Blockchain für Unternehmen E-Book

Stefan Wittenberg

• Herausgeber: Schäffer Poeschel
• Kategorie: Fachliteratur
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 332

Veröffentlichungsjahr: 2020

Beschreibung

Das Buch richtet sich an Manager und Inhaber von Unternehmen, die einen kompakten Einblick in die Möglichkeiten und Grenzen der Blockchain-Technologie für den Einsatz in ihrem Unternehmen suchen. Erläutert werden: - Technische Grundlagen - Wichtigste Blockchain-Systeme - Vor- und Nachteile der Technologie Anschauliche Beispiele für Anwendungen und Geschäftsmodelle, wie Blockchain zur Automatisierung von Supply-Chain-Prozessen, den Energiehandel oder zur Verifikation der Echtheit von Diamanten, unterstützen dabei, das Thema greifbar zu machen. Anhand eines Leitfadens können Unternehmen überprüfen, ob die Technologie wirklich für das eigene Unternehmen geeignet ist.

Leseprobe

[5]Inhaltsverzeichnis

Hinweis zum UrheberrechtImpressumVorwort1 Einführung2 Technologische Grundlagen2.1 Überblick: Bitcoin und Blockchain2.2 Bausteine der Bitcoin-Technologie2.2.1 Distributed Ledger Technology (DLT)2.2.2 Identität in der Blockchain – Adressen, Pseudonyme und Wallets2.2.3 Transaktionen und Unspent Transaction Output (UTXO)2.2.4 Mining von Blöcken2.2.5 Verketten von Blöcken und Proof-of-Work3 Blockchain-Systeme3.1 Stufe 1: Kryptowährung-Blockchain-Systeme: Bitcoin, Libra & Co.3.1.1 Eigenschaften von Kryptowährung-Blockchain-Systemen3.1.2 Überblick über wichtige Kryptowährung-Blockchain-Systeme3.2 Stufe 2: Business-Logik-Blockchain-Systeme: Ethereum & Co.3.2.1 Eigenschaften von Business-Logik-Blockchain-Systemen3.2.2 Überblick über wichtige Business-Logik-Blockchain-Systeme3.3 Stufe 3: Enterprise-Blockchain-Systeme3.3.1 Eigenschaften von Enterprise-Blockchain-Systemen3.3.2 Hyperledger Fabric3.3.3 Quorum3.3.4 R3 Corda3.3.5 Überblick über wichtige Enterprise-Blockchain-Systeme4 Blockchain aus der Unternehmensperspektive4.1 Vorteile von Blockchain4.2 Nachteile von Blockchain4.3 Blockchain und Geschäftsmodelle4.3.1 Ebenen und Dimensionen von Blockchain-Geschäftsmodellen4.3.2 Bottom-up- vs. Top-down-Analyse von Blockchain-Geschäftsmodellen4.4 Blockchain und Wirtschaftlichkeit4.4.1 Kosten von Blockchain-Systemen4.4.2 Erlöse und Nutzen von Blockchain-Systemen4.5 Blockchain – rechtliche Rahmenbedingungen4.6 Blockchain und Governance5 Einführung von Blockchain in Unternehmen5.1 Phase 1: Bewertung Use-Case5.2 Phase 2: Proof-of-Concept mit Prototyp5.3 Phase 3: Implementierung Produktivsystem5.4 Phase 4: Betrieb und Wartung Poduktivsystem6 Blockchain Use-Cases6.1 Framework zur Systematisierung von Blockchain Use-Cases6.1.1 Wertstrom – Austausch physischer oder digitaler Assets6.1.2 Asset Blockchain6.1.3 Finanzstrom und Financial Blockchain6.1.4 Smart Contract6.1.5 Banken, Versicherungen und Behörden6.2 Digitalisierung von Frachtpapieren und Statusverfolgung von Seefrachtcontainern mit TradeLens6.3 Erhöhung der Nahrungsmittelsicherheit mit IBM Food Trust6.4 Digitaler Palettenschein in der Blockchain bei GS1 und Partnern6.5 Echtheitsüberprüfung von Diamanten in der Blockchain mit Everledger6.6 Dezentraler Energiehandel über die Blockchain mit der Energy Web Chain7 Zusammenfassung und Fazit8 AnhangLiteraturverzeichnisStichwortverzeichnisAutor

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Hinweis zum Urheberrecht

Schäffer-Poeschel Verlag für Wirtschaft - Steuern - Recht GmbH

[4]Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar.

Print:

ISBN 978-3-7910-4606-8

Bestell-Nr. 10344-0001

ePub:

ISBN 978-3-7910-4607-5

Bestell-Nr. 10344-0100

ePDF:

ISBN 978-3-7910-4608-2

Bestell-Nr. 10344-0150

Stefan Wittenberg

Blockchain für Unternehmen

1. Auflage, Mai 2020

© 2020 Schäffer-Poeschel Verlag für Wirtschaft · Steuern · Recht GmbH

www.schaeffer-poeschel.de

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Bildnachweis (Cover): © phive, shutterstock

Produktmanagement: Alexander Kühn

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Schäffer-Poeschel Verlag Stuttgart

Ein Unternehmen der Haufe Group

[7]Vorwort

Die Blockchain-Technologie stößt seit dem »Boom« um Bitcoin in Wissenschaft und Praxis auf sehr großes Interesse. Zahlreiche Monografien und Beiträge auf Konferenzen zeugen von einer umfangreichen wissenschaftlichen Diskussion. Auch Praktiker finden in Blogbeiträgen und auf zahlreichen Internetseiten eine Fülle von Anwendungsfällen, die anschaulich die Funktionsweise von Blockchain erklären. Warum dann noch ein weiteres Buch zum Thema?

Seit dem Jahr 2016 bin ich an der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) in Berlin am Fachbereich Wirtschafts- und Rechtswissenschaften tätig. Im Rahmen der Lehre zählt dazu auch die Ausbildung von Studierenden der Betriebswirtschaft in dem Vertiefungsfach »Technologien der Digitalisierung«. Hier steht die Funktionsweise von neuen Technologien und die Bedeutung dieser Technologien für Unternehmen im Mittelpunkt der Veranstaltung. Die Suche nach geeigneter Grundlagenliteratur für die Veranstaltung, welche die Bedeutung von Blockchain für Unternehmen anschaulich erklärt, blieb bisher erfolglos. Daher soll dieses Buch diese Lücke füllen.

Auch zeigte sich in zahlreichen Gesprächen mit Unternehmen und Verbänden, die ich gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen im Rahmen eines Blockchain-Forschungsprojektes führte, dass häufig die folgenden Fragen auftauchten »Was ist eigentlich Blockchain? Ist Blockchain das Gleiche wie Bitcoin? Ist Blockchain auch für mein Unternehmen interessant?« Auf diese Fragen soll dieses Buch Antworten geben. Während zahlreiche Berichte über Blockchain-Anwendungsfälle die durchaus bestechenden Eigenschaften von Blockchain recht euphorisch darstellen, werden teilweise die Nachteile und möglichen Probleme nicht ausreichend beleuchtet. Großen Wert habe ich dabei daher auf eine möglichst ausgewogene Gegenüberstellung von Vor- und Nachteilen der Technologie gelegt.

Für die Mithilfe bei der Überprüfung und Korrektur des Manuskripts danke ich recht herzlich Prof. Dr. Julia Schwarzkopf, Andreas Schlicht und Katarina Erdle. Bei Christian Schultze-Wolters (IBM Deutschland GmbH), Dirk Freda (GS Germany GmbH) und Thomas Uhde (SAP SE) bedanke ich mich recht herzlich für ihren Input zu den Praxisfällen. Frau Daisy Walzel (DWF) danke ich für ihre Hinweise zu den rechtlichen Rahmenbedingungen von Blockchain. Die sehr professionelle Betreuung des Schäffer-Poeschel-Verlages erleichterte die Anfertigung dieses Buches. Hierfür möchte ich mich bei Adelheid Fleischer, Frank Baumgärtner, Frank Katzenmayer und Alexander Kühn herzlich bedanken. Die wichtigste Unterstützung war zu jeder Zeit meine Familie. Daher danke ich meinen Eltern für immerwährende Förderung und Hilfe. Den größten Beistand während der Fertigstellung dieses Buches leisteten meine Frau Anna sowie mein Sohn Julius. Daher widme ich Ihnen dieses Buch.

[9]1Einführung

Die Blockchain ist ein dezentraler Datenspeicher, bei der die Teilnehmer eines Netzwerks jeweils eine redundante Kopie von Datenblöcken auf ihren Rechnern speichern. Da die Daten als Kopie auf vielen Rechnern verteilt sind, ist die Blockchain vor Angriffen sehr sicher. Die Inhalte in den Datenblöcken werden mit einem digitalen Fingerabdruck (Hash) gegen Veränderung und Manipulation abgesichert. Daten werden zudem nicht geändert, sondern stets als neuer Datenblock an die bestehenden Datenblöcke angehängt.

Info

Dieses »Aneinanderketten« von Blöcken wird als Blockchain bezeichnet. Die Grundidee hinter Blockchain besteht somit in einer unveränderbaren und manipulationssicheren Speicherung von Daten in verketteten Datenblöcken.

Die bekannteste Blockchain-Anwendung ist die Kryptowährung »Bitcoin«. Seit dem Start von Bitcoin im Jahr 2009 hat sich ein beachtliches »Blockchain-Ecosystem« rund um Kryptowährungen gebildet. Am 10.01.2020 waren zum Beispiel auf der Website Coinmarketcap.com über 5.000 verschiedene Kryptowährungen registriert. Dabei reicht die Marktkapitalisierung der verschiedenen Kryptowährungen von wenigen US-Dollar bis hin zu 143 Mrd. US-Dollar bei Bitcoin. Der Bereich der Kryptowährungen ist die erste Entwicklungsstufe und das bekannteste Einsatzszenario der Blockchain-Technologie, bei der vor allem der Austausch von Werten zwischen Transaktionspartnern unterstützt wird. Dabei sind die wesentlichen Basistechnologien eine redundante, verteilte Datenbank (Distributed Ledger), ein Konsensusmechanismus, über den sich die Teilnehmer des Netzwerks auf die Art der Speicherung von Daten verständigen (z. B. Proof-of-Work), die Sicherstellung der Unveränderlichkeit von Daten mit Hash-Funktionen und die Verkettung von Datenblöcken zur Blockchain.

Aufgrund von Einschränkungen in der Abbildbarkeit komplexer Programmierungen bei Kryptowährungen hat sich mit Business-Logik-Blockchains eine zweite Entwicklungsstufe von Anwendungen herausgebildet. Das bekannteste Beispiel ist Ethereum, das die Abbildung komplexer Business-Logik mit sogenannten »Smart Contracts« ermöglicht.

Info

Smart Contracts sind Programmbausteine, welche die Automatisierung von Prozessen erlauben. Ethereum und andere Business-Logik-Blockchains ermöglichen weiterhin die Verwaltung von Vermögenswerten als digitale »Token«.

Auch diese zweite Stufe der Blockchain-Systeme rund um Ethereum konnte jedoch einige für Unternehmen wichtige Anforderungen nicht abdecken, da die Anforderungen von Unternehmen im Design der Systeme nicht berücksichtigt wurden. Diese Anforderungen sind zum [10]Beispiel eine hohe Geschwindigkeit der Transaktionsverarbeitung, Skalierbarkeit der Systeme sowie eine Vertraulichkeit von Transaktionen. Aus diesem Grund wurden in einer dritten Stufe Enterprise-Blockchain-Systeme entwickelt, die vorwiegend auf die Verbesserung der Geschwindigkeit, Skalierbarkeit und Vertraulichkeit abzielen.

Zahlreiche Pilotprojekte verschiedener Branchen und erste produktive Anwendungen einiger Unternehmen sind Ausdruck für umfangreiche Bemühungen, die Blockchain-Technologie in betriebliche Abläufe zu integrieren. Auch die deutsche Bundesregierung hat durch die Veröffentlichung einer Blockchain-Strategie die Bedeutung der Technologie betont und plant die Schaffung notwendiger Rahmenbedingungen für die Förderung von Innovationen im Blockchain-Bereich.1

Inzwischen mehren sich jedoch auch kritische Stimmen, die den Nutzen der Technologie infrage stellen. »Wenn der Blockchain-Hype auf die Realität trifft« lautet zum Beispiel die Überschrift eines Beitrags der Süddeutschen Zeitung.2 Als Kernaussage formuliert der Artikel, dass der Hype um die Blockchain-Technologie zu überzogenen Erwartungen geführt hat. Dabei sei derzeit trotz vieler Experimente vielfach noch unklar, wo sich ein Einsatz jenseits des Finanzwesens überhaupt lohnt.

Für Unternehmen stellt sich somit aktuell die Frage, ob Blockchain eine wirklich relevante Technologie darstellt oder nur »gehypt« wird und daher möglicherweise bald wieder an Bedeutung verlieren wird. Derartige Diskussionen sind typisch im Zusammenhang mit der Einführung neuer Technologien. Eine bekannte Einordnung von neuen Technologien wird jährlich durch das Forschungsinstitut Gartner im »Gartner Hype Cycle« vorgenommen. Eine Technologie durchläuft in diesem Hype Cycle sukzessive fünf Phasen der öffentlichen Wahrnehmung und medialer Berichterstattung. Typisch für eine neue Technologie ist dabei, dass nach der Veröffentlichung erster Forschungsergebnisse in den Medien ein regelrechter Hype um die Technologie entsteht, der große und meist überzogene Erwartungen an das Potenzial der Technologie auslöst. Meist existieren zu diesem Zeitpunkt jedoch keine einsatzfähigen Produkte, sondern lediglich erste »Proof-of-Concepts«. Da der Durchbruch der Technologie nicht wie erwartet umgehend eintritt, durchläuft die Technologie dann das »Tal der Enttäuschungen«. In diesem Tal der Enttäuschungen scheitern vermehrt Projekte und kritische Stimmen mehren sich. Erst nachdem das Tal der Enttäuschungen überstanden ist, finden sich nach ausreichender Reife der Technologie Anwendungen für den Massenmarkt. Im »Hype Cycle for Blockchain Business« aus 2019 finden sich beispielsweise »Blockchain Business Models« und »Blockchain im Handel« auf einem aufsteigenden Ast der medialen Berichterstattung (»On the Rise«). Anwendungen zahlreicher Branchen, so etwa aus Logistik, Versicherungen und Versorgungsindustrie befinden sich gemäß der Einordnung sogar auf dem Höhepunkt der Berichterstattung (»Peak of inflated [11]Expectations«) und bilden damit den Hype um die Technologie. Der Einordnung von Gartner folgend, steht diesen Anwendungen aber demnächst das Tal der Enttäuschungen bevor, in welchem Projekte scheitern und die kritische Berichterstattung zunehmen wird. Kryptowährungen, Blockchain-Anwendungen im Bankensektor sowie konsortiale Blockchains zwischen Unternehmen befinden sich laut Gartner schon jetzt im Tal der Enttäuschungen (»Trough of Disillusionment«). Bis diese Anwendungen das Plateau der Produktivität erreichen und somit massentauglich werden, könnten nach Einschätzung von Gartner noch fünf bis zehn Jahre vergehen. Die Abbildung 1.1 stellt Auszüge aus dem »Gartner Hype Cycle for Blockchain Business« aus dem Jahr 2019 dar.

Abb. 1.1: Gartner Hype Cycle for Blockchain Business 2019 (modifiziert); Quelle: https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2019-09-12-gartner-2019-hype-cycle-for-blockchain-business-shows abgerufen am 26.10.2019

Relevant für das (möglicherweise) anstehende Tal der Enttäuschungen sind kritische Beiträge in der Fachliteratur. Ein sehr gutes Beispiel für eine derartig negative Berichterstattung ist ein Blog, der aus der MERL-Tech-Konferenz Ende 2018 hervorging.3 Die Autoren berichten davon, dass sie 43 Blockchain-Use-Cases auf die Substanz ihrer versprochenen Effekte hin untersuchten. Die verfügbaren Webseiten und Whitepaper konnten nach der Untersuchung der Autoren keine Belege für die Realisierung versprochener Effekte liefern. Weiterhin kritisieren die Autoren, dass die hinter den Use-Cases stehenden Unternehmen mit dem Einsatz der Blockchain-Technologie zwar stets volle Transparenz postulieren, sich bezüglich der konkreten Ergebnisse [12]ihrer eigenen Projekte jedoch sehr verschlossen zeigen und intransparent verhalten. Eine Studie von Gartner beschreibt die aktuelle Situation in einer Zwischenüberschrift recht treffend: »Enterprise Thinking about Blockchain: Limited View of Blockchain’s Capabilities, but an exaggerated View of its Readiness«.4

Typisch für neue Technologien ist, dass sich trotz negativer Presse sinnvolle Anwendungen zu Produkten der zweiten oder dritten Generation weiterentwickeln. Ein positives Beispiel hierfür ist das Open-Source-Produkt »Hyperledger Fabric«. Im Gegensatz zu Bitcoin lässt sich hier zum Beispiel der Zugang zum Netzwerk auf ausgewählte Nutzer beschränken, was insbesondere für Unternehmen wichtig ist. Weiterhin können vertrauliche Daten über »private Kanäle« ausgetauscht werden. Walmart hat sich so zum Beispiel zur produktiven Nutzung dieser Technologie entschieden und verpflichtet seine Salatlieferanten zur Eingabe von Lieferinformationen in die »IBM Food Trust-Blockchain«.5 Auch andere Branchengrößen (z. B. Nestlé, Dole, Unilever) setzen bereits diese Technologie ein.6

Für Unternehmen stellt sich die Frage, wie mit der aktuellen Situation umzugehen ist: Jetzt in Blockchain investieren oder warten, bis reife und günstige Lösungen auf dem Massenmarkt verfügbar sind? Der Gartner Hype Cycle hält dazu zwei wesentliche Standardempfehlungen bereit:

Investiere nicht, nur weil eine Technology »gehypt« wird!Nach Einschätzung von Gartner benötigen 85 % der über Blockchain realisierten Lösungen gar keine Blockchain als Basistechnologie. Stattdessen würde (laut Gartner) oftmals auch eine bereits existierende und erprobte Technologie – z. B. eine herkömmliche relationale Datenbank – genügen, um das betriebliche Problem zu lösen.7 Nur weil »alle anderen« den Einsatz der Technologie verfolgen, muss dies für das eigene Geschäft nicht auch zwingend sinnvoll sein. Wichtig ist demnach, an erster Stelle zu klären, ob Blockchain wirklich die geeignete Technologie für die Lösung eines betrieblichen Problems ist.Ignoriere die Technologie nicht, nur weil sie »out« ist!Oftmals wird die fehlende Reife der Blockchain-Technologie, die unsichere rechtliche Situation und unzureichende Regulierung kritisiert. Zahlreiche Entwicklungsprojekte wurden bereits wieder beendet, bevor diese produktiv gingen. Daher stellt sich für ein Unternehmen die Frage, warum das Thema Blockchain überhaupt im frühen Stadium der Technologie verfolgt werden sollte. Eine Strategie zum Umgang mit dem Thema Blockchain könnte schließlich einfach das »Abwarten« sein: Wenn sich letztlich nach einigen Jahren herausstellt, dass die Blockchain-Technologie keinen Mehrwert in der eigenen Branche bringen konnte, wurde durch die »Abwartestrategie« nicht unnötig investiert. Sollte sich doch [13]herausstellen, dass die Technologie sinnvoll ist und sich durchsetzt, kann das abwartende Unternehmen immer noch zu einem späteren Zeitpunkt »auf den Zug aufspringen«. Diese Sichtweise ist zwar aus kurzfristiger Sicht nachvollziehbar, könnte aber zu strategischen Nachteilen führen: Wenn Wettbewerber als »First Mover« frühzeitig Geschäftsmodelle auf Basis der Blockchain aufbauen, Prototypen entwickeln und Standards mitgestalten, führt dies bei den Wettbewerbern zu strategischen Vorteilen. Wenn es zum Beispiel um das »Ausrollen« der Lösungen für den Massenmarkt geht, sind dem Wettbewerber die Mechanismen hinter Blockchain schon bekannt, dort bereits erste Prototypen verfügbar und Mitarbeiter schon rekrutiert. Dieser Wissens- und Zeitvorsprung ist möglicherweise nicht aufzuholen. Damit könnte das »Abwarten« langfristig zum Verlust von Kunden und Umsätzen führen.

Natürlich kann dieses Buch keine Standardempfehlung aussprechen, welchen Weg ein Unternehmen verfolgen sollte. Dazu sind die möglichen Anwendungen und Branchen zu unterschiedlich. Allerdings soll der Leser in die Lage versetzt werden, die grundsätzliche Eignung der Blockchain-Technologie für das eigene Unternehmen besser bewerten zu können. Auf dieser Basis können dann fundierte Entscheidungen getroffen werden, wie das weitere Engagement des Unternehmens im Bereich Blockchain aussehen sollte. Dieses Buch gibt dazu in kompakter Form einen Einblick in die Möglichkeiten und Grenzen der Blockchain-Technologie für den Einsatz in Unternehmen. Dabei wird kein IT-Wissen vorausgesetzt und Schritt für Schritt für Schritt in das Thema »Blockchain« eingeführt. Das Buch ist wie folgt aufgebaut:

Im nächsten Kapitel erhält der Leser einen Einblick in die wichtigsten technologischen Grundlagen der Blockchain-Technologie. Im Kapitel 2.1 werden die wichtigsten Begriffe rund um Blockchain und Bitcoin kurz erläutert. Mit diesem Basiswissen kann der Leser direkt in das dritte Kapitel springen. Für ein vertieftes Verständnis der technologischen Grundlagen wird die Lektüre des Kapitels 2.2 empfohlen.

Das dritte Kapitel stellt die wichtigsten Blockchain-Systeme vor. Damit versteht der Leser die Unterschiede zwischen der Kryptowährung »Bitcoin« und den darauf aufbauenden Blockchain-Systemen mit erweiterter Funktionalität. Dabei werden neben der zweiten Blockchain-Generation »Ethereum« die für den Einsatz in Unternehmen optimierten »Enterprise-Blockchains« detailliert vorgestellt.

Im vierten Kapitel werden die Vorteile, aber auch die Nachteile der Technologie aus Unternehmenssicht diskutiert. Weiterhin werden die Auswirkungen von Blockchain auf Geschäftsmodelle sowie die rechtlichen und betriebswirtschaftlichen Aspekte von Blockchain-Systemen erläutert.

Das fünfte Kapitel zeigt konkrete Möglichkeiten auf, wie ein Unternehmen ein Blockchain-System in der Praxis umsetzen kann. Mit einem Leitfaden können Unternehmen zunächst überprüfen, ob die Technologie grundsätzlich für das eigene Unternehmen geeignet ist. Mit einem Phasenmodell werden im Anschluss notwendige Schritte zur Einführung eines Blockchain-Systems dargestellt.

[14]Das sechste Kapitel stellt abschließend vorhandene Case Studies und Geschäftsmodelle vor, die auf der Blockchain-Technologie basieren. Zum Beispiel wird dargestellt, wie in einer internationalen Logistikkette die Abläufe automatisiert werden können, Energieunternehmen über die Blockchain den dezentralen Stromhandel optimieren und Kunden die Herkunft von Lebensmitteln oder auch Diamanten über die Blockchain überprüfen können.

Der Aufbau des Buches wird aus Abbildung 1.2 ersichtlich.

Abb. 1.2: Aufbau des Buches; Quelle: eigene Darstellung

1https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Publikationen/Digitale-Welt/blockchain-strategie.html abgerufen am 26.10.2019.

2https://www.sueddeutsche.de/digital/blockchain-crypto-hype-realitaet-1.4506482-2 abgerufen am 26.10.2019.

3https://www.ictworks.org/blockchain-impact-failure/#.XbLcla9CSpo abgerufen am 26.10.2019.

4 Kandaswamy und Furlonger 2018. S. 2.

5https://news.walmart.com/2018/09/24/in-wake-of-romaine-e-coli-scare-walmart-deploys-blockchain-to-track-leafy-greens abgerufen am 26.10.2019.

6https://www.ibm.com/de-de/blockchain/solutions/food-trust abgerufen am 29.11.2019.

7https://www.gartner.com/smarterwithgartner/the-cios-guide-to-blockchain/ abgerufen am 26.10.2019.