Anwendungen-Potentiale - Blockchain WhitePaper
Author: Blockchain WhitePaper
Date: 2023-09-17

FRAUNHOFER INSTITUTE FOR APPLIED INFORMATION TECHNOLOGY FIT

BLOCKCHAIN: GRUNDLAGEN,

ANWENDUNGEN UND POTENZIALE

White Paper

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BLOCKCHAIN: GRUNDLAGEN,

ANWENDUNGEN UND POTENZIALE

WHITE PAPER

Autoren

Vincent Schlatt, André Schweizer, Prof. Dr. Nils Urbach, Prof. Dr. Gilbert Fridgen Fraunhofer-Institut für

Angewandte Informationstechnik FIT

Projektgruppe Wirtschaftsinformatik

Wittelsbacherring 10

95444 Bayreuth

Disclaimer

Dieses White Paper wurde vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT nach bestem Wissen und unter Einhaltung der nötigen Sorgfalt erstellt.

Fraunhofer FIT, seine gesetzlichen Vertreter und/oder Erfüllungsgehilfen übernehmen keinerlei Garantie dafür, dass die Inhalte dieses White Papers gesichert, vollständig für bestimmte Zwecke brauchbar oder in sonstiger Weise frei von Fehlern sind. Die Nutzung dieses White Papers geschieht ausschließlich auf eigene Verantwortung.

In keinem Fall haften Fraunhofer FIT, seine gesetzlichen Vertreter und/oder Erfüllungsgehilfen für jegliche Schäden, seien sie mittelbar oder unmittelbar, die aus der Nutzung des White Papers resultieren.

Empfohlene Zitierweise:

Schlatt, V., Schweizer, A., Urbach, N., and Fridgen, G. 2016. Blockchain: Grundlagen, Anwendungen und Potenziale.

Projektgruppe Wirtschaftsinformatik des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Informationstechnik FIT

Bildquellen

Titelseite: © arrow/fotolia.de

Alle übrigen Abbildungen: © Fraunhofer FIT

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B L O C K C H A I N : G R U N D L A G E N , A N W E N D U N G E N U N D P O T E N Z I A L E

Management Summary

Längst ist die Blockchain mehr als nur die Technologie hinter der Kryptowährung Bitcoin.

Vielmehr wird die Technologie mittlerweile als die eigentliche Innovation erachtet, die Experten zufolge das Potenzial hat, etliche Bereiche der Gesellschaft, die weit über das Gebiet digitaler Währungen hinausgehen, zu verändern. Nicht zuletzt aufgrund der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten rückt sie zunehmend in den Fokus der Öffentlichkeit.

Grundsätzlich ist die Blockchain ein elektronisches Register für digitale Datensätze, Ereignisse oder Transaktionen, die durch die Teilnehmer eines verteilten Rechnernetzes verwaltet werden.

Im Rahmen der vorliegenden Studie werden Status Quo der Forschung aufgearbeitet, eine theoretische Einordung der Technologie vorgenommen, Blockchain-Anwendungen untersucht sowie die aktuellen Entwicklungen in der Praxis analysiert. Dazu hat das Fraunhofer FIT und seine Projektgruppe Wirtschaftsinformatik unter anderem eine Marktanalyse von Blockchain-Startups durchgeführt. Die Studie zeigt, dass die meisten aktuellen Anwendungen auf der Blockchain als manipulationssichere Datenstruktur und System zum Werttransfer aufbauen und hauptsächlich im Finanzsektor eingesetzt werden. Weitere Anwendungsbereiche sind aber auch in der Industrie, dem öffentlichen und juristischen Sektor sowie im Internet der Dinge zu finden.

Zusätzlich zur Vorstellung der Blockchain-Grundkonzepte, der unterschiedlichen Blockchain-Einsatzgebiete und der detaillierten Erläuterung verschiedener Blockchain-Anwendungen wurden Potentiale und Risiken der Blockchain sowie Hindernisse und Empfehlungen bei der Implementierung untersucht. Potentiale sieht die Forschung insbesondere in der hohen Datenintegrität, der großen Transparenz und der Programmierbarkeit von Transaktionen das Potential von Blockchain-Lösungen. Unter anderem werden die aktuellen Probleme hinsichtlich Skalierbarkeit, mangelnder Interoperabilität von Blockchain-Systemen und der hohe Energiekonsum einiger Konsensmechanismen als Risiken und Hindernisse bei der Einführung angeführt. Als Empfehlungen hinsichtlich Blockchain-Implementierungen ist der Literatur und aktuellen Praxisstudien zu entnehmen, dass die Kollaboration zwischen Unternehmen bzw. sogar branchenweite Kon-sortien als zielführend erachtet wird. Des Weiteren wird empfohlen bei Blockchain-Projekten auf spezifische Anwendungsbereiche zu fokussieren, um die Charakteristika und Vorteile und Nachteile der Technologie je Geschäftsfeld evaluieren zu können.

Insgesamt fällt die Bewertung der Blockchain in Wissenschaft und Praxis sehr positiv aus – der endgültige Einfluss der Technologie bleibt dennoch abzuwarten. Festzuhalten ist allerdings, dass die Blockchain viele neue und spannende Fragen in unterschiedlichsten Branchen und Bereichen der Wissenschaft aufwirft. Das Fraunhofer FIT und seine Projektgruppe Wirtschaftsinformatik werden weiterhin gemeinsam umfassende und wissenschaftlich fundierte Untersuchungen sowie die Erarbeitung von praxistauglichen Lösungen im Blockchain-Umfeld vorantreiben.

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CONTENT

1 Motivation

5

2 Grundlagen der Blockchain

7

2.1 Wesentliche Bestandteile der Blockchain

7

2.2 Funktionsweise eines Blockchain-Systems am Beispiel Bitcoin 8

2.2.1 Kryptographische Grundlagen

8

2.2.2 Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk

9

2.2.3 Aktualisierung der Blockchain

10

2.3 Alternative Ausprägungen von Blockchain-Systemen 11

2.4 Die Blockchain als Informations-Infrastruktur

13

3 Einordung von Blockchain-Applikationen

15

3.1 Diskussion verschiedener Einordnungsansätzen

15

3.2 Einordnung nach William Mougayar

16

3.2.1 Infrastruktur und Plattformen

16

3.2.2 Middleware Services

17

3.2.3 Applikationen

17

3.2.4 Nebenleistungen

18

3.3 Status Quo des Blockchain-Startup-Markts

18

4 Blockchain-Applikationen

22

4.1 Grundkonzepte der Blockchain-Applikationen

22

4.1.1 Kryptowährungen

22

4.1.2 Smart Contracts

23

4.1.3 Dezentrale Autonome Organisation

25

4.2 Die Blockchain in der Finanzbranche

25

4.2.1 Ausgewählte Anwendungsbeispiele

26

4.2.1.1 Zahlungsverkehr

26

4.2.1.2 Kapitalmarkthandel

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4.2.1.3 Compliance

28

4.2.1.4 Weitere Anwendungsmöglichkeiten

29

4.3 Die Blockchain im öffentlichen Sektor

30

4.4 Die Blockchain im juristischen Sektor

31

4.5 Die Blockchain im Internet der Dinge

31

5 Potentiale und Risiken der Blockchain-Technologie 35

5.1 Strukturelle Chancen und Risiken

35

5.2 Hindernisse und Empfehlungen hinsichtlich der Umsetzung 38

6 Fazit und Ausblick

40

7. Literaturverzeichnis

42

8. Über uns

52

9. Kontakt

53

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1. MOTIVATION

Fortschritte in der Entwicklung von Informations- und Kommunikationstechnologien sowie des Internets haben in den vergangenen Jahrzehnten eine Reihe an Innovationen ermöglicht, die einen großen Einfluss auf nahezu jeden Bereich der Gesellschaft haben (Loader und Dutton 2012). Besonders das 21. Jahrhundert hat eine Vielzahl disruptiver Innovationen hervorgebracht (Peters und Panayi 2015). Wie Christensen (1997) dargelegt hat, haben disruptive Innovationen das Potenzial, traditionelle Geschäftsfelder grundlegend in Frage zu stellen. Beispiele umfassen Social-Media-Innovationen (Peters und Panayi 2015), Crowdfunding-Plattformen (Haas et al.

2015) oder die digitale Währung Bitcoin (Vora 2015), die in den vergangenen Jahren in unterschiedlichen Kontexten Aufmerksamkeit in der Öffentlichkeit erregt hat (vgl. Kiviat 2015).

Mittlerweile weist das Bitcoin-Netzwerk eine Marktkapitalisierung von knapp 9 Milliarden US-Dollar auf (Blockchain.info 2016) und wird vielerorts als Zahlungsmittel akzeptiert (Eikmanns und Sandner 2015). Das Besondere an der Bitcoin ist, dass Transaktionen sowie die generelle Verwaltung der Währung durch ein verteiltes Computernetz und ohne den Einfluss einer zentralen Institution sicher durchgeführt werden können (vgl. Nakamoto 2008). Intermediäre, wie beispielsweise Banken, sind dabei somit überflüssig (Jacob et al. 2015).

Deshalb wird die zu Grunde liegende Technologie inzwischen häufig als der eigentliche innovative Durchbruch hinter Bitcoin erachtet: die Blockchain (Glaser und Bezzenberger 2015).

Aufgrund ihrer Eigenschaften hat die Blockchain Experten zufolge das Potenzial, etliche Bereiche der Gesellschaft, die weit über das Gebiet digitaler Währungen hinausgehen, zu verändern (vgl. Giaglis und Kypriotaki 2014; Swan 2015; Tasca 2015; Wright und De Filippi 2015) und die nächste disruptive Innovation darzustellen (Peters und Panayi 2015).

Zahlreiche Unternehmen haben in den vergangenen Monaten damit begonnen, sich mit der Blockchain auseinanderzusetzen (Glaser und Bezzenberger 2015), und auch Risikokapitalgeber zeigen eine hohe Aktivität in dem Bereich (Bogart und Rice 2015). Eine Studie des World Economic Forum (2015) prognostiziert gar, dass in elf Jahren Transaktionen im Umfang von 10%
des globalen Bruttoinlandsprodukts über die Blockchain gespeichert werden.

Bisher gibt es jedoch trotz der Vielzahl an Ansätzen und Initiativen in der Praxis sowie einer zunehmenden medialen Aufmerksamkeit vergleichsweise wenig wissenschaftliche Beiträge zu diesem Thema (Atzori 2015). Obwohl die Blockchain bereits im Umfeld der Finanzbranche (Lee 2016; Peters und Panayi 2015), betreffend ihrer technischen Aspekte (Becker et al. 2013; Croman et al. 2016) oder unter rechtlichen Perspektiven (Fairfield 2015; Kiviat 2015; Wright und De Filippi 2015) untersucht wurde, sind umfassende Untersuchungen über generelle Anwendungsbereiche der Technologie selten. In den wenigen vorhandenen Publikationen gehen die Autoren dabei stark exemplarisch vor und verzichten zudem auf eine übergeordnete Kategorisierung (vgl. Forte et al. 2015; Mattila 2016; Pilkington 2016; Tsilidou und Foroglou 2015).

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Die vorliegende Studie setzt an diesem Punkt an und hat das Ziel, die bestehende Literatur aufzuarbeiten und zu analysieren, um aktuelle sowie zukünftige Anwendungsbereiche der Blockchain vorzustellen. Im Zuge dessen wurde auch eine umfangreiche Marktanalyse über Startups mit Fokus auf die Blockchain durchgeführt.

Die Studie ist dabei wie folgt gegliedert: Zunächst erfolgt im zweiten Kapitel eine grundlegende technische Erklärung der Blockchain. Im Rahmen dessen werden verschiedene Modelle vorgestellt sowie die Funktionsweise der Bitcoin-Blockchain detailliert beschrieben. Zudem wird eine Einordnung der Blockchain als Informationsinfrastruktur vorgenommen. Auf dieser Grundlage folgen im dritten Kapitel eine systematische Einordnung von Blockchain-Applikationen sowie eine Analyse des aktuellen Blockchain-Startup-Markts. Im darauffolgenden vierten Kapitel werden konkrete Anwendungsbereiche der Blockchain analysiert. Im fünften Kapitel werden die strukturellen Chancen und Risiken der Blockchain sowie Hindernisse und Empfehlungen hinsichtlich der Blockchain-Implementierung diskutiert. Den Abschluss des Papiers bilden eine Zusammenfassung sowie ein Ausblick auf weitere Einwirkungsmöglichkeiten und Forschungsfelder der Blockchain im sechsten Kapitel.

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2. GRUNDLAGEN DER BLOCKCHAIN

Das folgende Kapitel stellt einen Überblick über wesentliche konzeptionelle und technische Grundlagen der Blockchain dar. Nach einer allgemeinen Definition der Blockchain erfolgt zunächst eine grundlegende Erklärung der technischen Funktionsweise. Anschließend werden verschiedene Ausprägungen aufgezeigt sowie eine Einordnung der Blockchain als Informationsinfrastruktur vorgenommen.

2.1 Wesentliche Bestandteile der Blockchain

Da die Blockchain erst am Anfang ihrer Entwicklung befindet, haben sich bisher keine einheitlichen Definitionen durchgesetzt (Mattila 2016; Swan 2015).

Condos et al. (2016) definieren eine Blockchain als ein elektronisches Register für digitale Datensätze, Ereignisse oder Transaktionen, die durch die Teilnehmer eines verteilten Rechnernetzes verwaltet werden. Aus dieser Definition wird deutlich, dass zwischen der Blockchain als Datenstruktur und dem zugehörigen Verwaltungssystem unterschieden werden muss.

Walport (2015) definiert eine Blockchain als eine Art Datenbank, in der Einträge in Blöcken gruppiert werden. Diese Blöcke sind in chronologischer Reihenfolge über eine kryptographische Signatur miteinander verknüpft (Bogart und Rice 2015; Walport 2015). Jeder Block enthält Aufzeichnungen valider Netzwerkaktivität seit dem Hinzufügen des letzten Blocks (Bogart und Rice 2015). Im Falle von Bitcoin umfasst dies beispielsweise die durchgeführten Transaktionen. Dabei grenzt Walport (2015) Blockchains von Distributed Ledgers ab, in denen Aufzeichnungen kontinuierlich, anstatt in Blöcken geordnet, gespeichert werden. In dieser Studie erfolgt aufgrund des anwendungsorientierten Fokus keine Differenzierung zwischen den Begriffen Blockchain und Distributed Ledger.

Die zugehörigen Verwaltungssysteme werden von Glaser und Bezzenberger (2015) als verteilte Konsenssysteme bezeichnet. Laut den Autoren beruhen derartige Systeme auf Kryptographie und Peer-to-Peer (P2P) Prinzipien, statt einer zentralen Autorität, um per Konsens eine netz-werkweite Verifikation des Status des Systems zu erreichen (Glaser und Bezzenberger 2015). In der vorliegenden Studie werden vergleichbare Systeme als Blockchain-Systeme bezeichnet.

Aus den obenstehenden Definitionen geht hervor, dass Blockchain-Systeme verteilte Systeme sind. Mullender (1990) schreibt, dass verteilte Systeme nicht exakt definiert, sondern vielmehr durch mehrere Eigenschaften charakterisiert werden können. Zunächst weisen sie mehrere unabhängige Rechner (Netzknoten) auf, die miteinander kommunizieren und sich synchronisieren.

Der Ausfall einzelner Rechner beeinflusst andere Rechner dabei nicht. Zudem speichert jeder Netzknoten einen gemeinsamen Status des Systems, sodass der Ausfall einzelner Rechner nicht den (teilweisen) Verlust des Systemstatus impliziert. In Blockchain-Systemen werden die Daten der Blockchain in jedem Knoten (redundant) gespeichert.

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Unter den von Glaser und Bezzenberger (2015) erwähnten Das Konzept der Public-Key-Kryptographie wurde bereits 1976

Peer-to-Peer-Prinzipien können zudem die folgenden Ei-von Diffie und Hellman (1976) eingeführt. Dabei wird durch genschaften zusammengefasst werden. Die Netzteilnehmer einen Algorithmus ein mathematisch miteinander verbunde-stellen Hardware-Ressourcen zur Verfügung, um Inhalte bzw.

nes Schlüsselpaar, bestehend aus einem privaten und einem Leistungen des Netzwerks bereitzustellen (Schollmeier 2001).

öffentlichen Schlüssel, generiert (Franco 2015). Dieses Schlüs-Zudem findet ein direkter Austausch zwischen den Knoten selpaar kann zur Erstellung einer digitalen Signatur verwendet statt, d.h. es gibt keine zentrale Instanz zur Koordination der werden (Stallings 2003). Dazu unterschreibt bzw. kombiniert Kommunikation zwischen den einzelnen Netzknoten (Schoder der Absender eine Nachricht mit seinem privaten Schlüssel, der und Fischbach 2002).

nur ihm bekannt ist, und sendet die so entstandene signierte Nachricht an den Empfänger. Dieser kann die signierte Nach-Ferner geht aus den zuvor genannten Definitionen hervor, dass richt nun mit dem öffentlichen Schlüssel des Absenders prüfen Blockchain-Systeme Kryptographie anwenden. Diese, sowie der und somit die Authentizität der Nachricht (falls die beiden ebenfalls angesprochene Konsensmechanismus, mittels dessen Schlüssel korrespondieren) verifizieren (Badev und Chen 2014).

die Netzknoten den Systemstatus koordinieren und der als die Insgesamt lassen sich durch eine digitale Signatur drei Ziele grundlegende Innovation hinter Blockchain-Systemen ange-erreichen. Da nur der Absender den privaten Schlüssel kennt, sehen werden kann (vgl. Bogart und Rice 2015), werden im kann die Authentizität der Nachricht nachgewiesen werden.

folgenden Abschnitt am Beispiel Bitcoin näher betrachtet.

Außerdem kann der Absender nicht leugnen, die Nachricht signiert zu haben (Franco 2015). Ferner kann die Nachricht 2.2 Funktionsweise eines Blockchain-Systems
durch die asymmetrische Verschlüsselung nicht unbemerkt am Beispiel Bitcoin
verändert werden, wodurch ihre inhaltliche Integrität gewähr-Zur Erklärung der grundsätzlichen Funktionsweise von Block-leistet wird (vgl. Stallings 2003).

chain-Systemen wird in dieser Studie die Bitcoin-Blockchain herangezogen. Bitcoin ist als P2P-basiertes digitales Währungs-Ferner nutzt Bitcoin eine kryptographische Hashfunktion. Eine system zu verstehen, in dem Transaktionen ohne einen Interme-Hashfunktion ist ein Algorithmus, der eine Zeichenfolge von diär vollzogen werden (Nakamoto 2008). Die Blockchain dient beliebiger Länge in eine Zeichenfolge fixer Länge umwandelt; dabei als chronologisches Register aller vergangenen Transak-diese wird Hashwert genannt (Franco 2015). Eine Hashfunkti-tionen innerhalb des Bitcoin-Netzwerks (Badev und Chen 2014).

on ist deterministisch, d.h. dieselben Eingangsdaten ergeben Sie ist dezentral bei allen Teilnehmern des Netzwerks (Netzkno-immer denselben Hashwert (Badev und Chen 2014). Zudem ten) gespeichert und wird durch diese verwaltet (Franco 2015).

führt jede Veränderung der Eingangsdaten zu einem stark Sogenannte Bitcoins (BTC) fungieren dabei als Rechnungsein-veränderten Hashwert (Condos et al. 2016).

heit (Badev und Chen 2014). Sichere Transaktionen und eine dezentrale Verwaltung der Blockchain werden über kryptogra-Kryptographische Hashfunktionen besitzen zudem folgen-phische Algorithmen ermöglicht (Badev und Chen 2014).

de drei Eigenschaften. Ausgehend vom Hashwert kann der ursprüngliche Dateninput nicht mit vertretbarem Aufwand 2.2.1 Kryptographische Grundlagen
bestimmt werden (Franco 2015). Es ist nicht möglich, mit ver-Bitcoin baut auf zwei fundamentalen Konzepten der Krypto-tretbarem Aufwand einen zweiten Dateninput zu finden, der graphie auf: Public-Key-Kryptographie bzw. digitalen Signatu-denselben Hashwert ergibt. Gleichermaßen ist es nicht mit ver-ren und kryptographischen Hash-Funktionen (Badev und Chen tretbarem Aufwand möglich, zwei verschiedene Dateninputs 2014; Böhme et al. 2015).

zu finden, die denselben Hashwert ergeben (Schäfer 2003).

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2.2.2 Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk

Die Nachricht, die Alice für die Transaktion erstellt, enthält also Die Funktionsweise von Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk soll Transaktionsoutputs, die sich aus einem Betrag und der Adres-an einem Beispiel verdeutlicht werden. Angenommen Alice se des Empfängers (Bob) zusammensetzen, und Transaktions-möchte an Bob zwei Bitcoins (BTC) transferieren. Zu diesem inputs, welche Outputs früherer Transaktionen an Alice (und Zweck nutzt sie ein so genanntes Wallet, eine Software mittels somit ihre Bitcoins) referenzieren (vgl. Franco 2015). Um zwei derer Alice ihre Bitcoins verwalten kann (Franco 2015). Zu-Bitcoins an Bob zu überweisen muss Alice nun die Inputs mit nächst wird darüber eine Nachricht mit den Transaktionsdetails den zugehörigen privaten Schlüsseln digital signieren, um ihre erstellt – also zum Beispiel »Alice möchte zwei BTC an Bob Kontrolle über die Mittelbestände nachzuweisen (vgl. Franco überweisen«.

2015). Die signierte Transaktion wird dann an das Netzwerk versandt (Antonopoulos 2014). Dieser Vorgang wird in Abbil-Im Bitcoin-Netzwerk existieren jedoch keine Konten bzw.

dung 1 als Transaktionsdefinition veranschaulicht.

Kontostände (Antonopoulos 2014). Es besteht lediglich eine öffentliche Liste aller bisher getätigten Bitcoin-Transaktionen Jeder Netzknoten innerhalb dieses Netzwerks enthält neben (Bonneau et al. 2015) – die Bitcoin-Blockchain. Deshalb stellen einer kompletten Kopie der Blockchain außerdem einen auch Bitcoins selbst nur Referenzen früherer Transaktionen Cachespeicher (UTXO), der Transaktionsoutputs der Blockchain dar (Böhme et al. 2015). Da keine Konten existieren, werden enthält, die noch nicht für neue Transaktionen weiterverwen-Bitcoins an Adressen transferiert, die den Hashwert eines det wurden, und eine Datenbank mit unbestätigten Transak-öffentlichen Schlüssels repräsentieren (Bonneau et al. 2015).

tionen (also solchen, die noch nicht in die Blockchain aufge-Nur der Besitzer des zugehörigen privaten Schlüssels kann den nommen wurden) (Franco 2015).

Mittelbestand folglich verwenden (Franco 2015).

Abbildung 1:

Der Transaktionspro-
zess im Bitcoin-Sys-
tem (in Anlehnung
an Burelli et al. 2015)

9

Der erste Netzknoten, den die Transaktion erreicht, prüft wurde eine Variante des in der Informatik lange bekannten nun über den UTXO, ob die in der Transaktion referenzier-Problems der byzantinischen Generäle, das durch Lamport et ten Inputs noch nicht für andere Transaktionen verwendet al. (1982) beschrieben wurde, gelöst (Zohar 2015). Das Problem wurden (Franco 2015). Zudem wird überprüft, ob die Summe beschreibt eine Situation, in der sich Generäle mittels Boten der Inputs größer oder gleich der Summe der Outputs ist und über einen gemeinsamen Schlachtplan einigen müssen, wobei ob die digitalen Signaturen gültig sind (Franco 2015). Treffen einige Generäle bösartig sein könnten (Tschorsch und Scheuer-diese drei Kriterien zu, leitet der Netzknoten die Transaktion an mann 2015). Somit ist es mit der Herausforderung im Bit-möglichst viele andere Knoten weiter, von denen die Transak-coin-Netzwerk vergleichbar (Tschorsch und Scheuermann 2015).

tion dann jeweils überprüft und in die Datenbank mit unbestätigten Transaktionen aufgenommen wird (Franco 2015). In Das Bitcoin-Netzwerk löst das Problem der byzantinischen obenstehender Abbildung wird dieser Vorgang als Transakti-Generäle und erreicht den Konsens über ein sogenanntes Pro-onsverifikation dargestellt.

of-of-Work (PoW) Schema (Zohar 2015). Dieser Vorgang wird in Abbildung 1 als Block-Validierung veranschaulicht. Generell 2.2.3 Aktualisierung der Blockchain
soll das Proof-of-Work die übermäßige bzw. missbräuchliche Im Bitcoin-Netzwerk gibt es zwei Arten von Netzknoten, so Verwendung eines Dienstes verhindern. Das Erbringen eines genannte Mining-Netzknoten und passive Netzknoten (Franco PoW erfordert einen gewissen Aufwand, eine Art Benutzungs-2015). Während beide Typen jeweils Transaktionen annehmen, entgelt (Franco 2015); im Falle von Bitcoin muss dabei ein re-überprüfen und weiterleiten, können nur die Mining-Netz-chenintensives Problem gelöst werden (Bonneau et al. 2015).

knoten dafür sorgen, dass eine Transaktion in die Blockchain Der speziell in Bitcoin verwendete PoW stellt eine partielle aufgenommen wird (Franco 2015). Zu diesem Zweck fassen Hashinversion dar, die auf dem Hashcash-Prinzip von Adam sie zunächst unbestätigte Transaktionen in einem Block zusam-Back (2002) aufbaut (Franco 2015). Dabei muss ein Hashwert men, der neben den Transaktionen zusätzlich einen sogenann-solange verändert werden, bis er mit einem bestimmten Mus-ten Block-Header enthält (Antonopoulos 2014).

ter übereinstimmt (Franco 2015).

Bis zu diesem Punkt ergeben sich allerdings mehrere Pro-Ein Mining-Netzknoten muss den Hashwert des Block-Headers bleme. Ein bösartiger Absender könnte widersprüchliche so manipulieren, dass er kleiner als ein festgelegter Zielwert Transaktionen versenden, welche dieselben Transaktionsinputs ist; vereinfacht gesprochen muss dieser mit einer gewissen an unterschiedliche Adressen transferieren; dies ist als das Anzahl an Nullen beginnen (Narayanan et al. 2016). Der Double Spending Problem bekannt (Zohar 2015). Zudem ist Block-Header enthält eine Referenz zum vorherigen Block in es aufgrund von Unvollkommenheiten im Netzwerk möglich, der Blockchain, den vorgegebenen Zielwert des Hash-Rätsels, dass Verzögerungen bei der Weiterleitung von Transaktionen einen Zeitstempel und eine Nonce, sowie die Wurzel eines auftreten oder Netzknoten abstürzen (Narayanan et al. 2016).

Merkle-Baumes, der eine Datenstruktur darstellt, die alle in dem Folglich können unterschiedliche Transaktionen in den jeweili-Block enthaltenen Transaktionen über Hashes effizient zusam-gen Blöcken der Netzknoten enthalten sein.

menfasst (Antonopoulos 2014). Die Nonce, eine Zeichenfolge, die beliebig gewählt werden kann, muss nun so oft verändert Die Methode, mittels derer die Teilnehmer des Bitcoin-Netz-werden, bis der Hash-Wert des Block-Headers unter dem vor-werks abstimmen, welcher Block als gültig angesehen und in definierten Zielwert liegt (Zohar 2015). Der Mining-Netzkno-die Blockchain aufgenommen werden kann, wird oft als die ten, der den entsprechenden Hash-Wert zuerst findet, sendet größte Innovation hinter Bitcoin angesehen (vgl. Bonneau et seinen Block an das Netzwerk; die Netzknoten berechnen nun al. 2015; Zohar 2015). Durch einen Konsensmechanismus ebenfalls den Hash-Wert und nehmen den Block, falls die Lö-1 0

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sung valide ist, in ihre Blockchain auf (Badev und Chen 2014).

Bitcoins. Durch diesen Mechanismus werden zudem neue Bit-Folglich gilt eine Transaktion erst dann als vollzogen, wenn sie coins erzeugt und somit die Geldmenge erhöht (Zohar 2015).

in die Blockchain aufgenommen wurde (Böhme et al. 2015).

Dieser Vorgang wird in Abbildung 1 als Blockchain-Update 2.3 Alternative Ausprägungen von
veranschaulicht.

Blockchain-Systemen

Nachfolgend werden verschiedene technisch-konzeptionel-Da jedoch jeder Mining-Netzknoten individuell an der parti-le Modelle von Blockchain-Systemen vorgestellt. Zunächst ellen Hashinversion arbeitet, kann es vorkommen, dass zwei lassen sich Blockchain-Systeme darin unterscheiden, ob sie Knoten ihre Lösung beinahe simultan finden und versenden, privat oder öffentlich sind (Peters und Panayi 2015). Hierbei wodurch kurzzeitig mehrere Versionen einer validen Block-ist ausschlaggebend, durch wen sich die Systeme verwenden chain im Netzwerk bestehen; dieses Phänomen wird als lassen, das heißt, wer Zugriff auf die Daten hat bzw. neue Da-Gabelung bezeichnet (Tschorsch und Scheuermann 2015) und teninputs vorschlagen darf. Ist diese Verwendung jedermann tritt bei ca. 1,69% aller Blöcke auf (Decker und Wattenhofer gestattet, handelt es sich um ein öffentliches System; ist sie 2013). Um dieses Problem zu umgehen, arbeiten die Mi-jedoch auf eine Organisation oder ein Konsortium beschränkt, ning-Netzknoten so lange auf Basis ihrer jeweiligen Blockchain ist das Blockchain-System als privat anzusehen (Peters und weiter, bis sie über eine längere Blockchain benachrichtigt Panayi 2015).

werden (Zohar 2015). Die jeweils »längste« bekannte Block-chain1 wird vom Netzwerk als richtig erachtet (Zohar 2015).

Eine weitere mögliche Differenzierung unterschiedlicher Sys-Transaktionen, die nun möglicherweise nicht mehr in der ak-teme besteht darin, ob zur Teilnahme am Verwaltungsprozess tuellen Blockchain enthalten sind, werden wieder in den Pool der Blockchain eine Genehmigung erforderlich ist (Walport mit unbestätigten Transaktionen zurückgespeist (Antonopou-2015). Im Bitcoin-System umfasst dieser Prozess das Erbrin-los 2014). Es besteht also die Gefahr, dass der Block mit Alice’s gen des PoW und ist jedermann genehmigungsfrei gestattet Transaktion an Bob aufgrund einer Gabelung vernachlässigt (Walport 2015). Sind die Netzknoten, die eine entsprechende und wieder in den Pool der unbestätigten Transaktionen Validierung durchführen, jedoch durch ein Konsortium oder verschoben wird, weshalb etwa sechs Blöcke ab der Transak-eine zentrale Autorität vorher ausgewählt, so handelt es sich tionsvollendung als angemessene Bestätigungszeit angesehen um ein genehmigungsbasiertes Blockchain-System (Peters werden (Böhme et al. 2015).

und Panayi 2015). In diesem Fall sind ökonomische Barrieren, wie ein energieaufwendiger und folglich kostenintensiver Damit die Blöcke in einem relativ gleichmäßigen zeitlichen PoW als Anreiz für korrektes Verhalten bei der Validierung Abstand (derzeit ca. zehn Minuten) in die Blockchain aufge-hinfällig, weshalb effizientere Mechanismen zur Konsensfin-nommen werden, wird die Schwierigkeit des PoW regelmäßig dung implementiert werden können (vgl. Mattila 2016). Das automatisch entsprechend angepasst (Tschorsch und Scheuer-Ripple-Netzwerk beispielsweise weist eine erhöhte Effizienz mann 2015). Als Anreiz, den PoW durchzuführen, erhalten die auf, indem ausgewählte Netzknoten über den aktuellen Status Mining-Netzknoten neben evtl. in den Transaktionen inkludier-des Systems abstimmen (Swanson 2014).

ten Transaktionsgebühren für jeden gefundenen Block, der in Aus diesen Unterscheidungskriterien lässt sich der Grad der die Blockchain aufgenommen wird, eine gewisse Anzahl an Zentralisierung des jeweiligen Systems ableiten, wie in der nachfolgenden Graphik aufgezeigt wird.

1Tatsächlich adoptieren die Netzknoten die Blockchain, für die die Laut Peters und Panayi (2015) sind genehmigungsfreie Sys-höchste aggregierte Rechenleistung in Form des PoW aufgewendet teme in der Regel öffentlich, genehmigungsbasierte Systeme wurde (Zohar 2015).

1 1

Abbildung 2: Der Grad der Zentralisierung verschiedener Blockchain-Systeme (in Anlehnung an Walport 2015, S. 35) dahingegen in der Regel privat. Gemäß der BitFury Group In Swanson (2015) wird zudem eine Unterscheidung von (2016) funktionieren private Systeme ausschließlich genehmi-Blockchain-Systemen nach ihrer Verwendung von Tokens gungsbasiert.

aufgegriffen. Tokens dienen laut Pilkington (2016) als Wert-behälter; beispielsweise repräsentiert ein Bitcoin einen Token Zudem können Systeme darin unterschieden werden, auf (Mainelli und Smith 2015). Diese Tokens stellen allgemein welche Weise ein Konsens über den Systemstatus erreicht einen Anreiz zur Validierung der Blockchain dar. In geneh-wird. Neben dem im Bitcoin-System verwendeten Proof-of-migungsbasierten Blockchain-Systemen sind deshalb keine Work existiert eine Vielzahl an Methoden. Eine Option ist Tokens notwendig, da die validierenden Netzknoten ander-beispielsweise die Verwendung eines Proof-of-Stake (PoS).

weitig vergütet werden (BitFury Group und Garzik 2015).

Die Grundidee hierbei ist es, sicherzustellen, dass die Block-Swanson (2015) argumentiert dahingegen, dass Tokens auch chain vornehmlich durch solche Netzknoten aktualisiert wird, lediglich als Beleg für Netzwerkaktivitäten ohne Wertreprä-die einen großen Anteil an der Währung (Narayanan et al.

sentation dienen können. Insgesamt wird die Notwendigkeit 2016) bzw. generell Werten in der Blockchain hält, wodurch von Tokens in Blockchain-Systemen kontrovers diskutiert (vgl.

ein Anreiz für eine korrekte Aufrechterhaltung des Systems Pilkington 2016). Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass auch bestehen soll. Weitere Alternativen umfassen unter anderem Blockchain-Systeme ohne jegliche Tokens existieren (Swanson die Verwendung eines Proof-of-Activity, bei dem die Konzepte 2015).

des PoW und PoS kombiniert werden und zudem ein Beweis für Aktivität innerhalb des Netzwerks von den Netzknoten Zudem existieren Methoden, um bestehende Blockchain-Sys-erbracht werden muss (Bentov et al. 2014), eines Proof-of-Pu-teme für andere Zwecke als die ihnen jeweils ursprünglich blication (Tschorsch und Scheuermann 2015) oder eines zugedachten zu nutzen. Ein Beispiel hierfür sind sogenannte Proof-of-Storage (Narayanan et al. 2016).

Colored Coins. Diese sind als markierte Bitcoins zu verstehen, die allerdings andere Werte (z.B. den Goldpreis, definiert durch den Emittenten) als die ihnen zugrunde liegenden Bitcoins repräsentieren (Rosenfeld 2012).

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2.4 Die Blockchain als

Informationsinfrastruktur

Ølnes (2015) bemerkt, dass eine theoretische Einordnung der Blockchain als Informationsinfrastruktur (II) nach Hanseth und Lyytinen (2010) vorgenommen werden kann. IIs können sich laut den Autoren theoretisch ad infinitum weiterentwickeln, wodurch auch neue Anwendungsmöglichkeiten entstehen können (Hanseth & Lyytinen 2010). Folglich können sich in Anbetracht dessen auch derzeit unvorhersehbare Entwicklungen der Blockchain ergeben. Hanseth & Lyytinen (2010) definieren eine II als »a shared, open (and unbounded), heterogeneous and evolving socio-technical system [...] consisting of a set of IT capabilities and their user, operations and design communities.« (Hanseth und Lyytinen 2010, S.4). Tabelle 1 zeigt eine Einordnung der Blockchain als Informationsinfrastruktur.

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Eigenschaft

Eigenschaft

II allgemein

II allgemein

Blockchain-Technologie als II

Blockchain als II

Shared

Universally and across mul-

Die Blockchain wird von allen Knoten, die mit dem Netzwerk tiple IT capabilities (Star und
verbunden sind, geteilt (Mainelli und Smith 2015). Die Nut-Ruhleder 1996; Porra 1999).

zung des Systems ist dabei unabhängig von der Verwendung spezifischer Hardware (Bogart und Rice 2015)

Open

Yes, allowing unlimited

In öffentlichen, genehmigungsfreien Blockchain-Systemen (vgl.

connections to user commu-

Punkt 2.3) ist die Teilnahme am Netzwerk jedem möglich (Penities and new capabilities
ters und Panayi 2015). Somit kann jedermann über das offene (Weill und Broadbent, 1998;

Netzwerk neue Produkte und Anwendungen implementieren Kayworth und Sambamurthy

(Bogart und Rice 2015).

2000; Freeman 2007).

Heterogeneous

Increasingly heterogeneous

Seit der Implementierung im Rahmen von Bitcoin wurde die both technically and socially

Blockchain für Anwendungen in diversen Bereichen verwendet (Kling und Scacchi 1982;

(Peters und Panayi 2015). Zudem bestehen mittlerweile ver-Hughes 1987; Kling 1992;
schiedene technische Blockchain-Strukturen für unterschiedli-Edwards et al., 2007).

che Zwecke (Peters und Panayi 2015).

Evolving

Yes, unlimited by time or user Bogart und Rice (2015) erwarten, dass sich durch die Block-community (Star und Ruhle-
chain ein weitreichendes Umfeld mit einer Vielzahl verschieder 1996; Freeman 2007;
dener Anwendungen entwickelt. Ølnes (2015) prognostiziert, Zimmerman 2007).

dass sich die Blockchain unabhängig von Bitcoin weiterentwickeln wird.

Organizing Principles

Recursive composition of IT

Im Umfeld der Blockchain haben sich bereits rekursive Bezie-capabilities, platforms and
hungen, wie Sidechains, die an andere Blockchains gekoppelt infrastructures over time
sind (vgl. Bogart und Rice 2015) oder die Verwendung von (Star und Ruhleder 1996;

Kryptowährungen als Plattformen für andere Zwecke (vgl.

Edwards et al. 2007).

Rosenfeld 2012) herausgebildet. Plattformen zur Entwicklung vielfältiger Applikationen sind entstanden (vgl. EBA 2015).

Control

Distributed and dynamically

Blockchain-Systeme sind per Definition verteilte Systeme negotiated

(vgl. Glaser und Bezzenberger 2015). Somit gibt es in Block-

(Weill und Broadbent 1998).

chain-Systemen keine zentrale Autorität (Bogart und Rice 2015) und der aktuelle Status des Systems wird per Konsensmechanismus von den Netzteilnehmern ermittelt (Bogart und Rice 2015).

Tabelle 1: Die Blockchain als Informationsinfrastruktur (in Anlehnung an Hanseth und Lyytinen 2010 sowie Olnes 2015) 1 4

3. EINORDUNG VON

BLOCKCHAIN-APPLIKATIONEN

Als Ausgangsbasis für die Analyse aktueller Anwendungen sollen zunächst verbreitete Kategorisierungen diskutiert sowie kritisch evaluiert werden. Die danach folgende Analyse aktueller Anwendungsbereiche wird durch die Ergebnisse einer ausführlichen Marktrecherche ergänzt und der Status Quo des aktuellen Blockchain-Startup-Markts umfangreich dargelegt.

3.1 Diskussion verschiedener Einordnungsansätzen Jüngst entstanden Anwendungen der Blockchain, die weit über ihre erste Funktion im Rahmen von virtuelle Währungen wie Bitcoin hinausgehen (vgl. Peters und Panayi 2015). Da sich diese Anwendungsbereiche jedoch erst am Anfang ihrer Entwicklung befinden, bilden sich konsisten-te Klassifizierungen momentan noch heraus (Swan 2015) und fehlen in bisherigen Publikationen (vgl. Glaser und Bezzenberger 2015).

In einigen Kategorisierungen wird die Entwicklung von der ersten Implementierung im Rahmen digitaler Währungen wie Bitcoin hin zu anderen Anwendungsbereichen der Technologie systematisiert. Dabei wird zur Einordnung häufig zwischen den Phasen 1.0, 2.0 und 3.0
unterschieden (vgl. Duivestein et al. 2015; Burelli et al. 2015; Swan 2015). Während Phase 1.0 Währungen und damit verbundene Anwendungen im Bereich der Finanzdienstleistungen umfasst (Duivestein et al. 2015), werden in Phase 2.0 darüberhinausgehende Anwendungen in der Wirtschaft bzw. im Umfeld von Märkten und Finanzen eingeordnet (Swan 2015), wie beispielsweise Smart Contracts, die nachfolgend erläutert werden (Duivestein et al. 2015; Swan 2015). Phase 3.0 umfasst laut Swan (2015) Anwendungen über Finanzen und Märkte hinaus, beispielsweise im öffentlichen Sektor. Duivestein et al. (2015) sehen Phase 3.0 dahingegen in der Zukunft und nennen Dezentrale Autonome Organisationen (DAOs, siehe Kapitel 4.1.3) als beispielhafte Anwendung. Insgesamt erscheinen die Kategorien in dieser Einordnung nicht trennscharf und klare Abgrenzungskriterien werden durch die Autoren nicht definiert. Während Duivestein et al. (2015) für die dritte Phase nur zukünftige Anwendungen berücksichtigen, zi-tiert Swan (2015) auch bereits umgesetzte Beispiele. Aufgrund der fehlenden Trennschärfe und da mögliche zukünftige Anwendungen Gegenstand der Diskussion in Kapitel 4 sind, wird diese Kategorisierung nachfolgend nicht weiter berücksichtigt.

Eine weitere Kategorisierung wird von der Euro Banking Association (EBA) (2015) vorgeschla-gen und zum Beispiel von Peters et al. (2015) aufgegriffen. Dabei umfasst die erste Kategorie ebenfalls Kryptowährungen. Die zweite Kategorie wird als »Asset Registration« bezeichnet und beschreibt die Verwendung öffentlicher Blockchain-Systeme, um diverse andere Positionen als die ursprünglichen Tokens zu repräsentieren (EBA 2015). Unter die nächste Kategorie fallen so genannte »Application Stacks«, die laut der EBA (2015) Plattformen zur Entwicklung und Implementierung von Blockchain-Anwendungen darstellen. Die letzte Kategorie bilden

»Asset-Centric Technologies«, die gemäß der EBA (2015) den Austausch digitaler Repräsenta-tionen diverser Objekte mittels privater Blockchains ermöglichen. An dieser Kategorisierung ist jedoch zu kritisieren, dass zur Einordnung nur inkonsistent technisch-konzeptionelle Aspekte 1 5
berücksichtigt werden; beispielsweise werden die Kategorien Hardware zur Durchführung des PoW sowie Kryptowährungen

»Asset Registration« und »Asset-Centric Technologies« gemäß (Mougayar 2015).

der EBA (2015) durch die Verwendung öffentlicher respektive privater Blockchains definiert, wobei die technisch-konzepti-Die zuvor erwähnte Programmierbarkeit der Transaktionen be-onelle Implementierung von Währungen nicht angesprochen stimmter Kryptowährungen, wie zum Beispiel Bitcoin (Barber wird. Insgesamt erscheinen die Kriterien zur Einordnung un-et al. 2012), ermöglicht es, diese als infrastrukturel e Grundlage klar. Während Währungen bereits eine konkrete Anwendung für Anwendungen wie beispielsweise Treuhandverträge zu der Blockchain darstellen, so sind die übrigen Kategorien von verwenden (Barber et al. 2012). Zudem können einige Währun-konkreten Anwendungen abstrakt.

gen, wie zuvor beschrieben, durch den Colored-Coins-Ansatz als Repräsentation diverser Objekte verwendet werden (vgl.

3.2 Einordnung nach William Mougayar

Rosenfeld 2012) und somit wiederum als infrastrukturelle Die nachfolgende Untersuchung der Fintechs im Block-Grundlage dienen.

chain-Umfeld basiert auf der Kategorisierung von William Mougayar (2015). Dieser unterteilt das gesamte momentane Eine weitere Kategorie, die unter dem Oberbegriff Infrastruk-Anwendungsumfeld der Blockchain in die Kategorien Infra-tur und Plattformen einzuordnen ist, stellen Multiplattformen struktur und Plattformen, Middleware Services, Applikatio-dar (Mougayar 2015). Aufbauend auf Kazan et al. (2014) nen und Nebenleistungen. Diese Oberkategorien lassen sich kann eine digitale Plattform als proprietäre oder frei verfügba-wiederum granular in verschiedene Einzelbereiche unterteilen.

re, modular geschichtete, technologische Architektur definiert Somit wird das gesamte aktuelle Umfeld der Blockchain in werden. Sie ermöglicht die Entwicklung innovativer Derivate, trennscharfen Kategorien abgebildet. Dabei wird weder eine die in einem wirtschaftlichen oder gesellschaftlichen Kon-zeitliche noch technische Einordnung, sondern lediglich eine text eingebettet werden (Kazan et al. 2014). Im Kontext der funktionale Kategorisierung verwendet. Es ist zudem zu be-Blockchain können solche Plattformen unter die Kategorie der merken, dass die Oberkategorien aufeinander aufbauen bzw.

»Application Stacks« der EBA (2015) eingeordnet werden und sich gegenseitig bedingen.

sind somit als Plattformen für die Entwicklung und Implementierung dezentraler Blockchain-Applikationen anzusehen 3.2.1 Infrastruktur und Plattformen

(Tasca 2015).

Eine IT-Infrastruktur wird durch Duncan (1995) als eine Zusammenstellung mehrfach genutzter, konkreter IT-Res-Ein Beispiel, das häufig in der Literatur genannt (vgl. EBA sourcen definiert, welche die Grundlage für Anwendungen 2015; Forte et al. 2015; Koblitz und Menezes 2015; Pilkington bilden. Die genannten IT-Ressourcen umfassen dabei sowohl 2016) und als das wichtigste Projekt seiner Art bezeichnet Hardware, als auch Betriebssysteme, Netzwerke und Telekom-wird (Koblitz und Menezes 2015), ist Ethereum. Vereinfacht munikationstechnologie sowie grundlegende Daten und An-gesagt kann Ethereum als Generalisierung von Bitcoin angese-wendungen zur Datenverarbeitung (Duncan 1995). In Bezug hen werden (Jacob et al. 2015). Ethereum bietet eine univer-auf die Blockchain fallen unter diese Kategorie unter anderem selle Blockchain in Verbindung mit einer Turing-vollständigen diverse Blockchain-Systeme selbst, Multi-Plattformen für die Programmiersprache mit dem Zweck, die Entwicklung und Entwicklung und Implementierung unterschiedlicher Anwen-Implementierung von Applikationen zu ermöglichen, die von dungen, die auf Blockchain-Systemen basieren, spezialisierte der Blockchain Gebrauch machen (Buterin 2014). Turing-Voll-ständigkeit bezeichnet in diesem Zusammenhang die Flexibilität 1 6

B L O C K C H A I N : G R U N D L A G E N , A N W E N D U N G E N U N D P O T E N Z I A L E
der Programmiersprache, jeden kryptographisch durchsetzbaren sichert diese in einem Blockchain-System ab. Die Blockchain Vertrag zu entwerfen (Koblitz und Menezes 2015). Zur Verifi-stellt dabei für diverse Stakeholder eine verifizierbare Quelle kation von Transaktionen innerhalb des Netz werkes verwendet dar, die Transparenz über die Historie der Diamanten bietet Ethereum eigene Tokens, die ether genannt werden, sowie ein (Walport 2015). Organisationen können mittels der Blockchain eigenes PoW-Schema (Buterin 2014).

nahezu jedes Objekt in der Blockchain abbilden und damit verbundene Informationen sichern (Walport 2015). Die Re-3.2.2 Middleware Services
gierungen von Honduras und Georgien zeigen beispielsweise In diesem Kontext erscheint es sinnvoll, auf die Kategorie der Interesse an einem Konzept zur Registrierung von Grundbu-Middleware Services überzuleiten. Middleware Services sind cheinträgen in einer Blockchain, um Korruption zu verhindern gemäß Bernstein (1996) universelle Services, die als Bindeglied (Bogart und Rice 2015). Hierbei ist anzumerken, dass lediglich zwischen Plattformen und Applikationen dienen. Sie erfüllen die Hashes der Dokumente anstatt der Dokumente selbst in die Anforderungen einer Vielzahl von Applikationen in mehre-Blockchain-Systemen gespeichert werden. Die Dokumente ren Bereichen (Bernstein 1996). Beispielsweise zählt das Kon-müssen separat abgespeichert werden und können mittels der zept der Smart Contracts, die basierend auf Multi plattformen Blockchain lediglich auf ihre inhaltliche Integrität überprüft wie Ethereum implementiert werden können (Tasca 2015), werden (Condos et al. 2016).

gemäß Mougayar (2015) zu den Middleware Services. Eine detaillierte Beschreibung des Konzepts von Smart Contracts ist in Der Hauptgrund, für diesen Zweck ein Blockchain-System zu Kapitel 4.1.2 einzusehen. Weitere Bereiche, die unter die Kate-verwenden, ist die Unveränderbarkeit der Daten in der Block-gorie der Middleware Services fallen, umfassen beispielsweise chain (Bogart und Rice 2015). Zudem kann der Transfer von Entwickler-Tools, wie Programmierschnittstellen zur Implemen-Eigentum effizienter als bisher gestaltet werden, da die Block-tierung von Anwendungen basierend auf Blockchain-Systemen chain eine schnelle, sichere und transparente Übertragung von (vgl. Mougayar 2015).

Eigentum erlaubt, ohne auf die Hilfe eines Intermediäres ange-wiesen zu sein (Burelli et al. 2015; Wan und Hoblitzell 2014).

3.2.3 Applikationen

Auf Basis der infrastrukturellen Grundlage sowie gegebenen-Ein Problem, das sich negativ auf die Umsetzung solcher An-falls vorhandener Middleware Services lassen sich schließlich wendungen auswirken könnte, ist dabei gemäß Peters et al.

konkrete Applikationen umsetzen. Während das Konzept der (2015) die Skalierbarkeit öffentlicher Blockchain-Systeme, wo-Smart Contracts den Middleware Services zugeordnet wird, durch die Anwendung in Bereichen mit einer hohen Anzahl an zählt die fallspezifische Implementierung der Smart Contracts zu registrierenden Objekten limitiert ist. Mizrahi (2015) merkt zum Bereich der Applikationen.

zudem an, dass die eindeutige Identifizierung eines Objektes ein möglicher Schwachpunkt ist und eine vertrauenswürdi-Ein Anwendungsbeispiel ist die Registrierung digitaler und ge Partei für die Aufnahme des Objektes in die Blockchain analoger Objekte in einer Blockchain. Am Beispiel des notwendig ist.

Unternehmens Everledger soll die Idee hinter dieser Art von Applikation illustriert werden. Everledger erstellt digitale Zusammenfassend lässt sich die Blockchain allgemein in jedem Dokumente, die Informationen zur eindeutigen Identifizierung Bereich einsetzen, der die Erfassung, den Nachweis oder Trans-und über die Besitzverhältnisse von Diamanten enthalten und fer jeglicher Art von Kontrakt oder Objekt zum Gegenstand hat (vgl. Forte et al. 2015).

1 7

3.2.4 Nebenleistungen
auf Bitcoin-bezogenen Innovationen lag, was vermutlich auf In Ergänzung zu den zuvor erläuterten Kategorien werden Netzwerkeffekte der Kryptowährung (Bogart und Rice 2015) zudem Nebenleistungen als vierte Kategorie im Anwendungs-zurückzuführen ist.

umfeld der Blockchain genannt. Diese Kategorie umfasst beispielsweise Dienstleister für die Bereitstellung von Marktdaten, Der in der Abbildung 3 dargestellte Datensatz enthält 245 Da-Fachmedien oder branchenspezifische Kapitalgeber (Mougayar tenreihen, da einige der 222 Unternehmen mehrere Produkte 2015). Zu den Nebenleistungen gehört beispielsweise die anbieten. Das linke Diagramm zeigt eine Einordnung der Internetseite CoinGecko, die einen Überblick über verschie-analysierten Produkte gemäß den adressierten Branchen. Wie dene Kryptowährungen liefert. Darüber hinaus ermöglicht daraus ersichtlich wird, stellen IT-Services nahezu ein Viertel die Webseite umfangreiche Vergleiche von Kryptowährungen aller Produkte dar. Die hierin am häufigsten vertretene Pro-

(CoinGecko 2016). Neben Informationen über die Marktkapi-duktkategorie sind Entwicklertools. In diesem Zusammenhang talisierung und aktuelle Marktwertentwicklungen werden dort ist auffällig, dass auch IT-Infrastruktur mit 8% aller Produkte auch Messungen der Entwickleraktivitäten sowie Analysen des stark als Branche vertreten ist. Eine mögliche Erklärung für öffentlichen Interesses aufbereitet (CoinGecko 2016).

diese Häufungen wird durch Bogart und Rice (2015) gegeben.

Die Autoren beobachten, dass momentan noch die infra-3.3 Status Quo des Blockchain-Startup-Markts
strukturellen Grundlagen geschaffen werden, die zunächst Um die exemplarische Darstellung der aktuellen Anwendungs-notwendig sind, um ein vielfältiges Umfeld an Blockchain-bereiche in der Breite zu ergänzen, wurde eine Analyse von Applikationen zu ermöglichen. Die ebenfalls auffallend häufig 222 Unternehmen aus dem Umfeld der Blockchain durchge-vertretenen Finanzprodukte werden nachfolgend ausführlich führt. Als Primärquelle diente die Plattform AngelList (2016b), analysiert. Das rechte Diagramm in Abbildung 3 stellt eine die der Investorensuche für junge Unternehmen dient. Im Einordnung der Produkte in die unter Kapitel 3.2 verwende-Datensatz wurden Firmen berücksichtigt, die bis einschließlich te Kategorisierung von Mougayar (2015) dar. Die Mehrheit April 2016 in die Plattform aufgenommen wurden. 25 weitere bilden dabei Applikationen. Hierbei ist zu beachten, dass Firmen wurden durch eine individuelle Recherche ergänzt.

Kryptowährungen, welche die Zahl nochmals deutlich erhöhen Die Einordnung wurde auf Basis der Unternehmensbeschrei-würden, in der Analyse nicht berücksichtigt wurden. Weiter-bungen auf der Plattform bzw. den Internetauftritten der hin fällt auf, dass Nebenleistungen ein Viertel aller Produkte Unternehmen vorgenommen. Sofern keine ausreichenden ausmachen. Dabei hat die Produktkategorie »Consulting & Informationen zur Einordnung verfügbar waren, wurde ein Services« mit 51% den größten Anteil. Dieses Angebot ist entsprechender Hinweis gegeben. Unternehmen, deren Ge-möglicherweise als Antwort auf eine große Unsicherheit über schäftsmodelle einen reinen Bezug zu Bitcoin haben, wurden das Anwendungspotenzial der Blockchain (Bogart und Rice aus dem Datensatz entfernt. Dies hat den Hintergrund, dass 2015) bzw. die geringe Vertrautheit von Entscheidungsträgern ein breiter Überblick über das aktuelle Umfeld der Blockchain mit dem Konzept beispielsweise in der Finanzbranche (PwC
über Bitcoin hinaus gegeben werden soll. Aus demselben 2016) zu erklären.

Grund wurden auch sonstige Kryptowährungen nicht be-achtet. AngelList (2016a) listet zum Zeitpunkt der Abfassung dieser Studie 874 Unternehmen mit Fokus auf Bitcoin. Dieser Unterschied verdeutlicht, dass der Schwerpunkt bisher deutlich 1 8

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Abbildung 3: Verteilung der Unternehmen nach Branchen und Kategorien Abbildung 4: Die 12 häufigsten Produktkategorien

Obige Abbildung zeigt die zwölf am häufigsten vertretenen stark vertreten sind. Die Produktkategorie »Authentifizie-Produktkategorien. Insgesamt umfassen diese 173 Produkte, rung«, die auf Platz 5 rangiert, stellt eine Anwendung dar während sich die restlichen 72 Produkte auf 23 weitere Kate-und baut auf der Eigenschaft von Blockchain-Systemen als gorien verteilen. Neben Beratungsleistungen und finanziellen unveränderbares Register auf. Ein exemplarisches Produkt ist Anwendungen fällt wiederum auf, dass Infrastrukturprodukte die Authentifizierung von Diamanten durch Everledger, die in 1 9

Kapitel 3.2.3 vorgestellt wurde. Auffällig ist, dass die Mehrzahl der Anwendungen auf zwei Eigenschaften der Blockchain aufbauen: erstens auf ihrer Funktion als unveränder bares Register und zweitens als System zum Transfer von Informationen.

Von den analysierten Unternehmen haben 54% angegeben, ihren Standort in den USA zu haben, während 15% im Verei-nigten Königreich ansässig sind. Die übrigen Firmen verteilen sich auf 27 Länder, während zu 7 Unternehmen entsprechende Daten fehlten.

Abbildung 3 zeigt bereits, dass die Finanzbranche, die in Finanzdienstleistungen und Finanzmärkte untergliedert ist, mit insgesamt 28% sehr stark vertreten ist. Wie aus Abbildung 5
hervorgeht, stellen Zahlungsanwendungen und Handelsplatt-formen die häufigsten Produktkategorien dar. Im Vergleich mit dem gesamten Datensatz fällt der Anteil an Nebenleistungen zu Gunsten von Applikationen deutlich niedriger aus. Eine mögliche Erklärung für diesen Unterschied ist, dass viele Beratungen und sonstige unterstützende Dienstleister zwar Dienste für die Finanzbranche anbieten, methodisch jedoch als eigene Branche eingestuft wurden. Aufgrund ihrer hohen Relevanz werden die Anwendungen der Blockchain in der Finanzbranche in Kapitel 4.2.1 umfangreicher als Anwendungen anderer Branchen analysiert.

2 0

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Abbildung 5: Detailübersicht der Unternehmen im Bereich der Finanzwirtschaft 2 1

4. BLOCKCHAIN-APPLIKATIONEN

In Kapitel 4 werden zunächst drei Grundbausteine von Blockchain-Anwendungen vorgestellt.

Diese Bausteine dienen dann als Grundlage für die detaillierte Beschreibung einzelner Anwendungen der Finanzbranche, des öffentlichen und juristischen Sektors sowie im Internet der Dinge. Es ist hierbei anzumerken, dass der Reifegrad einzelner Anwendung sehr stark schwan-ken kann und von einer ausschließlich konzeptionellen Überlegung bis hin zu marktreifen Produkten reicht.

4.1 Grundbausteine von Blockchain-Applikationen In den nachfolgenden Abschnitten werden drei Bausteine (Kryptowährungen, Smart Contracts und DAO) vorgestellt, die häufig Bestandteile konkreter Blockchain-Applikationen darstellen.

Zudem werden die Vor- und Nachteile von Kryptowährungen und Smart Contracts diskutiert.

4.1.1 Kryptowährungen

Währungen stellen die erste praktische Anwendung der Blockchain dar (Peters und Panayi 2015). Kryptowährungen existierten bereits 20 Jahre vor der Einführung von Bitcoin. Ihre Abhängigkeit von einer dritten Partei, die einen einzelnen Angriffspunkt bot, führte jedoch jeweils zu ihrem Scheitern (Forte et al. 2015). Durch die Verwendung der Blockchain wurde diese Schwachstelle im Bitcoin-System umgangen (Forte et al. 2015). So können Kryptowährungen auf der Basis der Blockchain, aufbauend auf Ahamad et al. (2013), als eine digitale Währung definiert werden, für die kryptographische Prinzipien, in der Regel gepaart mit einem PoW-Schema, verwendet werden, um die Währung zu erschaffen und zu verwalten. Ein dezentrales P2P-Rechnernetz erstellt und verifiziert dabei Transaktionen der Währung innerhalb des Netzwerks (Ahamad et al. 2013). Sie sind dabei in ihrem Wert nicht von einer Regierung oder Organisation gestützt (Ametrano 2014). Obwohl Bitcoin als die wichtigste Kryptowährung angesehen wird (vgl. Koblitz und Menezes 2015) und mit Abstand am weitesten verbreitet ist (Baur et al. 2015), existiert inzwischen eine Vielzahl an alternativen Kryptowährungen (Baur et al. 2015). Die Website coinmarketcap.com listet zum Zeitpunkt der Abfassung dieser Studie 751 Kryptowährungen mit einer kombinierten Marktkapitalisierung von annähernd $12 Mrd.

auf (CoinMarketCap 2016). Die EBA (2015) nennt drei primäre Verwendungszwecke von Kryptowährungen: Spekulation, Online- bzw. Point-of-Sale-Transaktionen sowie Wertaufbe-wahrung. Obwohl die Frage, ob Kryptowährungen tatsächlich als Währungen anzusehen sind, kontrovers diskutiert wird (vgl. Peters et al. 2015), argumentiert Blundell-Wignall (2014), dass Kryptowährungen alle Bedingungen (Werterhaltung, Verrechnungseinheit und Zahlungsmittel) erfüllen, um als Währung anerkannt zu werden.

In der Forschung waren Kryptowährungen bisher vornehmlich Gegenstand der Untersuchung nach technischen, ökonomischen, regulatorischen und sozialwissenschaftlichen Aspekten (Baur et al. 2015). Im Umfeld von Kryptowährungen haben sich zudem diverse Geschäftsfelder entwickelt; die bedeutendsten werden exemplarisch anhand des Bitcoin-Systems in Böhme et al.

(2015) aufgezeigt und umfassen z.B. Devisen-Händler. Ferner weisen die Autoren darauf hin, 2 2

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Vorteile

Nachteile

Teilbarkeit in sehr kleine Einheiten (vgl. Godsiff 2015) Hohe Fluktuation der Wechselrate von Kryptowährungen (Morabito 2016);

Markt für digitale Währungen wird jedoch laut Tasca (2015) insgesamt effizienter, zum Beispiel stetige Abnahme der Volatilität von Bitcoin seit dem Jahr 2011

Geringe Transaktionskosten (Godsiff 2015) und -zeiten Probleme hinsichtlich des Konsumentenschutzes, beispiels-

(Morabito 2016) durch die Umgehung von Intermediären weise da Transaktionen irreversibel sind (Morabito 2016).

Teilweise erhöhte Privatsphäre, da keine Bindung an Instrumentalisierung des hohen Grads an Anonymität für Bankkonten, die einen Nachweis der Identität benötigen kriminelle Aktivitäten (Morabito 2016): insbesondere Geld-

(vgl. Morabito 2016)

wäsche, die Bezahlung illegaler Güter oder Dienstleistungen und Terrorfinanzierung (HM Treasury 2014) sowie potenziell als Mittel zur Steuerhinterziehung (vgl. Marian 2013) Unmöglichkeit der Fälschung von Kryptowährungen

Hackerangriffe möglich, sofern die Währungen online in sog.

aufgrund der Eigenschaften der Blockchain (Morabito 2016) E-Wallets gespeichert werden (vgl. Morabito 2016)

Erhöhte Sicherheit aufgrund der Umgehung von Intermediären (Morabito 2016)

Tabelle 2: Vor- und Nachteile von Kryptowährungen
dass damit involvierte Akteure als Intermediäre agieren und so-4.1.2 Smart Contracts
mit die Dezentralität innerhalb des Systems kompromittieren.

Bereits 1997 wurde das Konzept der Smart Contracts von Kryptowährungen bieten wesentliche Vor-, allerdings auch Nick Szabo eingeführt (Wright und De Filippi 2015) und als Nachteile gegenüber regulären, staatlichen Währungen, die in computerbasiertes Transaktionsprotokoll definiert, das die der folgenden Tabelle zusammengefasst aufgezeigt werden.

Bedingungen eines Vertrages implementiert (Szabo 1997).

Aufgrund ihrer Eigenschaften bietet die Blockchain erstmals Die Regulierung von Kryptowährungen variiert von Land zu ein geeignetes Medium zur Implementierung solcher Kon-Land – Tasca (2015) verzeichnet drei generelle Haltungen trakte (DeRose 2016; Wright und De Filippi 2015). Smart bezüglich weltweiter Regulierung: ablehnend (z.B. Bangla-Contracts sind als Computerprogramme zu verstehen, die desch oder Island), umstritten (z.B. China oder Thailand) und Entscheidungen treffen können, wenn bestimmte Konditionen tolerant (z.B. USA oder Japan). Für eine ausführliche Übersicht erfüllt werden (Kõlvart et al. 2016). Dazu können durch den verschiedener Regulierung weltweit (im direkten Bezug auf Smart Contract externe Informationen als Input verwendet Bitcoin) ist auf den Report des Global Legal Research Center werden, die dann über die festgelegten Regeln des Vertrages (2014) zu verweisen.

eine bestimmte Aktion hervorrufen (Tuesta et al. 2015). Die entsprechenden Skripte mit den Vertragsdetails werden zu 2 3
diesem Zweck in einer bestimmten Adresse der Blockchain können. Somit sind die Anwendungsmöglichkeiten sehr breit gespeichert. Tritt das festgelegte externe Ereignis ein, wird gefächert (Tsilidou und Foroglou 2015). Beispielsweise könn-eine Transaktion an die Adresse gesendet, worauf die Be-ten Besitztümer wie Autos, Fahrräder oder Wohnungen über dingungen des Vertrages entsprechend ausgeführt werden ein smartes Schloss und ein Blockchain-System ohne physische (Tuesta et al. 2015). Laut Swanson (2014) sind Smart Cont-Schlüsselübergabe vermietet werden. Dazu legt der Besitzer racts folglich Hilfsmittel, mit denen menschliche Interaktionen die Kaution und Miete im Smart Contract fest. Darüber hinaus automatisiert werden, indem Kontrakte durch Algorithmen werden im Smart Contract Regeln für die Zugangs-/Nutzungs-ausgeführt, durchgesetzt, verifiziert und gehemmt werden berechtigung hinterlegt (bspw. der Nutzer kann erst nach Chancen

Risiken

Autonome Ausführung des Vertrages (Wright und De Filippi Exakte und garantierte Ausführung eines Smart Contracts 2015); störende Eingriffe dritter Parteien in die Ausführung nach seiner Implementierung (Wright und De Filippi 2015); folglich nicht möglich (Juels et al. 2015)

Unmöglichkeit des Rückzugs einzelner Vertragsparteien kann jedoch auch als Vorteil gesehen werden (vgl. Juels et al.

2015)

Vertragsausführung in Echtzeit (Wright und De Filippi 2015) Hohe Abhängigkeit von dem jeweils ausführenden System (Walport 2015)

Geringe Vertrags-, Durchsetzungs- und Compliance-Kosten Rechtliche Probleme, wie beispielsweise die Relation von im Vergleich zu regulären Verträgen (Walport 2015); Smart Contracts zu konventionellem Vertragsrecht oder dem allgemein niedrigere Kosten der Ausführung, da Smart Cont-Verbraucherschutz (Wright und De Filippi 2015); generell racts aufgrund ihrer Implementierung via Quellcode leicht zu Frage der rechtlichen Verantwortung, da Verträge durch ein standardisieren sind (Wright und De Filippi 2015)

Computerprogramm anstelle einer rechtlichen Entität ausgeführt werden (Tuesta et al. 2015)

Möglichkeit, die Ausführung eines Smart Contracts von Einschränkung des Umfangs von Smart Contracts durch die externen Ereignissen abhängig zu machen (Juels et al. 2015) Notwendigkeit, die jeweiligen Interaktionen durch Daten ausdrücken zu können (Peters et al. 2015; Tuesta et al. 2015) Fairer Austausch zwischen zwei Vertragsparteien ohne Maximale Vorteile von Smart Contracts bei der Verwen-intermediäre Partei möglich, selbst wenn sich die Vertrags-dung durch viele Unternehmen, wobei jedoch zunächst ein parteien nicht gegenseitig vertrauen (Juels et al. 2015) Fachkräftemangel für die Implementierung auftreten könnte (Tuesta et al. 2015)

Minimierung der Interaktion zwischen den Vertragsparteien (Juels et al. 2015)

Tabelle 3: Chancen und Risiken von Smart Contracts

2 4

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Zahlung der Kaution und Miete das Schloss öffnen). Sämtliche von Blockchain-Systemen weisen DAOs laut Swanson (2014) Interaktionen mit dem Blockchain-System, wie das Ausführen Vorteile gegenüber Schwächen und Missbrauchsmöglichkeiten von Zahlungen, der Austausch des digitalen Schlüssels oder regulärer Organisationen auf. Jede Entscheidung kann trans-das Öffnen und Schließen des smarten Schlosses, können vom parent nachvollzogen werden und das Vertrauen liegt nicht Mieter und Nutzer mittels Smartphone ausgeführt werden. Die bei einer zentralen Organisation, sondern vielmehr in dem Zahlungseingänge, Berechtigungsverteilung und -verwaltung der DAO zugrundeliegenden Quellcode, der offen überprüft sowie die Kautionsrückzahlungen erfolgen transparent, sicher werden kann (Wright und De Filippi 2015). Aufgrund ihrer und unveränderbar über die Blockchain. Allgemeine Chancen Struktur werfen DAOs jedoch diverse Fragen hinsichtlich der und Risiken, die sich durch die Implementierung von Smart Haftung und Verantwortlichkeit auf (Mainelli und von Gunten Contracts ergeben, sind in Tabelle 3 zusammengestellt.

2014). Die Diskussionen um DAOs haben in den letzten Monaten und Wochen nicht zuletzt durch den DAO-Hack 4.1.3 Dezentrale Autonome Organisation
und des anschließenden Ethereum-Hard Forks stark zugenom-Im Hinblick auf zukünftige Anwendungsbereiche scheint es men. Beim DAO-Hack war es Unbekannten gelungen, eine unerlässlich, das Konzept der Dezentralen Autonomen Organi-Schwachstelle im DAO-Programmcode zu nutzen, um mehr als sation (DAO) einzuführen. Bisher hat sich noch keine einheit-3,6 Millionen ether auf das Konto einer Tochterorganisation liche Definition einer DAO durchgesetzt (Swanson 2014).

der DAO zu transferieren (Siegel 2016). Durch einen Hard Fork Duivestein et al. (2015) definieren eine DAO sehr generisch der Ethereum Blockchain wurden tiefgehende Veränderung als ein dezentrales Netzwerk autonomer Subjekte, denen eine des Blockchain Protokolls vorgenommen und die Ausnutzung leistungsmaximierende Produktionsfunktion zugrunde liegt. In der DAO-Schwachstelle rückgängig gemacht (Siegel 2016). Ein solchen DAOs können sowohl Menschen als auch Geräte mit-konkretes DAO Anwendungsbeispiel wird durch Zhang und einander kooperieren (Forte et al. 2015). Eine DAO ist folglich Wen (2015) beschrieben und in Kapitel 4.5 erläutert.

als eine neuartige Organisationsform anzusehen. Wird durch sie ein Profitziel verfolgt, so wird von einer DAC (Decentralised 4.2 Die Blockchain in der Finanzbranche Autonomous Corporation) gesprochen (Van Valkenburgh et al. Wie aus der Marktrecherche hervorgeht, bildet die Finanzbran-2015). DAOs agieren dabei ohne menschlichen Einfluss; Hand-che den Sektor mit der größten Aktivität unter den analysier-lungen der DAO beruhen vielmehr auf Geschäftsregeln und ten Unternehmen und Produkten. Dennoch bemerken Glaser Prozessen, die durch Smart Contracts vorgegeben sind, sowie und Bezzenberger (2015), dass etablierte Institutionen der Besitzverhältnissen, die in einer Blockchain registriert sind (Dui-Branche erst damit beginnen, das Potenzial der Blockchain für vestein et al. 2015; Forte et al. 2015). Sobald eine DAO über sich nutzbar zu machen. Während Condos et al. (2016) beto-eine Blockchain implementiert worden ist, kann sie unter der nen, dass die Blockchain Finanzintermediäre theoretisch kom-Bedingung, ausreichende Ressourcen zu erhalten, unabhängig plett ersetzen könnte, argumentiert die EBA (2015), dass sie agieren und beispielsweise von Nutzern Kompensation für ihre auch existierende Finanzdienstleistungen signifikant verbessern Leistungen einfordern oder selbst für notwendige Ressourcen kann. Eine Analyse der Santander Innoventures et al. (2015) bezahlen (Forte et al. 2015). Schlüsselhalter, die als Anteils-stellt beispielsweise heraus, dass die Blockchain die Infrastruk-eigner verstanden werden können, können dabei über digitale tur-Kosten von Banken in bestimmten Bereichen bis zum Jahr Signaturen darüber abstimmen, ob Mittel der DAO verwendet 2022 um $15-20 Milliarden pro Jahr verringern könnte.

werden oder der Quellcode verändert wird (Swanson 2014).

Im Gegensatz zu herkömmlichen Organisationen liegt die In Anbetracht dieser Einschätzungen erscheint es sinnvoll, dass Autorität, Entscheidungen treffen zu können, somit direkt bei sich Marktteilnehmer intensiv mit der Blockchain auseinan-den Anteilseignern (Swanson 2014). Durch die Eigenschaften 2 5

dersetzen. Dennoch zeigt eine Studie von PwC (2016), für die Nachdem das Potenzial von Kryptowährungen, die auf Platz weltweit 544 Top-Manager aus der Finanzbranche befragt 2 der Einschätzungen rangieren, bereits zuvor ausführlich wurden, dass 83% der Befragten höchstens moderat mit der behandelt wurde, werden nachfolgend zunächst Anwendun-Technologie vertraut sind. Um eine Einschätzung über den Ein-gen im Zahlungsverkehr betrachtet. Dieser Bereich wird mit fluss der Blockchain auf die Branche zu ermöglichen, werden einer Zustimmung von 74% der Befragten als der Vielverspre-im Folgenden exemplarisch verschiedene Anwendungsbeispie-chendste im Finanzsektor angesehen, was aber natürlich nicht le der Blockchain im Finanzsektor dargelegt.

zuletzt dem Erfolg der Bitcoin geschuldet sein dürfte.

4.2.1 Ausgewählte Anwendungsbeispiele

4.2.1.1 Zahlungsverkehr

Die ausgewählten Anwendungsfälle orientieren sich dabei an Momentane Zahlungsprozesse involvieren eine Vielzahl an den Ergebnissen einer Studie der Cofinpro AG und dem IT Fi-Intermediären, wie Banken, Clearing-Stellen und Zentralban-nanzmagazin (2016), im Rahmen derer die Meinungen von 86
ken, und sind dabei sehr ressourcenintensiv (EvryLabs 2015).

Akteuren der Finanzbranche hinsichtlich der Blockchain einge-Zudem finden Abwicklungsprozesse aufgrund der vielen In-holt wurden. Die Teilnehmer sehen die möglichen Vorteile vor termediäre und unterschiedlichen Systeme aus Koordinations-allem in Bezug auf Schnelligkeit, Kosten und Transparenz. Eine und Kostengründen nicht kontinuierlich, sondern mehrmals Einschätzung der Befragten darüber, in welchen Bereichen die pro Tag statt, wodurch zeitliche Verzögerungen entstehen Blockchain die größten Potenziale hat, ist in der folgenden (EBA 2015; EvryLabs 2015). Kiviat (2015) argumentiert, dass Abbildung illustriert.

bisherige Probleme des digitalen Zahlungsverkehrs, wie hohe Kosten und lange Transaktionszeiten, durch die Blockchain gelöst werden können. Dies sei dabei für jegliche Währung möglich und nicht auf Kryptowährungen beschränkt. Der Abbildung 6: Potenzial der Blockchain in Anwendungsbereichen der Finanzbranche (Cofinpro AG und IT Finanzmagazin 2016) 2 6

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größte Vorteil eines Blockchain-Systems scheint dabei zu sein, Transaktionen ermöglicht (EvryLabs 2015). Dabei wird jeweils dass die Finanzpositionen einzelner Marktteilnehmer verläss-der Devisen-Marktmacher mit dem günstigsten Wechselkurs lich in Echtzeit aktualisiert werden (vgl. EBA 2015).

gewählt (EvryLabs 2015).

Die Finanzbranche fokussiert sich dabei vor allem auf internati-Während Ripple lediglich institutionelle Kunden bedient, onale Überweisungen (Geiling 2016). Hierbei fallen besonders existieren auch Lösungen für Konsumenten. Das Unternehmen hohe Gebühren an; Kiviat (2015) kalkuliert, dass die durch-Circle beispielsweise bietet eine App an, mittels derer Konsu-schnittliche Gebühr von 6% für internationale Überweisun-menten kostengünstige und schnelle Zahlungen vornehmen gen durch eine Blockchain-basierte Lösung auf 2% gesenkt können, wobei Bitcoins als intermediäre Tokens dienen (Silver-werden kann. Zudem wird durch die kurze Abwicklungszeit berg et al. 2015).

das Wechselkursrisiko bei internationalen Transaktionen minimiert (Bogart und Rice 2015). Die Rolle der Blockchain als Zusätzlich zu niedrigeren Gebühren können Blockchain-ba-Zahlungssystem wird nachfolgend durch ein konkretes Beispiel sierte Zahlungssysteme für Nutzer laut Bogart und Rice (2015) illustriert.

Sicherheit und Privatsphäre erhöhen, da Zahlungen auf dem Push-Prinzip beruhen: Kunden können Transaktionen aktiv Das Unternehmen Ripple bietet eine Zahlungsplattform an, die initiieren ohne dabei Details wie beispielsweise Bankdaten be-einen schnellen und nahezu kostenfreien Währungsumtausch reitzustellen. Als Vorteile für Händler nennen Bogart und Rice sowie (internationale) Überweisungen ermöglicht (Pilkington (2015), dass Betrug durch Ausgleichsbuchungen (wegen der 2016). Banken interagieren über das Netzwerk ohne eine in Blockchain-Systemen inhärenten Transaktionsirreversibilität) zentrale Gegenpartei direkt miteinander (RippleLabs 2016).

verhindert wird sowie geringe Bearbeitungsgebühren und eine Durch ausgewählte Validierungsknoten wird der Konsensme-Kosten- und Risikominimierung, da Zahlungsinformationen chanismus und somit die gesamte Transaktionsabwicklung von Kunden nicht gespeichert werden müssen.

auf 5 bis 15 Sekunden reduziert (Swanson 2014). Über das Ripple-Netzwerk kann jegliche Währung transferiert werden; 4.2.1.2 Kapitalmarkthandel
zu diesem Zweck wird ein nativer Token verwendet, der die Da Transaktionsprozesse im Kapitalmarkthandel eine große entsprechende Währung repräsentiert. Dieser Token wird Anzahl an Akteuren involvieren (EvryLabs 2015), müssen kon-innerhalb des Systems transferiert und kann schließlich in tinuierlich Daten abgeglichen und im Rahmen dessen Prozesse Bitcoin und danach in beliebige Währungen umgetauscht wiederholt werden (Van de Velde et al. 2016), weshalb hohe werden (Swanson 2014). Ein weiterer Vorteil dieser Methode Kosten, lange Transaktionszeiten sowie operationale Risiken ist, dass lediglich Liquidität zwischen der jeweiligen Währung auftreten (McKinsey & Company 2015). Abbildung 6 zeigt, und dem Token, jedoch nicht zwischen den beiden gehandel-dass die Befragten mit einer Zustimmung von 64% vor allem ten Währungen vorliegen muss, was insbesondere bei selten in der Abwicklung von Wertpapiertransaktionen ein vielver-gehandelten Währungspaarungen vorteilhaft ist (EBA 2015).

sprechendes Anwendungsfeld sehen.

Gegenläufig zu der Grundidee der Dezentralisierung wird in einem Report von EvryLabs (2015) argumentiert, dass zur Re-Die Abwicklung von Wertpapiertransaktionen dauert in der alisierung internationaler Zahlungen über Blockchain-Systeme Regel zwei bis drei Tage (Condos et al. 2016; Peters und beispielsweise Devisen-Marktmacher involviert werden müs-Panayi 2015) und involviert mehrere Intermediäre (Bliss und sen. Über Partnerschaften mit Zahlungsdienstleistern, die als Steigerwald 2006). Die lange Abwicklungszeit kann Kre dit-Schnittstellen fungieren und die gehandelten Währungen als und Liquiditätsrisiken hervorrufen (Condos et al. 2016) und er-Sicherheit halten, werden im Ripple-Netzwerk internationale höht des Weiteren das Kontrahentenrisiko (Peters und Panayi 2 7

2015). Peters und Panayi (2015) diskutieren in diesem Kontext Im Umfeld des Kapitalmarkts findet die Blockchain zudem den Einsatz einer zentralen Blockchain für ein Konsortium Verwendung, indem Unternehmensanteile in Blockchain-Sys-aus Finanzinstituten. Durch die Verwendung einer »Konsor-temen abgespeichert und verwaltet werden. Ein prominentes tiums-Blockchain« können die Kosten und die Komplexität Praxisbeispiel dieser Anwendung ist die Plattform Nasdaq in der Transaktionsabwicklung signifikant reduziert (Walport Linq (NASDAQ 2015). Um Besitzanteile zu registrieren und 2015) und die Abwicklungszeit auf Minuten bzw. Sekunden transferieren wird hierbei ein auf Bitcoin basierender Colored verringert werden (Peters und Panayi 2015), da die Parteien Coins Ansatz verwendet. Es ist dabei zu beachten, dass dabei direkt miteinander handeln. Durch die Verkürzung der Zeit-nicht der tatsächliche Wert der Anteile in Bitcoins abgebildet, spanne werden sowohl das operationale als auch das Kontra-sondern lediglich eine Information über den Wert der Anteile hentenrisiko reduziert, wodurch sich potenziell auch die Eigen-repräsentiert wird (EvryLabs 2015). Die Implikationen dieses kapitalanforderungen für Banken verringern könnten (Condos Anwendungsfalles für unterschiedliche Stakeholder werden in et al. 2016; EvryLabs 2015). Das Kredit- und Liqui ditätsrisiko Yermack (2015) diskutiert, wobei vor allem Transparenz sowie wird laut McKinsey & Company (2015) effektiv eliminiert, da der vereinfachte Handel mit Anteilen Gegenstand der Diskus-in Blockchain-Systemen aufgrund ihrer Funktionsweise der Be-sion sind.

sitz entsprechender Mittel vor dem Handel vorausgesetzt wird.

Insgesamt besteht der Vorteil also darin, dass Abläufe effizien-4.2.1.3 Compliance
ter gestaltet werden, da die Aufgaben von Intermediären, wie Insbesondere in der Finanzwirtschaft findet Blockchain auch zum Beispiel die Absicherung des Kontrahentenrisikos, durch Anwendung im Bereich der Compliance. In diesem Rahmen die Blockchain übernommen werden.

werden vor allem zwei Einsatzmöglichkeiten der Blockchain diskutiert: zum einen als zentrales Register zur konsolidierten Aktuell wird in mehreren branchenweiten Initiativen an der Buchführung und zum anderen wiederum als »Konsorti-Umsetzung einer solchen Lösung gearbeitet (Peters und Panayi ums-Blockchain« für Kundendaten.

2015), wobei exemplarisch das Unternehmen SETL vorgestellt werden soll. SETL arbeitet an einer spezialisierten Blockchain-In-Peters und Panayi (2015) beschreiben ersteren Anwendungs-frastruktur, die es Marktteilnehmern erlaubt, Wertpapiertrans-fall im Bankwesen. Dabei stellen die Autoren zunächst dar, aktionen direkt abzuwickeln (Walport 2015). Zu diesem Zweck dass Banken aktuell eine Vielzahl unterschiedlicher Kontenbü-bildet die SETL-Blockchain ein Register mit den Wertpapier- und cher für verschiedene Zwecke unterhalten und diverse Maß-Geldbeständen der Teilnehmer ab (Walport 2015). Der Ab-nahmen implementieren, um Fehlverhalten in der Buchhaltung wicklungsprozess einer Transaktion geschieht dabei in Echtzeit.

zu verhindern. Dies umfasst typischerweise die Durchführung Durch das zentrale Register werden laut Walport (2015) außer-verschiedener Datenintegritätsprozesse und die Verteilung dem zusätzlich die Gemeinkosten in Bezug auf die Registrierung der Verantwortung für die Aufnahme finanzieller Daten in und Verwaltung von Wertpapieren reduziert.

die Bücher. Durch die Verwendung von Blockchain-Systemen können diese Prozesse laut Peters und Panayi (2015) weitgehend Geiling (2016) merkt jedoch an, dass die Transaktionsabwicklung automatisiert werden. McKinsey & Company (2015) schreiben, diversen regulatorischen Bestimmungen unterliegt und derzeit dass die Blockchain die vertrauenswürdige Konsolidierung ein-noch nicht abschätzbar ist, inwieweit die Blockchain Risiken zelner Kontenbücher in ein Datenmodell ermöglicht. Nützlich tatsächlich reduziert. Auch die DTCC (2016) kritisiert, dass die erscheint hierbei besonders die Umgehung des Double-Spen-Realisierung von Echtzeit-Abwicklungen nicht von der Block-ding-Problems in Blockchain-Systemen (vgl. Kapitel 2.2.3).

chain, sondern vielmehr von der Moderni sierung aktueller Manipulationen in der Buchhaltung wie das Zurückdatieren Gesetze abhängt.

von Verträgen auf andere Perioden, können laut Yermack 2 8

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(2015) durch die Irreversibilität und zuverlässigen Zeitstem-durch ein System ersetzt werden, in dem Teilnehmer direkt pel von Transaktionen verhindert werden. Das Unternehmen miteinander handeln. MacDonald et al. (2016) analysieren in Balanc3 verwendet die Eigenschaften der Blockchain bereits, diesem Kontext die Blockchain nach ökonomischen Theori-um entsprechende Buchhaltungssysteme mit hoher Dateninte-en und kommen zu dem Schluss, dass die Blockchain mehr grität anzubieten (Peters und Panayi 2015).

als eine neuartige Technologie darstellt, die durch Banken angewendet wird, um Prozesse zu verbessern. Vielmehr kon-Die Erfüllung diverser Gesetze und Regelungen zur Geldwäsche-kurriert sie laut den Autoren mit traditionellen Banken, indem prävention wie beispielsweise »Know Your Customer« (KYC) ökonomisch effiziente Finanztransaktionen über dezentrale birgt für Finanzinstitute hohe Kosten und verzögert Transak-Blockchain-Systeme durchgeführt werden können.

tionen teilweise maßgeblich (Deloitte 2016). Zudem werden KYC-Prozesse in unterschiedlichen Finanzinstituten jeweils Lee (2016) entwickelt das konkrete Beispiel eines alternativen individuell durchgeführt (Deloitte 2016). Ein branchenweites Kapitalmarkts basierend auf einem Blockchain-System und Kundenregister basierend auf einem Blockchain-System könnte untersucht mögliche Auswirkungen. In Lees Konzept werden laut Deloitte (2016) den mehrfachen Aufwand hinsichtlich Firmenanteile über ein Blockchain-System ausgegeben, verwal-der KYC- Überprüfungen eliminieren sowie die verschlüsselte tet und gehandelt. In Kapitel 3 wurde bereits beschrieben, wie Übertragung von Kundendaten erleichtern (Deloitte 2016). In die Verwaltung von Unternehmensanteilen über ein Block-Kombination mit der Verwendung von Smart Contracts könnten chain-System umgesetzt wurde (vgl. NASDAQ 2015). Wäh-außerdem diverse Aspekte automatisiert werden. Als Beispiel rend die Plattform in diesem Fall durch NASDAQ als zentrale hierfür führt Deloitte (2016) an, dass Zahlungen nur an Kunden Partei eingesetzt und verwaltet wird, ist Lees Plattform für mit ausreichender KYC-Historie zugelassen werden. Obwohl einen direkten Handel konzipiert. Lee (2016) bemerkt dazu, einige Unternehmen bereits KYC-Lösungen für Banken anbieten dass ihr Konzept als alternativer Markt zu dem bestehenden (Deloitte 2016) existiert eine entsprechende Konsortiums-Lö-Kapitalmarkt entworfen wurde und diesen nicht ersetzen sung nach bestem Wissen der Autoren noch nicht, weshalb der soll. Als Vorteile eines solchen alternativen Marktes zählt Lee Anwendungsfall nicht weiter betrachtet wird.

(2016) unter anderem erhöhte Transparenz, die Möglichkeit durchgehend zu handeln, schnelle Abwicklungszeiten und 4.2.1.4 Weitere Anwendungsmöglichkeiten
verringerte Transaktionskosten. Die Umsetzung eines Szena-Andere Anwendungsfälle, die im Rahmen der Finanzwirtschaft rios des direkten Finanzhandels kann jedoch als fragwürdig diskutiert werden und teilweise bereits umgesetzt wurden, angesehen werden. McKinsey & Company (2015) bemerken umfassen den Einsatz im Rahmen von Zentralbanken (Peters dazu, dass die Blockchain bisher keine Preisfindungsmethode und Panayi 2015; Winkler 2015), Handelsfinanzierung (EvryLabs oder vollständige Anonymität bieten kann. Diese essentiellen 2015) und Interbankenhandel (Geiling 2016). Für einen Über-Leistungen werden traditionell durch Börsen übernommen blick über mögliche Anwendungsfälle von Smart Contracts in (McKinsey & Company 2015).

der Finanzbranche, zum Beispiel für automatische Derivate, sei auf den Report von Tuesta et al. (2015) verwiesen.

Die Blockchain eröffnet darüber hinaus möglicherweise neue Geschäftsfelder für Finanzdienstleister. So könnten Kryp-Weitergehend diskutieren einige Autoren außerdem die Mög-towährungen als Investitionsvehikel verwendet werden. Briere lichkeit, gesamte Finanzmärkte basierend auf Blockchain-Sys-et al. (2013) zeigen, dass durch eine Aufnahme von Bitcoins temen aufzubauen. Wie zuvor erwähnt, sehen Condos et al.

in ein Investmentportfolio signifikante Diversifikationseffekte (2016) die Möglichkeit, dass sämtliche herkömmlichen Prozes-realisiert werden können, da nur eine geringe Korrelation zu se im Rahmen von Finanztransaktionen mittels der Blockchain klassischen Investments besteht.

2 9

Wright und De Filippi (2015) bemerken überdies, dass die aufgrund ihrer Eigenschaften sinnvoll. Tsilidou und Foroglou Blockchain die Einführung von Mikrozahlungen für Online-

(2015) beschreiben beispielsweise die Möglichkeit, mittels der dienste ermöglichen könnte. Somit könnten die Urheber Blockchain korruptionsfreie und transparente Wahlen zu er-von Onlineinhalten durch die geringen Transaktionskosten in möglichen, bei denen ein öffentlicher Schlüssel als Stimme gilt.

Blockchain-Systemen Gebühren per Aufruf zum ersten Mal effizient realisieren. Als Folge könnte sich laut den Autoren die Duivestein et al. (2015) schreiben, dass sich das Konzept einer Abhängigkeit von werbebasierten Einkommensmodellen ver-DAO generell auch auf gesamte Regierungen anwenden lässt.

ringern. Diese Mikrozahlungen könnten zudem Probleme wie Laut Swan (2015) lässt sich somit potenziell eine voll repräsen-Spam oder die Bezahlung von Inhalt-generierenden Nutzern tative Demokratie erreichen und der Staatsapparat erheblich lösen (Wright und De Filippi 2015).

effizienter aufbauen, da viele Prozesse über Smart Contracts automatisiert werden könnten. Als Beispiel nennt Swan 4.3 Die Blockchain im öffentlichen Sektor

(2015) wiederum Wahlen. In Atzori (2015) werden sowohl Abgesehen von der Verwendung in Bereichen der Wirtschaft, Anwendungen der Blockchain in Einzelbereichen des Staates wie beispielsweise im Rahmen neuer Organisationsformen als auch als Alternative zu regulären Staaten analysiert. Die oder alternativer Finanzmärkte, wird zudem eine mögliche Autorin kommt zu dem Schluss, dass genehmigungsbasierte Rolle der Blockchain im öffentlichen Sektor diskutiert (vgl.

Blockchain-Systeme geeignet sind, um Einzelbereiche der Ølnes 2015). In der Literatur werden hierbei vornehmlich zwei öffentlichen Verwaltung zu verbessern. Das Konzept gesam-verschieden disruptive Szenarien beschrieben: zum einen die ter Staaten basierend auf Blockchain-Systemen weist jedoch Idee, gesamte Staaten vergleichbar mit einer DAO über Block-vielfältige Probleme auf (Atzori 2015), die eine Umsetzung chain-Systeme zu organisieren, sowie zum anderen die Mög-fragwürdig erscheinen lassen.

lichkeit, mittels der Blockchain einzelne Bereiche des öffentlichen Sektors effizienter zu gestalten. Hinsichtlich letzteren Möglicherweise kann die Blockchain zum Beispiel zur sozialen Szenarios erwarten beispielsweise 73% der 816 vom World Inklusion in Entwicklungsländern beitragen (Pilkington 2016).

Economic Forum (2015) befragten Experten aus der globa-So schreibt Scott (2016) in einem Arbeitspapier der Verein-len IT-Branche, dass in den kommenden 10 Jahren erstmalig ten Nationen, dass Bitcoin in Ländern mit einer schlechten Steuern durch eine Regierung über ein Blockchain-System Banken-Infrastruktur eine alternative Methode zur Verwaltung eingezogen werden. Dieses Anwendungsbeispiel wird auch persönlicher Geldbestände darstellen könnte. Ein Bitcoin-Wal-von Walport (2015) aufgegriffen und als technologisch bereits let bzw. die darin enthaltenen privaten Schlüssel können somit möglich eingestuft. Als Vorteile werden z.B. eine erhöhte die Funktion eines Kontos einnehmen (Scott 2016). Hileman Transparenz und eine Verringerung der administrativen Kosten (2015) entwickelt einen Index, der das Potenzial von Bitcoin in Bezug auf die Bezahlung und Einforderung von Steuern als alternative Währung in 178 Ländern abbildet; das Ergebnis genannt. Walport (2015) identifiziert dabei hauptsächlich die deutet vor allem auf großes Potenzial in Ländern, in denen die adäquate Ausbildung relevanter Beteiligter im Umgang mit der staatliche Währung stark inflationär ist oder Schwarzmärkte Blockchain als Hindernis. Überdies werden in Walport (2015) vorherrschen. Scott (2016) bemerkt dazu, dass die Blockchain diverse weitere Anwendungsfälle der Blockchain im öffentli-zwar in Ländern mit schwachen Institutionen und geringem chen Sektor, die von transparenteren internationalen Zahlun-Vertrauen einzelner Parteien untereinander die größten gen zur Entwicklungshilfe über konditionale Sozialhilfeleis-Auswirkungen haben könnte, diese Länder allerdings auch in tungen reichen, diskutiert. Insbesondere in Ländern, in denen der Regel Probleme haben, solch eine Technologie effektiv zu Korruption und Ineffizienzen in der Verwaltung ein Problem implementieren.

sind, erscheint die Implementierung von Blockchain-Systemen 3 0

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4.4 Die Blockchain im Rechtswesen
der Rechtsprechung ermöglicht, die er »Peer-to-Peer Recht«

Die Blockchain könnte auch Anwendungsfelder im Rechtswe-nennt. Diese kann laut dem Autor in Szenarien sinnvoll sein, sen bieten (Swan 2015). Von besonderer Relevanz erscheinen in denen offizielle Entscheidungsträger korrupt sind oder hohe hierbei die Eigenschaften der Blockchain als manipulations-Kosten bestehen. Die Grundidee hierbei ist, dass sich mit Hilfe sichere Datenbank sowie die Konzepte der Smart Contracts der Blockchain menschliches Urteilsvermögen aggregieren und DAOs. Kiviat (2015) bemerkt, dass insbesondere Anwen-sowie koordinieren und somit in Bezug auf rechtliche Entschei-dungsfälle im Bereich der Verifikation von Urheberschaft und dungen anwenden lässt (Abramowicz 2015). Eine mögliche Dokumenteninhalten, der Übertragung von Eigentumsrechten Anwendung sieht der Autor vor allem in Nischenbereichen wie und der Vertragsdurchsetzung von Interesse sind. Erstere beispielsweise dem Schiedswesen. Dennoch merkt Abramo-Anwendungsfälle werden zum Beispiel im Kontext des Rech-wicz (2015) an, dass eine solche Verwendung in nächster Zeit temanagements digitaler Objekte von Herbert und Litchfield nicht zu erwarten ist und diverse ernstzunehmende Probleme (2015) und Fujimura et al. (2015) entwickelt. Fairfield (2015) hinsichtlich einer Umsetzung bestehen. So stünden Peer-to-schreibt dazu, dass die Blockchain signifikante Vorteile ge-Peer Entscheidungen kritischen Stimmen nach häufig nicht im genüber herkömmlichen Methoden bieten kann, um digitale Einklang mit demokratischen Grundprinzipien.

Eigentumsrechte effizient zu verfolgen. Durch die Möglichkeit, durchsetzbare Verträge, deren Rechtsvorschriften in Quellcode Darüber hinaus kann die Blockchain auch für bösartige Zwe-formalisiert sind, mittels Smart Contracts zu implementie-cke verwendet werden (Wright und De Filippi 2015). Abgese-ren, könnte sich laut Wright und De Filippi (2015) zudem hen von der Bezahlung illegaler Güter und Dienstleistungen der Prozess der Vertragserstellung demokratisieren. Koblitz mit Kryptowährungen (vgl. Böhme et al. 2015), können in und Menezes (2015) schreiben, dass folglich viele Anwälte Zukunft beispielsweise auch Smart Contracts für illegale Zwe-durch die verbreitete Einführung von Smart Contracts obsolet cke verwendet werden, beispielsweise für die automatische werden könnten. Schwachstellen herkömmlicher rechtlicher Bezahlung bei Veröffentlichung vertraulicher Informationen Verträge, die durch die Mehrdeutigkeit sprachlicher Ausdrücke (vgl. Juels et al. 2015).

entstehen, können laut Wright und De Filippi (2015) durch die Eindeutigkeit von Code in Smart Contracts umgangen Auch im Bereich der Privatsphäre werden Anwendungen der werden. Obwohl Smart Contracts Vorteile im Vertragsrecht Blockchain diskutiert; Wilson und Ateniese (2015) beispiels-bieten können, treten damit auch neue Risiken auf. Während weise entwickeln ein Modell zur Verbesserung des Verschlüs-Vertragsparteien in herkömmlichen Verträgen jederzeit frei selungsprogramms »Pretty Good Privacy« (PGP), in dem die sind, den Vertrag zu brechen, wird ein Smart Contract laut Verifikation von PGP-Zertifikaten über Bitcoin-Transaktionen Wright und De Filippi (2015) nach seiner Implementierung abläuft und Zertifikate in der Blockchain gesichert werden.

automatisch ausgeführt. Zudem benennen die Autoren das zuvor erwähnte Problem, bestehende rechtliche Schutzmecha-4.5 Die Blockchain im Internet der Dinge
nismen, beispielsweise für Verbraucher, in Smart Contracts zu Wie nachfolgend ausgeführt wird, findet die Blockchain implementieren.

möglicherweise Verwendung in einem weiteren aufstrebenden Bereich: dem Internet der Dinge (IdD). Das Kernkonzept hinter Wie bereits unter Anwendungen im öffentlichen Sektor diesem Begriff ist die Idee, Alltagsgegenstände mit Fähigkeiten beschrieben, finden sich auch im juristischen Umfeld wei-zur Wahrnehmung, Erkennung, Vernetzung und Verarbei-terführende Konzepte, die über die Verbesserung einzelner tung auszustatten, die es ihnen ermöglichen, mit anderen Prozesse hinausgehen. Abramowicz (2015) erläutert, dass Objekten und Diensten über das Internet zu kommunizieren beispielsweise eine Erweiterung des Bitcoin-Protokolls eine Art um ein nützliches Ziel zu erreichen (Whitmore et al. 2015).

3 1

Der IT-Marktforschungsanbieter Gartner schätzt, dass die Zahl den autonomen Betrieb, die Kontrolle und die Optimierung der installierten IdD-Geräte auf 26 Milliarden im Jahr 2020
der Geräte steuert (Porter und Heppelmann 2014; Wortmann ansteigen wird, während die Zahl 2009 noch 0,9 Milliarden und Flüchter 2015).

betrug (Gartner 2013). Obwohl sich der Sektor gerade erst am Anfang seiner Entwicklung befindet (vgl. Wortmann und Mattila und Seppälä (2015) argumentieren, dass die Unter-Flüchter 2015), argumentieren Pureswaran und Brody (2015), scheidung zwischen dem Gerät und der Cloud im Falle der dass er bereits einen Neuanfang benötigt. Eine der größten Verwendung eines Blockchain-Systems als Netzwerk der Herausforderungen für das IdD scheint dabei die Interopera-einzelnen Geräte und Anwendungen nichtig ist, da die Geräte bilität der unterschiedlichen Geräte zu sein (Vermesan et al.

aufgrund der P2P-Architektur als Teile des Netzwerks selbst 2013). In einer Publikation über potenzielle Forschungsbe-eine Cloud bereitstellen. Ein kritischer Punkt könnte in diesem reiche im Kontext des IdD stellt Stankovic (2014) die Frage, Szenario deshalb die Leistungsfähigkeit der Komponenten welches Architekturmodell geeignet ist, um eine effektive sein; wenn diese ausreichend ist, so kann ein P2P-Netzwerk Konnektivität, Kontrolle, Kommunikation sowie nützliche der einzelnen Geräte laut Mattila und Seppälä (2015) die Anwendungen für die heterogenen Geräte und Applikationen Cloud-Services autonom zu einem Bruchteil der Kosten über-im IdD zu unterstützen.

nehmen. Insbesondere für Produkte mit geringen Produkti-onskosten und langen Produktlebenszyklen sind die Kosten Die Antwort bietet laut Mattila und Seppälä (2015) möglicher-für die Aufrechterhaltung einer klassischen Cloud-Architektur weise die Blockchain. Um die Interoperabilität und eine kom-überproportional hoch, weshalb diese nicht notwendigerweise merzielle Nutzung der einzelnen Geräte zu ermöglichen, ist es funktional oder profitabel über den gesamten Produktlebens-laut Mattila und Seppälä (2015) notwendig, eine gemeinsame zyklus bleibt (Mattila und Seppälä 2015). Durch die Implemen-Plattform und Standards zu schaffen. Gemäß den Autoren bil-tierung eines autonomen P2P-Netzwerks mittels der Block-det die Blockchain potenziell das fehlende Stück, um verschie-chain könnte die Notwendigkeit eines externen Cloud-Services dene Stufen der IdD-Architektur zu verbinden. In Anbetracht und die damit verbundenen Kosten reduziert bzw. eliminiert der Aussage, dass die Interoperabilität einzelner IdD-Systeme werden (Mattila und Seppälä 2015; Pureswaran und Brody laut einer Studie von Manyika et al. (2015) für durchschnittlich 2015).

40% der potenziellen Wertschöpfung im IdD-Bereich notwendig ist, erscheint die Entwicklung einer übergreifenden Insbesondere die Konzepte der Smart Contracts und DAOs Plattform umso dringender.

könnten überdies im IdD Verwendung finden. In Zusammenarbeit mit Samsung implementierte IBM einen Proof-of-concept Laut Porter und Heppelmann (2014) besteht ein IdD-Techno-namens ADEPT2, im Rahmen dessen eine Waschmaschine
logy-Stack aus drei Bestandteilen: dem IdD-Objekt mit seinen autonom Handlungen durchgeführt hat (Pureswaran et al.

diversen Komponenten, Protokollen zur Kommunikation 2015). In dem Konzept bildet die Blockchain die Grundlage zwischen dem Objekt und einer Cloud sowie der Cloud selbst.

des Systems (Forte et al. 2015). Die Ethere-um-Blockchain Die Cloud enthält wiederum unter anderem eine Datenbank wurde dazu aufgrund ihrer Fähigkeit, Smart Contracts und zur Speicherung von Objektdaten, eine Plattform zur Entwick-DAOs implementieren zu können, ausgewählt (Panikkar et al.

lung und Ausführung von IdD-Anwendungen, die Regeln und 2015). Die Waschmaschine war unter anderem fähig, mittels Geschäftslogik für den Betrieb der Geräte, sowie Software, die Smart Contracts ihr eigenes Waschmittel zu bestellen und zu 2 Autonomous Decentralized Peer-to-Peer Telemetry (Pureswaran et al. 2015).

3 2

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Abbildung 7:

Die Blockchain als uni-
verselle IdD-Plattform (in

Anlehnung an Pureswaran
und Brody 2015, S.11)

bezahlen, wenn es zu Neige ging (Forte et al. 2015; Pures-anderen Geräten im IdD eliminiert wird. Als weiteres Problem waran et al. 2015) oder im Falle eines Schadens über die wird die eindeutige Identifizierung einzelner Geräte genannt, Blockchain ihren Garantie-Status zu überprüfen und einen das durch die vielen unterschiedlichen Aufgaben und Daten-geeigneten Handwerker zu bestellen, der abhängig vom formate der einzelnen Geräte verschärft wird (Gubbi et al.

Garantie-Status bezahlt werden kann (Panikkar et al. 2015).

2013). Die Blockchain könnte ein unveränderbares Register Darüber hinaus wurde im Rahmen des ADEPT-Prototypen ein der Identität einzelner Geräte bieten (Bogart und Rice 2015), Handelsplatz für Energieversorgung geschaffen. Beispielsweise indem ein Gerät direkt durch den Hersteller in einer universel-konnte die Waschmaschine darüber mit dem Micro-Grid einer len Blockchain registriert wird und fortan als Entität, verknüpft Gemeinde kommunizieren und im Gegenzug für Energie mit-mit Produktinformationen oder zum Beispiel seiner jeweiligen tels eines Vertrages zwischen dem Besitzer und der Gemeinde Transaktionshistorie, darin auftritt (Panikkar et al. 2015).

eine bestimmte Anzahl an Waschgängen für Gemeindemit-glieder anbieten (Panikkar et al. 2015). Diese Anwendungen Wie diese Anwendungsbeispiele zeigen, bildet die Blockchain suggerieren, dass durch die Verwendung der Blockchain ein im IdD die Grundlage für Transaktionen und die Koordination bislang fehlender funktionaler Wert (Pureswaran und Brody interagierender Geräte, die nicht notwendigerweise vertrau-2015) für IdD-Geräte geschaffen werden kann.

enswürdig sind (vgl. Pureswaran und Brody 2015). Außerdem dient sie der Implementierung von Smart Contracts und dem Als Herausforderung im Umfeld des IdD wird zudem häufig Ver-direkten Wertaus-tausch zwischen den Geräten (Bogart und trauen zwischen den Geräten genannt (vgl. Sicari et al. 2015).

Rice 2015). Diese Rolle wird in Abbildung 7 exemplarisch Pureswaran und Brody (2015) argumentieren, dass durch die dargestellt.

Verifikation von Transaktionen mittels des dezentralen Konsensmechanismus die Notwendigkeit für Vertrauen gegenüber 3 3

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In einem solchen Szenario würde sich die Wertschöpfungslo-als Plattform für einheitliche Formate dienen kann. Zudem gik im IdD laut Mattila und Seppälä (2015) stark verändern.

merken die Autoren an, dass es mittels der Blockchain möglich Eine Logik, die auf der exklusiven Kontrolle von Produkti-ist, beliebige Analysen der Sensordaten in variablem Umfang onsfaktoren beruht, würde sich dahingehend wandeln, dass zu ermöglichen, ohne dabei den tatsächlichen Inhalt offenzu-IdD-Komponenten mehr als nur Daten, sondern beispielsweise legen (vgl. Zyskind et al. 2015).

auch Bandbreite, Rechenleistung oder Energie teilen können.

Indem Hersteller die Cloud selbst (Mattila und Seppälä 2015) Mit Hilfe der Blockchain, so die Autoren, können die Kom-sowie die Zuständigkeit für Wartungen (Pureswaran und Brody ponenten zuverlässige und verteilte Handelsplätze bilden, in 2015) in das Netzwerk aus Geräten transferieren, können denen Objekte, die sich nicht notwendigerweise vertrauen Infrastrukturkosten gespart werden. Jedoch bestehen trotz müssen, handeln und kooperieren können. Generell könnten potenzieller Vorteile auch Herausforderungen in Bezug auf die durch diesen Handel in Echtzeit liquide Märkte entstehen (Pu-Umsetzung eines Blockchain-basierten IdD. Abgesehen von reswaran und Brody 2015), in denen Angebot und Nachfrage möglichen rechtlichen Problemen (vgl. Wright und De Filippi mit erhöhter Transparenz und Autonomie koordiniert werden 2015) nennen Panikkar et al. (2015) beispielsweise die Ska-

(Wright und De Filippi 2015).

lierbarkeit von Blockchain-Systemen oder die möglicherweise unzureichende Anonymität innerhalb dieser.

Zhang und Wen (2015) modellieren ein entsprechendes IdD-Geschäftsmodell, in dem Objekte, die als DACs implementiert werden, eine zentrale Rolle einnehmen. Eine exemplarische Geschäftstransaktion ist der Austausch von Nutzerdaten gegen Geld für die Energieversorgung. Pureswaran und Brody (2015) schreiben, dass aktuelle IdD-Geschäftsmodelle zumeist auf der Analyse von Nutzerdaten beruhen, was laut den Autoren jedoch problematisch ist, da beispielsweise Unternehmen ihre gesammelten Daten nicht teilen möchten. Auch Wörner und von Bomhard (2014) merken an, dass eine Nutzung der Sensordaten von IdD-Geräten für dritte Parteien nicht möglich ist, da die Daten entweder in privaten Netz werken gespeichert sind oder kein Anreiz für die Eigner der Sensorda ten besteht, diese zu teilen. Wörner und von Bomhard (2014) entwerfen deshalb ebenfalls ein Modell, in dem Daten von IdD-Geräten über die Bitcoin-Blockchain gehandelt und somit oben genannte Probleme gelöst werden. Gemäß Mattila und Seppälä (2015) wird durch die Verwendung eines Blockchain-Systems außerdem das Problem umgangen, dass Daten in unterschiedlichen Formaten bereitgestellt werden, da die Blockchain 3 4

5. POTENTIALE UND RISIKEN DER

BLOCKCHAIN

Im Rahmen von Kapitel 5 werden zunächst die strukturellen Chancen und Risiken der Blockchain aufgearbeitet. Darauf aufbauend werden spezifische Hindernisse bei der Blockchain-Implementierung diskutiert und Empfehlungen abgeleitet.

5.1 Strukturelle Chancen und Risiken

Durch ihren Aufbau weisen Blockchain-Systeme diverse Chancen und Risiken auf. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die nachfolgend aufgezeigten Attribute bei unterschiedlichen Blockchain-Implementierungen variieren können. Im Rahmen dieser Studie haben wir uns auf das Bitcoin-System und vergleichbare Systeme bezogen. Für andere Systeme, die bspw. in Kapitel 2.3 erläutert wurden, können die Chancen und Risiken variieren.

Zunächst ergeben sich durch den Einsatz kryptographischer Prinzipien diverse positive Eigenschaften. Weil die Verwendung von Daten in der Blockchain nur über einen privaten Schlüssel möglich ist, wird eine detaillierte Zugangskontrolle etabliert (Walport 2015). Da Adressen lediglich durch öffentliche Schlüssel dargestellt werden und nicht notwendigerweise an Identitäten geknüpft sind, werden Bitcoin bzw. Blockchain-Systeme allgemein außerdem oftmals als anonym beschrieben (Brito und Castillo 2013; Mainelli und von Gunten 2014). In Anbetracht der Tatsache, dass aufgrund der Transparenz von Blockchains Informationsflüsse analysiert und Identitäten teilweise zugeordnet werden können (vgl. Reid und Harrigan 2012), scheint jedoch die Bezeichnung Pseudonymität treffender zu sein, da ein öffentlicher Schlüssel als Pseudonym dient (Brito und Castillo 2013; Mainelli und von Gunten 2014). Auch durch die Verwendung von Hash-Funktionen ergeben sich verschiedene Chancen. Da Blöcke jeweils eine Referenz zu dem vorherigen Block sowie einen Zeitstempel enthalten und über Hashes miteinander verbunden sind, wird die Integrität der in der Blockchain enthaltenen Daten gewährleistet (Bogart und Rice 2015) und im Rahmen dessen der Nachweis eines im Nachhinein nicht unbemerkt veränderbaren Aufnahmezeitpunktes in die Blockchain ermöglicht (vgl. McKinsey & Company 2015; Walport 2015).

Auch die Kombination eines verteilten P2P-Netzes mit einem Konsensmechanismus zum Abgleich des Status der Blockchain ermöglicht vielfältige Chancen. Da sowohl die Blockchain selbst, als auch einzelne Mechanismen wie die Verifikation digitaler Signaturen (Franco 2015), vielfach bei allen Netzteilnehmern reproduziert wird, gibt es innerhalb des Netzwerks keinen Single Point of Failure (Walport 2015). Somit besteht eine große Netzausfallsicherheit (Xethalis et al. 2016) und damit einhergehende Datenverfügbarkeit (Peters und Panayi 2015). Durch die Verwendung des Konsensmechanismus wird zudem das Double Spending Problem wie zuvor dargelegt verhindert (Bonneau et al. 2015; Tschorsch und Scheuermann 2015). Jeder Netzknoten überprüft individuell, ob einzelne Transaktionen und gesamte Blöcke gültig sind (Antonopoulos 2014). Folglich ist kein Vertrauen gegenüber einer einzelnen Instanz (Bogart und Rice 2015; Walport 2015) oder anderen Knoten erforderlich; in Folge dessen sind zudem dritte Parteien für Aktionen innerhalb des Netzwerks und die Verwaltung der Blockchain obsolet (McKinsey & Company 2015; Zohar 2015).

3 5

Da Prozesse innerhalb des Netzwerks exakt nach einem jeweils Blockchain-Modelle könnten sich zudem als inkompatibel er-entsprechend spezifizierten Programmcode ablaufen besteht weisen (Silverberg et al. 2015) und folglich Probleme hinsicht-zudem eine hohe Prozessintegrität (Bogart und Rice 2015).

lich der Interoperabilität aufwerfen. Eine Umgehung dieses Durch die für jeden Netzknoten einsehbare Transaktionshistorie Problems könnten sogenannte Pegged Sidechains bieten, die weisen Blockchain-Systeme zudem eine große Transparenz auf als Blockchain-Systeme, die Inhalte anderer Systeme validieren (vgl. Bogart und Rice 2015; Walport 2015; Xethalis et al. 2016).

und transferieren können, zu verstehen sind (Back et al. 2014).

Die Abwicklung einer Transaktion ist mit der Aufnahme in Ein weiteres Risiko ergibt sich durch die Public-Key Kryptogra-einen Block vollendet und beansprucht im Bitcoin-System phie. Wird ein privater Schlüssel gestohlen oder geht verloren, nur ca. 10 Minuten (Böhme et al. 2015). Überdies existieren so sind die korrespondierenden Inhalte unweigerlich nicht Methoden, die diese Zeitspanne verkürzen (vgl. Wattenhofer mehr verwendbar (Condos et al. 2016; Xethalis et al. 2016).

und Decker 2015). Alternative Blockchain-Systeme wie zum Werden zudem Transaktionsdetails fehlerhaft eingegeben und Beispiel Ripple weisen mit 5 bis 15 Sekunden deutlich kürzere abgeschickt, so ist die Transaktion durch den Absender nicht Transaktionszeiten auf (Swanson 2014). Somit stellt die kurze mehr reversibel (Xethalis et al. 2016). Diese Irreversibilität kann Dauer der Transaktionsabwicklung eine weitere Chance der andererseits auch als Chance angesehen werden (vgl. Zohar Blockchain dar.

2015). Wie zuvor erwähnt, ist außerdem Anonymität nicht zwingend gewährleistet (vgl. Reid und Harrigan 2012). Zudem Bereits im Bitcoin-Netzwerk wurde außerdem die Program-existieren bekannte Attacken, mittels derer Blockchain-Syste-mierbarkeit von Transaktionen ermöglicht (Barber et al. 2012).

me erfolgreich manipuliert werden können. Ein verbreitetes Durch diese Programmierbarkeit lassen sich komplexe, kondi-Beispiel hierfür ist die sogenannte 51%-Attacke, im Rahmen tionale Transaktionen und Aktionen in Blockchain-Systemen derer ein Angreifer Transaktionen in einem Block verändert, kreieren (Deloitte 2016).

also beispielsweise an eine andere Zieladresse versendet, und ab dem ersten durch ihn veränderten Block für alle Blöcke Trotz vieler inhärenter Vorteile weisen Blockchain-Systeme erneut den PoW erbringt. Gleichzeitig muss er die übrigen auch Schwachstellen und Probleme auf. So bringt beispiels-Netzknoten überholen, wofür eine Rechenleistung von min-weise der Konsens-Mechanismus durch PoW diverse Mängel destens 50% des gesamten Netzwerks für einen garantierten mit sich. Im gesamten Netzwerk muss zu seiner Durchführung Erfolg der Attacke notwendig ist (Franco 2015). Eine weitere eine große Menge an Energie aufgewendet werden, wodurch Attacke in Relation zum PoW stellt das sogenannte »Selfish sowohl Kosten, als auch erhebliche Umweltbelastungen Mining« dar (Eyal und Sirer 2014). Hierbei erhält ein Angrei-entstehen (Becker et al. 2013). Zudem kann mit einer wach-fer eine relativ größere Vergütung im Verhältnis zu seinem senden Dateigröße der Blockchain und einer erhöhten Anzahl tatsächlichen Rechenaufwand (Courtois und Bahack 2014).

an Transaktionen eine Limitierung durch die Bandbreite oder Andere Attacken ermöglichen effektiv doppelte Transaktionen die Rechenleistung mancher Netzteilnehmer auftreten (Barber und umfassen zum Beispiel die Race-Attacke, bei der Schwä-et al. 2012). Im Bitcoin-Netzwerk ist die Blockgröße auf 1
chen in der Informationspropagation im Netzwerk ausgenutzt Megabyte begrenzt (Franco 2015). Somit kann das System werden, sowie die Finney-Attacke, die von der Zurückhaltung auch nur eine begrenzte maximale Anzahl an Transaktio-gefundener Blöcke Gebrauch macht (Franco 2015).

nen durchführen (McKinsey & Company 2015). Es existiert allerdings eine Vielzahl an Vorschlägen, um das Problem der Eine Zusammenfassung der im Rahmen dieser Studie identifi-Skalierbarkeit in Blockchain-Systemen zu lösen; für einen Über-zierten, strukturellen Chancen und Risiken von Blockchain-Sys-blick sei auf Croman et al. (2016) verwiesen. Unterschiedliche temen ist Tabelle 4 zu entnehmen.

3 6

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Chancen

Risiken

Detaillierte Zugangskontrolle (Walport 2015)

Hoher Energiekonsum durch PoW (Becker et al. 2013)

Pseudonymität (Brito und Castillo 2013; Mainelli und von Geringe Skalierbarkeit (Croman et al. 2016)

Gunten 2014)

Hohe Datenintegrität (Bogart und Rice 2015)

Mangelnde Interoperabilität der Systeme (vgl. Silverberg et al.

2015)

Hohe Netzausfallsicherheit (Xethalis et al. 2016)

Sicherung privater Schlüssel (vgl. Condos et al. 2016; Xethalis et al. 2016)

Kein Vertrauen für Interaktionen notwendig (vgl. Bogart und Irreversibilität von Transaktionen (Xethalis et al. 2016) Rice 2015; Walport 2015)

Hohe Prozessintegrität (Bogart und Rice 2015)

Keine garantierte Anonymität (vgl. Reid und Harrigan 2012) Große Transparenz (vgl. Bogart und Rice 2015; Walport Mögliche Attacken (vgl. Franco 2015; Eyal und Sirer 2014) 2015; Xethalis et al. 2016)

Kurze Dauer der Transaktionsabwicklung (vgl. Swanson 2014)

Programmierbarkeit der Transaktionen (Deloitte 2016) Tabelle 4: Strukturelle Chancen und Risiken von Blockchain-Systemen 3 7

5.2 Hindernisse und Empfehlungen Strategie an, während nur 2% eine eigenständige Entwicklung hinsichtlich der Umsetzung
für geeignet hielten. Das Konsortium R3CEV beispielsweise In Tabelle 5 werden mögliche Hindernisse zusammengefasst vereint diverse internationale Finanzunternehmen mit dem aufgeführt. Unter den Aufzählungspunkten wird zudem zur Ziel, einheitliche Standards für die Blockchain im Finanzsektor Veranschaulichung jeweils ein konkretes Beispiel genannt.

zu erarbeiten (Geiling 2016). Trotz der vermeintlichen Vorteile offener und gemeinsamer Plattformen erwarten Garfinkel et Eine Vielzahl an Unternehmen arbeitet inzwischen mittels al. (2016), dass Gewinne zukünftig vornehmlich durch die Ei-unterschiedlicher Strategien an der Implementierung von gentümer effizienter Blockchain-Plattformen realisiert werden.

Blockchain-Systemen (vgl. Bogart und Rice 2015). Eine McKinsey & Company (2015) empfehlen Marktteilnehmern Recherche durch Burelli et al. (2015) hat dabei ergeben, dass zudem, kurzfristig im Umfeld der Blockchain zu forschen und die Unternehmen vor allem vier Strategien verfolgen: eine den Einfluss auf ihr Geschäftsfeld zu evaluieren. McKinsey & In-House-Entwicklung verschiedener Lösungen, Investitionen Company (2015) erwarten außerdem, dass sich erste Um-in Blockchain-Unternehmen, Partnerschaften mit Blockchain-setzungen der Blockchain in Kapitalmärkten auf spezifische Unternehmen oder die Gründung eigener fachbezogener Anwendungsbereiche fokussieren werden. Dementsprechend Accelerators.

empfehlen die Autoren Unternehmen im Kapitalmarktbereich, sich hinsichtlich einer Implementierung der Blockchain Diverse Unternehmensberatungen und Finanzinstitutionen zunächst auf den Bereich der Transaktionsabwicklung sowie geben zudem Handlungsempfehlungen für Unternehmen in damit verbundene manuelle Prozesse zu fokussieren, da in die-Bezug auf die Blockchain ab. Eine übergreifende Empfehlung sem Bereich große Vorteile durch die Blockchain bei geringem ist dabei der Fokus auf Kollaboration und die Etablierung Einfluss auf bestehende Geschäftsmodelle zu erwarten sind. In branchenweiter Standards (vgl. DTCC 2016; EvryLabs 2015; EvryLabs (2015) wird dahingegen auf Engagements im Bereich McKinsey & Company 2015; Silverberg et al. 2015). Diese internationaler Überweisungen hingewiesen, da laut den Empfehlung erscheint sinnvoll in Anbetracht der Tatsache, Autoren dieser Bereich die größten Kundenvorteile birgt und dass zuvor dargelegte Anwendungsfälle auf der Implemen-somit zu einem Wettbewerbsvorteil führen kann.

tierung einer zentralen Blockchain-Plattform, an der mehrere Unternehmen teilnehmen, beruhen. Auch über die Hälfte der Befragten der Studie der Cofinpro AG und des IT Finanzmagazins (2016) gaben Kollaboration als die momentan beste 3 8

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Limitierungen des aktuellen Stands der Technik (McKinsey & Company 2015):

• Skalierbarkeit aktueller Systeme (vgl. Van de Velde et al. 2016)

• Verrechnung offener Positionen zur Risikominimierung bei Transaktionen in momentanen Systemen nicht möglich (McKinsey & Company 2015)

Regulierung und Gesetzgebung (McKinsey & Company 2015; Silverberg et al. 2015; Van de Velde et al. 2016):

• Einordnung von Smart Contracts vor Gericht (Silverberg et al. 2015) Standards und Governance-Strukturen (DTCC 2016; Silverberg et al. 2015; Van de Velde et al. 2016):

• Gewährleistung der Interoperabilität unterschiedlicher Systeme für bestimmte Anwendungen (Silverberg et al. 2015)

• Mangel an Standards (Cofinpro AG und IT Finanzmagazin 2016) Operationales Risiko im Zuge der Systemumstellung (Van de Velde et al. 2016):

• Technische Probleme bei der Implementierung eines Blockchain-Systems (Van de Velde et al. 2016) Hindernisse in Bezug auf Anonymität (Van de Velde et al. 2016):

• Adäquate und von dem jeweiligen Blockchain-System unabhängige Sicherung privater Schlüssel (Van de Velde et al.

2016)

Tabelle 5: Hindernisse hinsichtlich der Einführung der Blockchain 3 9

6. FAZIT UND AUSBLICK

Die Blockchain ist ein junges, sich rapide weiterentwickelndes von bestimmten Ereignissen abhängen und Organisationen, Gebiet und verspricht vielfältige Einsatzmöglichkeiten (Glaser die autonom Handlungen vornehmen und direkt von ihren und Bezzenberger 2015). Wie Giaglis und Kypriotaki (2014) Anteilseignern gesteuert werden, mittels der Blockchain mög-konstatierten, werden die Ergebnisse der Forschung über die lich. Dennoch bestehen sowohl technische als auch rechtliche Möglichkeiten und Grenzen dieser Technologie das Ergebnis Hürden, die es vor einem verbreiteten Einsatz zu überwinden der »Revolution« bestimmen, die durch digitale Währungen gilt.

losgetreten wurde.

Hinsichtlich weiterer Anwendungsszenarien werden vor allem Im Rahmen des vorliegenden Papiers wurde eine umfangrei-Einsatzgebiete in Bereichen der Wirtschaft, des öffentlichen che Analyse der aktuellen Literatur zum Thema Blockchain Sektors sowie im juristischen Sektor diskutiert. Erste Praxiskon-und insbesondere zu Anwendungsgebieten der Blockchain zepte lassen zudem darauf schließen, dass die Blockchain in durchgeführt. Dabei wurde deutlich, dass die Struktur von der Rolle als universelle Plattform, die Interaktionen autono-Blockchain-Systemen direkte Interaktion, wie zum Beispiel mer Objekte ermöglicht, besonders den Bereich des »Internet Werttransaktionen zwischen Individuen, die sich nicht vertrau-der Dinge« bedeutend voranbringen kann.

en müssen, sicher und effizient ermöglicht und eine manipulationssichere Datenstruktur darstellt. Die Grundkonzepte, wie Neben den vorgestellten Hindernissen und Empfehlungen Kryptowährungen, Smart Contracts und Dezentrale Autonome hinsichtlich geeigneter Einsatzzwecke von Blockchain-Lösun-Organisationen, sowie Anwendungen der Technologie bauen gen sind die Autoren der Meinung, dass weitere Faktoren bei hauptsächlich auf diesen Eigenschaften auf. Da diese Eigen-der Entscheidung über die Nutzung von Blockchain-Systemen schaften besonders in der Finanzbranche wichtig sind, finden berücksichtigt werden müssen. So erscheint die Erwägung sich aktuell die meisten Anwendungen in diesem Bereich.

einer Blockchain-Lösung nur dann als sinnvoll, wenn gewisse Im Vordergrund steht hierbei die effizientere Gestaltung von Grundlagen vorhanden sind, wie die Möglichkeit des Aufbaus Zahlungssystemen.

eines Peer-to-Peer Netzwerks. Darüber hinaus sollte es möglich sein, Besitz, Transaktionen und Eigenschaften als Metadaten Diese Beobachtung wird durch die Ergebnisse einer Analy-elektronisch abbilden zu können. Zudem kann die Blockchain se von 222 Unternehmen aus dem Umfeld der Blockchain eine Rolle spielen, wenn ein zentraler Stakeholder ersetzt wer-bestätigt. Ferner hat diese gezeigt, dass sich eine Vielzahl an den soll bzw. fehlendes Vertrauen in die bestehende Lösung Unternehmen auf die Erschaffung infrastruktureller Grundla-oder den aktuellen Anbieter vorherrscht. Ein weiterer Grund gen fokussiert. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass für eine Blockchain-Lösung kann die Forderung nach einer sich die Technologie noch in ihrer Entwicklung befindet und transparenten und nachvollziehbaren Transaktionshistorie sein.

momentan hoher Bedarf nach Infrastruktur für die Imple-Ferner kann die Einführung einer Blockchain im Zusammen-mentierung spezifischer Anwendungen besteht. Besonders hang mit der Entwicklung neuer Geschäftsmodelle stehen.

interessant erscheint, dass die Blockchain Interaktionen nicht Dabei sollte ebenfalls berücksichtigt werden, dass die Automa-nur effizienter gestalten, sondern viele Vorgänge vollends au-tisierungsvorteile von Smart Contracts dann am größten sind, tomatisieren kann. So werden selbstausführende Verträge, die wenn die Prozessschritte und ihre Konsequenzen umfassend 4 0

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vordefiniert werden können. Des Weiteren sollte betrachtet werden, wer die Blockchain betreiben bzw. kontrollieren soll/
muss und wie Nutzer im Netzwerk authentifiziert und identifiziert werden sollen/müssen.

Generell fällt die mehrheitliche Meinung über die Möglichkeiten der Blockchain momentan regelrecht euphorisch aus.

Ohne Zweifel ergeben sich viele interessante Anwendungsop-tionen – der ultimative Einfluss der Technologie bleibt dennoch abzuwarten. Eines erscheint in Anbetracht der aktuellen Entwicklungen allerdings sicher: die Blockchain wirft viele neue Fragen auf und stellt somit einen interessanten Gegenstand für zukünftige Forschung dar. Aus diesem Grund arbeitet das Fraunhofer FIT und seine Projektgruppe Wirtschaftsinformatik gemeinsam am Aufbau eines Blockchain-Labors. Dieses Labor bietet ein ideales Umfeld für umfassende und wissenschaftlich fundierte Untersuchungen sowie die Erarbeitung von praxistauglichen Lösungen.

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8. ÜBER UNS

Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT beschäftigt rund 110 Wissenschaftler, darunter Informatiker, Sozial- und Wirtschaftswissenschaftler, Psychologen und Inge-nieure. Unter einer gemeinsamen Leitung findet eine enge Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Informationssysteme an der RWTH Aachen statt. Die interdisziplinären Teams haben es sich zur Aufgabe gemacht, die Zukunft mit neuen marktorientierten Produkten zu gestalten, indem sie Wissen aus der Informationstechnologie mit Fragen aus anderen Lebensbereichen verknüp-fen. Daraus resultieren die Validierung, der Entwurf und die Implementierung für innovative Kundenlösungen. Die Forschungsbereiche umfassen Kooperationssysteme, Life Science Informatik, Risikomanagement und Entscheidungsunterstützung, User-Centered Computing sowie wirtschaftsinformatische Fragestellungen.

Projektgruppe Wirtschaftsinformatik des Fraunhofer FIT

Die bundesweit erste Projektgruppe Wirtschaftsinformatik des Fraunhofer FIT vereint die Forschungsbereiche Finanz- & Informationsmanagement an den Standorten Augsburg und Bayreuth. Die ausgewiesene Expertise an der Schnittstelle von Finanzmanagement, Informationsmanagement und Wirtschaftsinformatik sowie die Fähigkeit, methodisches Know-how auf höchstem wissenschaftlichen Niveau mit einer kunden- und lösungsorientierten Arbeitsweise zu verbinden, sind unsere herausragenden Merkmale.

www.fit.fraunhofer.de/wi

Prof. Dr. Gilbert Fridgen

Prof. Wolfgang Prinz PhD

Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

Projektgruppe Wirtschaftsinformatik

Schloss Birlinghoven

Universität Bayreuth

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Prof. Dr. Nils Urbach

Prof. Dr. Thomas Rose

Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

Projektgruppe Wirtschaftsinformatik

Schloss Birlinghoven

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nils.urbach@fit.fraunhofer.de
thomas.rose@fit.fraunhofer.de
www.fit.fraunhofer.de/blockchain

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