[vc_row][vc_column][vc_custom_heading text=“Blockchain für die Koordination und Auditierung kooperierender Prozesse “ font_container=“tag:h2|font_size:38|text_align:left|color:%23e30613″ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1528802921649{margin-top: -25px !important;}“][vc_column_text]Ein Beitrag von: Thomas Rose, Thomas Osterland, Wolfgang Prinz, Fraunhofer FIT[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Kurz und bündig:“ font_container=“tag:h3|font_size:17|text_align:left|color:%23ffffff“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1519747666609{padding-left: 15px !important;background-color: #f07d00 !important;}“][vc_column_text css=“.vc_custom_1528802984153{border-top-width: 1px !important;border-right-width: 1px !important;border-bottom-width: 1px !important;border-left-width: 1px !important;padding-top: 10px !important;padding-right: 10px !important;padding-bottom: 10px !important;padding-left: 10px !important;background-color: #eaeaea !important;border-left-color: #aaaaaa !important;border-left-style: solid !important;border-right-color: #aaaaaa !important;border-right-style: solid !important;border-top-color: #aaaaaa !important;border-top-style: solid !important;border-bottom-color: #aaaaaa !important;border-bottom-style: solid !important;border-radius: 1px !important;}“]Die Blockchain ermöglicht eine Umgestaltung kooperierender Prozesse zwischen Unternehmen. Koordinationsinstanzen (Intermediäre) werden durch Algorithmen der Konsensbildung substituiert. Es lassen sich somit flexiblere Prozessnetzwerke bilden. Obwohl die Blockchain immer mit einem verteilten Transaktionsmanagement assoziiert wird, liegt ihr Schwerpunkt nicht auf der Massenverwaltung von Daten, sondern auf der Auditierung der Prozesskoordination, i. e. Blockchain auditiert die Korrektheit der Prozesskoordination und legt diese Information persistent im Netz ihrer Partnerknoten ab.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row css=“.vc_custom_1519752670572{margin-top: -10px !important;}“][vc_column][vc_column_text]

Ein Alleinstellungsmerkmal der Blockchain ist die Abstimmung zwischen kooperierenden Geschäftspartnern. Statt Kooperationen über Rahmenvereinbarungen zu etablieren, können flexible Netzwerke von Partnern und Prozessen auf Basis der Konsensbildung koordiniert und die Korrektheit der Ausführung auditiert werden. Diese Koordination im Netz ist insbesondere in Lieferketten (Nachverfolgung von Produkten) von großem Wert und erlaubt deren Flexibilisierung. Prozessbeispiele hierfür sind die qualitätsgesicherte Zulieferung von Batteriezellen für Antriebsakku oder Akkreditive für den Warenimport.

[/vc_column_text][ult_dualbutton btn_hover_style=“Style 2″ btn_border_style=“solid“ btn_color_border=“#ffffff“ btn_border_size=“2″ btn_alignment=“left“ dual_resp=“off“ button1_text=“Einzelheft kaufen“ icon_link=“url:https%3A%2F%2Fwww.aws-institut.de%2Fim-io%2Fproduct%2Fdie-blockchain-ist-erst-der-anfang%2F|||“ btn1_background_color=“#f07d00″ btn1_bghovercolor=“#e30613″ icon=“Defaults-book“ icon_size=“22″ icon_color=“#ffffff“ icon_hover_color=“#f07d00″ button2_text=“Jetzt abonnieren“ btn_icon_link=“url:https%3A%2F%2Fwww.aws-institut.de%2Fim-io%2Fabo%2F|||“ btn2_background_color=“#f07d00″ btn2_bghovercolor=“#e30613″ btn_icon=“Defaults-chevron-right“ btn_icon_size=“22″ btn_icon_color=“#ffffff“ btn_iconhover_color=“#f07d00″ divider_text=“oder“ divider_text_color=“#f07d00″ divider_bg_color=“#ffffff“ btn1_text_color=“#ffffff“ btn1_text_hovercolor=“#ffffff“ btn2_text_color=“#ffffff“ btn2_text_hovercolor=“#ffffff“ title_font_size=“desktop:20px;“ btn_border_radius=“3″ title_line_ht=“desktop:22px;“ btn_width=“280″][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]Die digitale Währung Bitcoin wird oftmals als Ursprung der Blockchain-Technologie (kurz Blockchain) gesehen. Grundmerkmal ist die Verteilung des Transaktionsmanagements in einem Netzwerk von Knoten verbunden mit Algorithmen zur Konsensbildung, damit die Knoten im Netz stets die gleiche Transaktionsmenge als gültig erachtet. Diese Technologie ist nicht für Bitcoin entwickelt worden [1], sondern geht auf frühere Grundlagenarbeiten zurück, die sich mit der Abstimmung kooperierender Agenten in einem Netzwerk befassen, wie beispielsweise die Koordination der Byzantinischen Generäle [2].

Die Verwaltung der Transaktionen wird über ein Netzwerk von Geschäftspartnern verteilt, die im Netz die Rolle der klassischen Intermediäre übernehmen. Der Abschluss von Kollaborationsprotokollen, wie für die Business-toBusiness Kooperation am Beispiel von Electronic Business using XML (ebXML), wird somit durch die Konsensbildung zwischen Parteien ersetzt. Durch die Substitution der Intermediäre entsteht eine geänderte Governance, die neue Geschäftsmodelle und ein radikales Re-Engineering der Prozesse ermöglicht [3]. Die Umgestaltung der Governance zusammen mit verschiedenen Varianten der Konsensfindung macht die Blockchain attraktiv für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen, die eine Koordination und Auditierung der Beiträge verschiedener Parteien erfordert [4]. Als typische Klassen von Anwendungen haben sich bisher herauskristallisiert:

• Nachverfolgbarkeit und Eigentumsnachweis (Provenance)
• Identitätsmanagement
• Prozesskoordination und Management
• Kleinvolumige Transaktionen
• Shareconomy

Für die Umsetzung dieser Kooperationsformen bietet sich sowohl die Nutzung verschiedener Formen der Konsensbildung als auch die Differenzierung in private und öffentliche Blockchains an.[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Illustration der Mehrwerte einer Blockchain“ font_container=“tag:h3|text_align:left“][vc_column_text]Anhand der Verwaltung und Verfolgung von Ladungsträgern lassen sich einige Grundprinzipien der Blockchain illustrieren. Wiederverwendbare Ladungsträger werden für den Transport von Waren vom Produzenten über einen Distributor zum Einzelhändler genutzt.

An dem Prozess sind vier Parteien beteiligt: der Systembetreiber mit den Ladungsträgern, der Produzent als Nutzer der Ladungsträger für den Produktvertrieb, der Distributor zur Verteilung der Ladungsträger an die Einzelhändler und die Einzelhändler als Nutzer der Ladungsträger zur Anlieferung und Präsentation der Waren. Der Produzent entrichtet eine Gebühr für die (Wieder-) Bestückung an den Systembetreiber und übergibt die beladenen Ladungsträger an den Distributor, der dem Produzenten das Pfand für die übernommenen Ladungsträger erstattet. Der Distributor transportiert diese zum Einzelhändler und erhält wiederum Pfand für die übergebenen Ladungsträger. Nach Verkauf der Waren retourniert der Einzelhändler die Ladungsträger zum Systembetreiber zu Reinigungs- und Instandhaltungsarbeiten.

Etwaige Unregelmäßigkeiten im Ladungsträgerkreislauf können durch die Nutzung einer Blockchain für Monitoring- und Abrechnungszwecke erschwert werden. Durch Diebstahl können Ladungsträger z. B. unkontrolliert die Besitzer wechseln, da der Besitz nicht überwacht und Pfand nicht personengebunden erstattet wird. Fälschungen können in den Umlauf gegeben werden, um Pfandgebühren zu erschleichen. Ebenso können Ladungsträger mit fehlenden Qualitätseigenschaften oder Zertifikaten in den Kreislauf eingebracht werden. Produzenten können zu Spitzenzeiten Ladungsträger horten, um zukünftig zu erwartende Lieferungen abzusichern. Systembetreiber sind hingegen an einem kontinuierlichen Fluss interessiert, um die Anzahl der im Kreislauf benötigten Ladungsträger zu verringern. Weiterhin sollen Produzenten in ihrem Vertrieb nicht dadurch benachteiligt werden, dass der Systembetreiber keine ausreichende Anzahl von Ladungsträgern zur Verfügung stellen kann. Im Kern wird der Prozess durch den Systembetreiber bestimmt und im Falle unzulänglicher Bereitstellung kann der Produzent keine Forderungen an ihn stellen.

Eine Blockchain zur Nachverfolgung der Prozesse und Pfandflüsse ist in der Lage, die Fairness zwischen den Parteien zu verbessern. In der bisherigen Governance dominieren der Systembetreiber und der Distributor. Werden dem Produzenten die angeforderten Ladungsträger nicht zur Verfügung gestellt, ist er in einer schwachen Position. Für den Produzenten wäre demzufolge eine Teilnahme attraktiv, wenn er Entschädigungen für nicht bereit gestellte Ladungsträger durch automatisierte Prozesse (Smart Contracts) erhält. In diesem Falle muss der Systembetreiber Strafgebühren an den Produzenten entrichten. Weiterhin könnte der Systembetreiber die Produzenten für gehortete Ladungsträger bestrafen, wenn diese nicht in einem vereinbarten Zeitfenster für die Auslieferung genutzt werden. Durch eine derartige Automation der Prozesse wird die Dominanz des Systembetreibers verringert.

Durch die Nachverfolgung der Ladungsträger mittels einer Blockchain können Verfügbarkeiten analysiert und Vorhersagen über zukünftige Nutzung getroffen werden. Zudem wird die Nachverfolgung von Transaktionen den Diebstahl erschweren, da Pfand nur personengebunden ausgezahlt wird.

Die Blockchain fungiert hier als glaubwürdiger Intermediär zwischen den Parteien und transferiert die Governance auf die Gemeinschaft der Teilnehmer. Der Distributor trifft immer noch die Entscheidungen über den Systembetreiber und die Ladungsträgertypen. Die Blockchain agiert hier als neuer Intermediär, der die Fairness im Prozess verbessern wird.

Eine Öffnung des Kreislaufs für verschiedene Systembetreiber, für unterschiedliche Ladungsträger oder Distributoren wird die Dominanz dieser beiden Parteien weiter verringern. Selbst kleinere Inhaber von Ladungsträgern könnten in der Lösung von Versorgungsengpässen helfen, was auch die Motivation von Händlern an einer Teilnahme stärken könnte.

Letztendlich kann der Kreislauf der Verwaltung und Verfolgung von Ladungsträgern auf die Basis einer DAO (Decentralized Autonomous Organization) gestellt werden, an der jeder Stakeholder teilnimmt und deren Organisation undArbeitsweise durch automatisierte Prozesse (Smart Contracts) bestimmt ist. In diesem Falle würde der Systembetreiber als Intermediär komplett durch einen automatisierten Prozess ersetzt und für alle Parteien würde sich ein Optimum an vorhandenen Ladungsträgern einstellen, da Missbrauch durch die höheren Betriebskosten pönalisiert würde.[/vc_column_text][vc_single_image image=“5995″ img_size=“large“ alignment=“center“][vc_custom_heading text=“Industrielle Skalierung“ font_container=“tag:h4|text_align:left“][vc_column_text]Die einzige bisher kommerziell genutzte Blockchain Anwendung ist das im April 2015 von Leanne Kemp gegründete System Everledger [9]. Everledger nutzt die Blockchain zur Verwaltung der Transaktionen mit Diamanten, d. h. es verwaltet alle Transaktionen von der Schürfung eines Diamanten, über die Bearbeitung und den Verkauf inklusive einer Versicherung gegen Verluste. Hier macht sich Everledger eine Eigenschaft von Diamanten zunutze, die eine eindeutige Identifizierung durch eine optische Analyse ermöglicht.

Durch die vielfältigen Rollen in diesem Geschäft wird eine Kernvoraussetzung der Blockchain verdeutlicht: jede öffentliche (public) Blockchain benötigt eine Vielzahl von Partnern, um vor potentiellen Angriffen geschützt zu sein. Nur die Vielfalt der aktiv beteiligten Partnerknoten kann hier die Nachhaltigkeit der Blockchain sicherstellen. Ist diese Vielfalt nicht gewährleistet, scheidet eine öffentliche Lösung aus und es muss eine private (permissioned) Blockchain gestaltet werden.

Weitere Anwendungsberichte zur Nutzung von Blockchain kommen meistens über ein Proof-of-Concept nicht hinaus. Offen erscheint zudem die Kopplung verschiedener Anwendungen über unterschiedliche Blockchain-Plattformen hinweg. Zusammen gefasst sind für eine industrielle Skalierung der Blockchain verschiedene Herausforderungen zu beherrschen:

• Entwicklungsmethode – Die Entwicklung neuer Anwendungsbeispiele für Blockchain ist stark technologiegetrieben. Wünschenswert ist eine umfassende Methode, die zunächst neue Geschäftsmodelle aufgrund geänderter Governance betrachtet, um anschließend die Geschäftsmodelle in Leistungsprozesse zu überführen.
• Skalierung der Konsensfindung – Es sind weitere Methoden für die Konsensbildung zu entwickeln, mit denen sich unterschiedliche Wertigkeiten und Sicherheiten in der Zusammenarbeit unterstützen lassen.
• Interoperabilität – Analog zu Enterprise Information System in heutigen Systemlandschaften muss die Interoperabilität zwischen Blockchains und ihren Anwendungen unterstützt werden.
• Standardisierung von Blockchain Plattformen – Zum Austausch von Plattformen und zur Migration von Anwendungen zwischen Plattformen bedarf es einer Standardisierung der Blockchain Funktionalitäten, d.h. können Anwendungen über API-ähnliche Schnittstellen mit einer Blockchain kommunizieren.
• Bibliotheken für Smart Contracts – Smart Contracts ermöglichen die Automation von Prozessen in einer Blockchain. Ähnlich zu Funktionsbibliotheken für ERP-Systeme sind Bibliotheken zur Nutzung und Wiederverwendung automatisierter Standardprozesse zu entwickeln. Die Korrektheitsanforderung an Smart Contracts verstärkt noch die Motivation zur Bereitstellung von Referenzprozessen in Bibliotheken.
• Sichtbarkeiten der Transaktionen – Generell sind in einer offenen Blockchain die Transaktionen für alle sichtbar. Hier sind Abstufungen zu entwickeln zwischen Kunden, Dienstanbietern und Aufsichtsbehörden, da jede Partei unterschiedliche Verdichtungen und Aggregationen sehen muss.
• Aufgabenverteilung zwischen Datenbanken und Blockchain – Die Blockchain ist nicht für eine Massenverwaltung entworfen worden, sondern auf die Verwaltung von Transaktionen mit Auditinformationen spezialisiert. Für Prozesse ist jeweils zu untersuchen, welche Koordinations- oder Managementinformation in einer Blockchain für die Auditierung abzulegen ist.

Offen sind noch Probleme der Datenhoheit in der Blockchain und wie Information jemals vergessen werden kann.

Das Fazit: Die Form der Konsensfindung macht die Blockchain für zwei große Anwendungsbereiche interessant: die Koordination und Auditierung kooperierender Geschäftspartner und die Herkunftsnachweise, wobei Herkunftsnachweise nicht nur auf die reine Produktverfolgung beschränkt sein muss, sondern beispielsweise auch auf Testate in der Wirtschaftsprüfung oder die Dokumentation von Mikrotransaktionen ausgedehnt werden kann.

Kernaufgabe bei der Anwendung einer Blockchain ist die Aufgabenverteilung zwischen der Verwaltung von Prozessdaten in klassischen Enterprise Management Systemen und der Koordination von Prozessnetzwerken und ihrer Auditierung in einer Blockchain.[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Danksagungen“ font_container=“tag:h3|text_align:left“][vc_column_text]Teile dieser Forschungsarbeiten sind durch die Stiftung des Bonn-Aachen International Center for Information Technology (b-it) gefördert.[/vc_column_text][ult_createlink title=“Zu den Literaturangaben“ btn_link=“url:http%3A%2F%2Fbit.ly%2F2riTRT6|title:Literaturangaben||“ link_hover_style=“Style_1″ text_hovercolor=“#dd9933″][/vc_column][/vc_row]