: Wir haben uns bei der Erstellung und Überarbeitung dieses Beitrags größte Mühe gegeben und keinen Aufwand bei der Recherche gescheut. Wir stehen mit besten Wissen und Gewissen sowohl hinter den Informationen als auch hinter unseren Schlussfolgerungen und Prognosen. Nichtsdestotrotz können wir nicht wissen, was die Zukunft bringen wird - und vielleicht ist uns ja auch schlicht der eine oder andere Fehler unterlaufen (Hinweise bitte in die Kommentare). Mit diesem Beitrag soll lediglich eine Grundlage für ein besseren Verständnis geschaffen werden, sodass sich jede/r Leser/in eigene Gedanken und ein eigenes Bild machen kann.


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Das sagen unsere Leser:


Miriam

17.05.2019
5/55 von 5 Sternen!

Puh, das ist aber schon ein EXTREM langer Post. Ich hätte ihn wohl lieber auf 2 oder 3 Stück aufgeteilt. Das Thema habt ihr soweit ich das beurteilen kann gut aufgearbeitet.

Gute Arbeit, weiter so.

LG
Miriam