Position
Industrielle Potenziale der Blockchain
Bundesverband der Deutschen Industrie e.V.
Stand: August 2019
Inhaltsverzeichnis Einleitung ................................................................................................... 3 1.
Was ist eine Blockchain?..................................................................... 4
2.
Relevanz der Blockchain für die Industrie ............................................ 4
3.
Industrielle Anwendungsfelder für die Blockchain ................................ 5
4.
Technologische Herausforderungen der Blockchain für die Industrie .. 5
5.
Handlungsempfehlungen..................................................................... 6
6.
Anhang: Beispiele für industrielle Blockchain-Anwendungsfelder ........ 7
Über den BDI ............................................................................................. 9 Impressum ................................................................................................. 9
Einleitung Die Blockchain ist eine verhältnismäßig junge Technologie. Dementsprechend findet derzeit in Deutschland und insbesondere in Berlin eine breite Erprobung statt und erste Anwendungen werden von der Wirtschaft in neue Technologien und Geschäftsmodelle umgesetzt. Im Unterschied zu anderen Digitaltechnologien – wie beispielweise die Künstliche Intelligenz (KI) – wird die technologische Weiterentwicklung der Blockchain weniger stark von der Wissenschaft, als vielmehr aus der Entwickler- und Gründerszene und von Startups vorangetrieben. Die Potenziale und Herausforderungen der Blockchain sind derzeit nicht vollständig einschätzbar. Zugleich ist aber eine strategische und politische Begleitung besonders im frühen Stadium der Technologie wichtig, damit die richtigen politischen Rahmenbedingungen gesetzt werden. Es geht darum, die Wettbewerbs- und Innovationsfähigkeit der deutschen Wirtschaft zu stärken und die technologische Souveränität in diesem Bereich zu sichern. Darüber hinaus ist es aber auch wichtig, industrielle und gesellschaftliche Chancen, aber auch Herausforderungen der Blockchain zu adressieren. Der BDI hat sich darüber hinaus mit der gesammelten Expertise aus den BDIAusschüssen für Digitale Wirtschaft, Telekommunikation und Medien (DWTM-Ausschuss) und dem BDI/BDA-Ausschuss für Forschung-, Innovations- und Technologiepolitik (FIT-Auschuss) sowie den dazugehörigen Arbeitskreisen im März 2019 an der Online-Konsultation der Bundesregierung zur Blockchain-Strategie beteiligt. Das Ergebnis floss auch in die vorliegende Stellungnahme ein.1
Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. Mitgliedsverband BUSINESSEUROPE Hausanschrift Breite Straße 29 10178 Berlin Postanschrift 11053 Berlin Ansprechpartner Christian Rudelt
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Quelle: Online-Konsultation zur Erarbeitung der Blockchain-Strategie der Bundesregierung, S. 1 und 3, abrufbar unter: https://www.blockchain-strategie.de/BC/Redaktion/DE/Downloads/online-konsultation-zur-erarbeitung-der-blockchain-strategie.pdf?__blob=publicationFile&v=3
T: +493020281572 F: +493020282572 Internet www.bdi.eu E-Mail C.Rudelt@bdi.eu
1. Was ist eine Blockchain? Die Blockchain (BC, oder auch als Distributed Ledger Technologie (DLT) bezeichnet) ist ein dezentrales Datenregister, in der einzelne Datenblöcke (Blocks) jeweils mehrere Transaktionen aufzeichnen. Sie ist ein sicheres Logbuch in Form eines digitalen Kontoauszugs für alle Transaktionen zwischen Computern. Jede Veränderung oder Transaktion wird chronologisch und transparent erfasst sowie auf vielen Rechnern gespeichert und miteineinander verkettet – deswegen der Name „block chain“. Jeder Block enthält eine Prüfsumme des vorhergehenden Blocks. Trotz der Verschlüsselung der Informationen (Kryptografie) ermöglichen die Datenblöcke die Nachvollziehbarkeit aller Transaktionen. Die Informationen sind daher nicht (oder nur mit ungeheurem Aufwand) manipulierbar und eindeutig verifiziert. Entscheidend für BC ist, dass die Richtigkeit einer Information nicht mehr durch eine zentrale Instanz verifiziert werden muss, sondern durch einen unter den Teilnehmern transparenten Konsensmechanismus bestätigt wird. Die Vorteile der BlockchainTechnologie liegen somit im Verfahren der dezentralen und transparenten Speicherung, sowie in der kryptologischen Sicherung der Informationen. Die Blockchain-Technologie geht auf eine bisher unbekannt gebliebene Autorengruppe mit dem Pseudonym Satoshi Nakamoto zurück, die 2008 ein Forschungspapier mit der technologischen Grundidee zur Blockchain veröffentlichte. Die Kryptowährung Bitcoin ging 2009 als erster Anwendungsfall online und begründet bis heute die erste öffentliche Blockchain. Es gibt heute nicht nur die „eine“ Blockchain, sondern eine Vielzahl unterschiedlicher Ausprägungen von Blockchains, deren Elemente bausteinartig zusammengesetzt werden können. Elemente zur Unterscheidung sind beispielsweise öffentliche oder private Blockchains, unterschiedliche Teilnahmerechte, z.B. unterschiedliche Lese- und Schreibrechte pro Block, aber auch der Grad an Transparenz der in der Blockchain gespeicherten Information.
2. Relevanz der Blockchain für die Industrie Die Blockchain bietet Transparenz und Vertrauen und kann dadurch unternehmensübergreifende Zusammenarbeit abbilden. Sie trägt dazu bei, dass Netzwerke zwischen Unternehmen, Geschäftsprozessen und Geschäftsobjekten entstehen. Richtig ausgestaltet ist BC eine Schlüsseltechnologie, die die Vision von verbesserten Prozessen, gesteigerter Effizienz und digitalem Vertrauen umsetzt und so einen wichtigen Beitrag für einen globalen und integrierten digitalen Binnenmarkt schafft. Die Blockchain stellt eine Ergänzung und ggf. sogar Alternative zur heutigen digitalen Plattform-Ökonomie dar. Wenn heute beispielsweise das Geschäftsmodell darin liegt, zentrale Plattformen bzw. Intermediäre wie beispielsweise Facebook, Uber und Amazon zu benutzen, dann können sich zukünftig die Akteure direkt über dezentrale Plattformen bzw. Netzwerke wie die BC verbinden. Dadurch werden die Marktmacht bzw. das Monopol der zentralen Plattform angegriffen bzw. reduziert.
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3. Industrielle Anwendungsfelder für die Blockchain Wichtig ist hier die Unterscheidung von offenen BC basierten Ökosystemen („Public Chains“) und der Verwendung von BC zum Betrieb geschlossener, wenig verteilter Systeme für alte und neue Intermediäre („Private Chains“). Letztere lassen einen großen Teil der Potenziale von BC ungenutzt, schaffen Raum für marktdominierende Intermediäre und bieten keine signifikanten Fortschritte bei Transparenz und Nachvollziehbarkeit beispielsweise einer nachhaltigen globalen Produktion von Gütern. Die Potenziale von offenen BC basierten Ökosystemen umfassen unter anderem z.B. BC basierte alternative Währungssysteme (speziell auch an Leitwährungen gebundene „Stable coins“ wie z.B. der „Digitale Euro“), Repräsentationen materieller und nicht materieller Güter („Tokenized assets“, z.B. CO2-Emissionen, Energie) sowie BC basierten Verträgen („Smart contracts“). Das Ermöglichen einer rechtssicheren Verwendbarkeit offener, globaler, stabiler, BC basierter Ökosysteme stellt eine zentrale Chance für die wirtschaftliche Entwicklung der deutschen Industrie dar. Dabei sollte für Blockchain und andere Distributed Ledger eine technologische Souveränität in der EU erreicht werden; d.h. keine Abhängigkeit von außerhalb der EU kontrollierten Softwarelösungen, Plattformen und Services bestehen. Gleiche, transparente Kriterien für alle Anbieter sollen den globalen Marktzugang ermöglichen. Um unberechtigte politische Einflussnahme durch Drittstaaten zu verhindern, müssen EU-weit einheitliche (Sicherheits-) Standards mit Überprüfungsverfahren entwickelt werden. Weiterhin sollten die Anwendungsfelder Lieferkette / Logistik bzw. Internet of Things (IoT) um den Bereich der industriellen Wertschöpfung erweitert werden. Wertschöpfung kann zwar als ein Teilbereich der Lieferkette und Logistik aufgefasst werden, diese sind aber meist enger definiert. In diesem Zusammenhang sind die Begriffe des Industrial Internet of Things (IIoT) und Industrie 4.0 von wesentlicher Bedeutung. Diese Begriffe werden jedoch nur teilweise im Anwendungsfeld IoT aufgegriffen. Industrielle Wertschöpfung ist jedoch von wesentlicher Bedeutung für den Wirtschaftsstandort Deutschland und sollte dementsprechend Berücksichtigung finden. Drei weitere Beispiele für BC-Technologie finden sich im Anhang.
4. Technologische Herausforderungen der Blockchain für die Industrie An den Blockchain-Implementierungen und ihren Funktionalitäten wird derzeit immer noch sehr dynamisch gearbeitet. Eine Lösung, welche auf Blockchain-Technologie implementiert wird, diese Funktionalität aber nicht wirklich benötigt, wird am Markt nicht lange bestehen, da der dezentrale Charakter mit den Abstimmungsprozessen aufwändiger ist als bei einer zentralen Lösung. Heutige Blockchain-Systeme eignen sich beispielsweise nur bedingt für Prozesse mit harten Echtzeitanforderungen, da im Allgemeinen keine Garantie bezüglich Ausführungsgeschwindigkeit von Transaktionen gegeben werden kann. Es ist nicht sichergestellt, dass alle anstehenden Transaktionen innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne prozessiert werden. Es existieren Blockchain-interne Beschränkungen wie maximale Blockgrößen oder Transaktionszahlen, die innerhalb eines MiningIntervalls verarbeitet werden. Zudem steigt die Wahrscheinlichkeit der Echtheit
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einer Transaktion, je mehr Blöcke an diese angehängt und somit je länger Blockchain betrieben wurde. Mit dem Beginn der Initiative „Plattform Industrie 4.0“ durch Bundeskanzlerin Merkel im Jahr 2013 sind in Deutschland zahlreiche Experimentierfelder (sogenannte „Testbeds“) zu diversen Themenbereichen der „vierten industriellen Revolution (Industrie 4.0)“ entstanden. Reale Unternehmensbedingungen, Freiräume und innovationsfreundliche Infrastruktur ermöglichen Unternehmen eine konstante Spezifikation und Evaluation von digitalen Prozessen und Produkten. Die positiven Erfahrungen aus den Labs Networks Industrie 4.0 und des digitalen Testfelds Autobahn verdeutlichen, dass die Förderung von Experimentierfeldern ausgeweitet werden sollte.
5. Handlungsempfehlungen 1.) Deutschland und Europa brauchen einen rechtssicheren Rahmen für Blockchain-Anwendungen. Die Rolle von Datenschutzmechanismen wie beispielsweise der DSGVO und deren Auswirkungen auf die BC muss klar analysiert werden. Die Compliance mit Verpflichtungen, die sich mit der Einhaltung der DSGVO ergeben, wie z.B. konkrete Datenschutzbestimmungen (z.B. das Recht auf Löschung von Daten), darf nicht die Potenziale bzw. die Anwendungsmöglichkeiten der BC-Technologie beeinträchtigen. Allerdings sollte die DSGVO nicht nur als Hemmschuh, sondern auch als Chance für einen sicheren und ausreichenden Datenschutz für BC-Anwender gesehen werden. Das hohe Datenschutzniveau in Europa könnte auch als Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen Regionen der Welt mit geringerem Datenschutzniveau, wie z.B. China, gesehen werden. Beispiele für weitere relevante Rechtsfragen wären das Verbraucherschutzrecht oder das Haftungsrecht; dort insbesondere mit Bezug auf die öffentliche Blockchain. 2.) Die Regulierung muss technologieneutral sein. Derzeit wird in vielen öffentlich-rechtlichen Ausschreibungen nicht technologieneutral ausgeschrieben. Eine technologieneutrale Ausschreibung fördert Angebot und technologische Innovationen um die BC-Technologie. Dies betrifft sowohl die Blockchain, als auch andere Technologien. Der Staat sollte nur die Anforderungen und Ziele vorgeben; die Technologie sollte von den Unternehmen kommen. 3.) Innovationen und neue Technologien im Bereich Blockchain sollten durch Reallabore und gezielter Pilotprojekte der öffentlichen Hand unterstützt werden. Reallabore nutzen rechtliche Gestaltungsspielräume – wie etwa Experimentierklauseln – um Innovationen mit Real- und Produktivdaten auch im produktiven Betrieb für eine begrenzte Zeit zu erproben, um dadurch für etwaige regulatorische Erfordernisse für neue Technologien zu lernen. Vor diesem Hintergrund begrüßt der BDI ausdrücklich die im Dezember 2018 verabschiedete Reallabore-Strategie des BMWi. Darüber hinaus wäre es zu begrüßen, wenn der Staat erste eigene Anwendungsfelder für BC-Technologie bei staatlichen Aufgaben identifiziert, z.B. im Bereich sichere Herkunftsnachweise für bestimmte Güter. Dies könnte bevorzugt in Form von Pilotprojekten erfolgen. 4.) Ein passendes Ökosystem für Blockchain schaffen. Nicht nur Startups und Unternehmen betreiben und nutzen BC, sondern auch die Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen. Dabei sollte im Sinne der www.bdi.eu
Schaffung eines Ökosystems ein branchenübergreifender Ansatz verfolgt werden. Einige Unternehmen investieren schon maßgeblich in Forschung und Entwicklung und betriebsbereite Lösungen wie z.B. TradeLens oder IBM Foodtrust. Diese Lösungen haben bereits einen hohen Reifegrad für die industrielle Anwendung und wurden im kollaborativen Ansatz (z.B. im Verbund mit Startups, Mittelstand und großen Unternehmen) und Open Source entwickelt.2 Bei der Schaffung eines förderlichen BC-Ökosystems kommt es auf alle Unternehmen und Wissenschaftseinrichtungen jeglicher Größe darauf an. Beim Entwurf entsprechender Förderszenarien sollte dies nicht außer Acht gelassen werden.
6. Anhang: Beispiele für industrielle Blockchain-Anwendungsfelder Kryptowährungen sind das bekannteste Beispiel für die ersten Anwendungen, die auf BC-Technologien basieren. 2009 wurde mit Bitcoin die erste Kryptowährung öffentlich gehandelt. Die BC-Technologie wird dabei für kryptographisch abgesicherte Protokolle und dezentrale Datenhaltung eingesetzt und soll einen digitalen Zahlungsverkehr ohne Zentralinstanzen wie etwa Banken ermöglichen. Stand heute sind 2146 Kryptowährungen auf der Webseite Coinmarketcap.com mit einer Gesamtmarktkapitalisierung von ca. 186 Mrd. US-Dollar gelistet.3 Automatisierung der Fertigungsprozesse
Der Bereich der industriellen Fertigung und Automatisierung – wie beispielsweise die Wandlungsfähige Fabrik (WFF) – eignet sich gut für die Integration von Blockchain-Technologien. In diesem Szenario geht man von modular aufgebauten Fertigungskomponenten innerhalb einer Fabrik oder Fertigungsstraße aus, die sich produktabhängig schnell und unkompliziert umkonfigurieren lassen. Um derart unterschiedliche Aufgaben auszuführen, sind Identitätsmanagemenfunktionen für Fertigungssysteme ein wichtiges Systemelement. Das Identitätsmanagement kann mittels Blockchain-Technologie ohne zentrale Intermediäre bereitgestellt und nachverfolgt werden. Auf diese Weise wird einerseits einer Korrumpierung der Komponenten durch Angreifer von außen und fehlerhafter Zusammenstellung durch Mitarbeiter von innen vorgebeugt. 4 Energieversorgung/Mikrogrids: Strom aus der Nachbarschaft
Die Initiative Transactive Grid ist ein Joint Venture der beiden Unternehmen LO3 Energy und Consensus Systems. Transactive Grid kombiniert Mikronetzwerke an Erneuerbaren-Energien-Anlagen mit Blockchain-Technologie. Ziel ist es, einen lokalen Markt für erneuerbare Energien zu schaffen, in dem beispielsweise Nachbarn voneinander den produzierten Solarstrom ohne örtliche Energieversorgungsunternehmen als Zwischenhändler kaufen können. Das System nutzt die BC-Technologie zur Echtzeit-Messung lokaler Energieproduktion und – verbrauch und macht die Energieherkunft transparent und nachweisbar. Ebenso ermöglicht die BC-
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vgl. beispielsweise https://www.hyperledger.org/members, https://entethalliance.org/ oder https://www.r3.com/, aufgerufen am 3.5.2019 3 vgl. https://coinmarketcap.com/, aufgerufen am 3.5.2019 4 ZVEI-Studie „ Automation und Digitalisierung“, S. 21, abgerufen am 15.5. unter: https://www.zvei.org/fileadmin/user_upload/Presse_und_Medien/Publikationen/2019/Februar/Blockchain-Studie/Blockchainstudie_14.02.19.pdf www.bdi.eu
Technologie dabei den dezentralen Kauf und Verkauf der Energieguthaben (auch mit Bitcoin), was die Kosten solcher Transaktionen drastisch reduziert.5 Lieferketten/Transportbereich
Gerade Deutschland als Export-Weltmeister mit sehr vielen international tätigen Unternehmen ist auf gut funktionierende und transparente Lieferketten und logistische Abläufe angewiesen. Die BC-Technologie kommt hierbei beispielsweise bei der Echtheitsüberprüfung von Ersatzteilen, der Lieferketten-Überwachung, wie z.B. dem intermodalen und papierlosen weltweiten Containerverkehr mit TradeLens (auf BC-Technologie basierende Plattform aufgebaut von der dänischen Reederei Maersk und IBM) zum Einsatz.6
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vgl. https://lo3energy.com/, aufgerufen am 3.5.2019 vgl. https://www.tradelens.com/, aufgerufen am 3.5.2019
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Über den BDI Der BDI transportiert die Interessen der deutschen Industrie an die politisch Verantwortlichen. Damit unterstützt er die Unternehmen im globalen Wettbewerb. Er verfügt über ein weit verzweigtes Netzwerk in Deutschland und Europa, auf allen wichtigen Märkten und in internationalen Organisationen. Der BDI sorgt für die politische Flankierung internationaler Markterschließung. Und er bietet Informationen und wirtschaftspolitische Beratung für alle industrierelevanten Themen. Der BDI ist die Spitzenorganisation der deutschen Industrie und der industrienahen Dienstleister. Er spricht für 36 Branchenverbände und mehr als 100.000 Unternehmen mit rund 8 Mio. Beschäftigten. Die Mitgliedschaft ist freiwillig. 15 Landesvertretungen vertreten die Interessen der Wirtschaft auf regionaler Ebene.
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