Transparente Automatisierung durch Smart Contracts

Blockchain- und Distributed-Ledger-Technologien (BC/DLT) oder kurz „Blockchains“ bieten die Möglichkeit, Informationen einerseits öffentlich, andererseits aber auch vertrauensvoll und schwer manipulierbar auszutauschen. Gleiches gilt für “Smart Contracts” – eine grundsätzlich positive Eigenschaft kann aber auch zum Problem werden, wenn es persönlichen Datenschutz oder Betriebsgeheimnisse betrifft.

von Prof. Dr.-Ing. Volker Skwarek, HAW Hamburg

Eine sehr attraktive Eigenschaft der Smart Contracts besteht darin, dass diese selbst genauso transparent gespeichert und ausgeführt werden, wie alle anderen Transaktionen auf einer Blockchain. Somit sind sie gleichermaßen schwer manipulierbar.”

Über den Begriff des Smart Contracts

Der Begriff „Smart Contract“ selbst wurde von dem amerikanischen Computerwissenschaftler Nick Szabo 1997 in einem ganz anderen Kontext seiner Publikation „The Idea of Smart Contracts“ geprägt. In dieser Publikation ging es darum, die Ausführung von Vertragsklauseln zu automatisieren, die die Liefer- und Leistungsbedingungen betreffen. Seiner Beobachtung nach entstehen hier Streitigkeiten über oft eindeutig algorithmisch nachvollziehbare Zusammenhänge. Wenn diese aber so einfach nachvollziehbar sind, müssten sie sich gleichermaßen einfach durch technische Systeme überwachen lassen. Hierzu müssten sie lediglich als Software-Code beschrieben und auf einem Computer ausgeführt werden, dem die Vollmacht erteilt wird, beim Eintreffen vordefinierter Rahmenbedingungen, Transaktionen auszulösen. Somit bestand hier das Ziel, Rechtstransaktionen zu automatisieren.

Dieser Gedanke wurde beim Entwurf der Blockchain Ethereum übernommen, da prinzipiell die Idee bestand, derart automatisierte Vertragsklauseln durch die oben beschriebene Transparenz und Manipulationsfreiheit noch sicherer zu gestalten. Aus dem Ansatz der Bitcoin-Blockchain als Vorgänger von Ethereum ergab sich zudem ein sehr starker Fokus auf Finanztransaktionen, woraus aus einem historischen Blickwinkel heraus die Übernahme des Begriffs „Smart Contract“ begründet wird: Finanztransaktionen sollte ein gewisser Rechtsbindungswillen unterstellt werden.

Da moderne BC/DLT aber eher den Ansatz einer allgemeinen Prozessautomatisierung verfolgen – es fällt in diesem Zusammenhang auch schon mal der Begriff „Weltcomputer“ – ergibt sich so eine eher allgemeine Sicht auf diese verteilte Software in Form von „Smart Contracts“. Damit ist dieser Begriff auch vielfach irreführend, da in vielen industriellen Automatisierungsschritten ein Rechtsbindungswille des einzelnen Schrittes in Frage zu stellen ist.

Auch wenn sich der Begriff „Smart Contract“ mittlerweile in dem BC/DLT-Kontext durchgesetzt hat, sollte dieser daher immer mit dem Fokus auf eine allgemeine Automatisierungssoftware und weniger mit einem expliziten vertraglichen Rechtsbindungswillen verstanden werden.”

Anwendungsbereiche von Smart Contracts

Gleichermaßen wie BC/DLT müssen auch Smart Contracts selbst auf sinnvolle Anwendungsbereiche hin untersucht werden. Es ist zu bedenken, dass neben den Chancen von Sicherheit- und Transparenz auch ein erheblicher Aufwand und deutliche Einschränkungen mit Smart Contracts verbunden sind: Der Code von Smart Contract muss zumindest in öffentlichen Blockchains wie beispielsweise Ethereum, EOS oder Corda es sind, in Form einer Transaktion unter allen Teilnehmern verteilt werden. Damit sind aber die maximale Menge und Größe von Smart Contracts deutlich limitiert, um die Kommunikationsbandbreite nicht zu stark zu beanspruchen. Zudem werden nach aktueller technologischer Realisierung von BC/DLT Smart Contracts durch dedizierte Netzwerkteilnehmer – nämlich den Minern – ausgeführt. Da deren Hauptaufgabe aber darin besteht, Transaktionen zu verifizieren und neue Blöcke zu bilden, müssen deren Ressourcen sorgsam genutzt werden, um das Netzwerk nicht durch die Ausführung von Smart Contracts sicherheitskritisch zu blockieren und am Bilden neuer Blöcke zu verhindern. Folglich müssen Smart Contracts auch schnell und unkompliziert ausführbar sein.

Autor Prof. Dr.-Ing. Volker Skwarek, HAW Hamburg

Prof. Dr.-Ing. Volker Skwarek ist Lei­ter der For­schungs­grup­pe DLT³Ham­burg und Pro­fes­sor an der HAW Ham­burg. Nach vie­len Jah­ren in Füh­rungs­po­si­tio­nen in der For­schung und Ent­wick­lung bei gro­ßen Au­to­mo­bil­un­ter­neh­men ist er seit 2014 als Pro­fes­sor für Tech­ni­sche In­for­ma­tik tä­tig. Sei­ne For­schungs­in­ter­es­sen kon­zen­trie­ren sich auf strom­spa­ren­de IoT-Sys­te­me und de­ren Da­ten­ab­si­che­rung durch Dis­tri­bu­ted Led­ger-Tech­no­lo­gi­en. Ne­ben all­ge­mei­nen For­schungs­the­men zu ge­ne­ri­schen Use Ca­se-Be­schrei­bun­gen für Block­chains und Dis­tri­bu­ted Led­gers, Soft­ware-Frame­works für rechts­ver­bind­li­che Smart Contracts und Be­schrei­bun­gen von Be­triebs­sys­tem­struk­tu­ren von Block­chains ar­bei­ten sein Team und er an prak­ti­schen An­wen­dun­gen für Block­chain-Sen­sor-Ver­bin­dun­gen im pro­fes­sio­nel­len In­dus­tri­e­um­feld.

Pro­fes­sor Skwarek ist dar­über hin­aus in der na­tio­na­len und in­ter­na­tio­na­len Stan­dar­di­sie­rung von Block­chain- und Dis­tri­bu­ted-Led­ger-Sys­te­men ak­tiv: Er ist als Con­ve­nor in der ISO TC 307 für die WG 3 “Smart Contracts” tätig.

Prof. Dr.-Ing. Volker Skwarek, HAW Hamburg sprach auf dem diesjährigen Bitkom Blockchain Business Summit. Weitere Informationen zum Summit 2018 (der auch im kommenden Jahr stattfinden wird), finden Sie hier: https://blockchain-business-summit.de/

Diese technischen Rahmenbedingungen erfordern eine sorgsame Abwägung darüber, welche Anwendungen sowohl den deutlich erhöhten Kommunikationsaufwand als auch die eingeschränkt mögliche Ausführungsdauer rechtfertigen, indem sie von den Blockchain-Eigenschaften wie Vertrauen, Transparenz und Sicherheit profitieren. In einer sehr aktuellen Veröffentlichung analysieren dabei Witt und Richter (Witt und S. Richter, „Ein problemzentrierter Blick auf Blockchain-Anwendungsfälle“, gehalten auf der Multikonferenz Wirtschaftsinformatik, Lüneburg, 2018, S. 1247–1258.) ca. 50 Geschäftsanwendungen von BC/DLT, die sie in folgende Gruppen einordnen: Bezahlung, individuelle Informationsverarbeitung mit Blockchain als Verzeichnis, Transaktionshistorie mit Zeitpunkt, Reihenfolge und Existenznachweis, Kommunikation, ereignisbasierte, automatisierte Transaktion, Transaktionsintermediär mit automatisierter Abwicklung und Schlichtung sowie Community Manager mit gemeinschaftlichen und algorithmisch überwachten Interaktionsregeln.

Viele dieser Anwendungen scheiden heute noch aus unterschiedlichen Aspekten wie rechtlichen Einschränkungen als wirtschaftliche Kernanwendung aus. Beispielsweise ist der Einsatz als Zahlungsmittel bisher eher in Frage zu stellen, da die Kurse derzeit noch immer deutlichen spekulativen Fluktuationen unterliegen und Bitcoin oder Ether auch keine offiziellen Währungseigenschaften zugesprochen werden. Dadurch ist ein Rücktausch in amtliche Währungen immer wieder erforderlich, weshalb im wirtschaftlichen Kontext weiterhin üblicherweise unmittelbar offizielle Zahlungsmittel eingesetzt werden. Gleichermaßen kritisch ist jegliche Form der Nutzdatenhaltung auf einer öffentlichen Blockchain zu bewerten. Hier ergeben sich gleich mehrere Aspekte: das unternehmerische Geheimhaltungsinteresse, datenschutzrechtliche Betrachtungen aufgrund der Unauslöschbarkeit von Daten sowie der hohe technische Aufwand, Daten einer Blockchain zu verteilen und zu speichern.

Unter Berücksichtigung dieser Überlegungen ergeben sich beispielsweise nachfolgend aufgeführte Anwendungsszenarien, die sich im Rahmen des unternehmerischen Interesses vorzugsweise auf privaten oder konsortialen, aber zumindest zugangsgeschützten Blockchains sinnvoll umsetzen lassen. Viele davon befinden sich schon in prototypischen Projekten zum Funktionsnachweis, einige sogar schon im praktischen Einsatz.

Prädestiniert sind Anwendungsfälle, in denen die schwer manipulierbare Registereigenschaft von BC/DLT genutzt wird: Bauteilelebensläufe, Warenflusskontrollen, Erfüllung von Dokumentationspflichten oder Lizenzmanagement.”

Sehr prominente Projekte stellen beispielsweise Tradelens als von IBM und Maersk entwickelte Plattform für die Abwicklung internationaler (Schiffs-)Frachten oder die Kooperation zwischen IBM und Walmart zur Transparenzerhöhung im Lebensmittelhandel dar. Hier werden deutlich die Eigenschaften zur Transparenzerhöhung und öffentlichen Nachverfolgbarkeit durch BC/DLT genutzt. Auf ähnlichen Eigenschaften basieren noch teils prototypische Projekte wie Sampl, in dem die Verwaltung von 3D-Druck-Lizenzen für industrielle Ersatzteile erprobt werden. Der Hauptaspekt dieser Projekte besteht in der nachvollziehbaren Dokumentation und Smart Contracts spielen eine beiläufige Rolle, indem durch sie lediglich einzelne Dokumentationsschritte automatisiert werden.

Eine deutlich ausgeprägtere Rolle spielen Smart Contracts beispielsweise in Anwendungen wie Fizzy, der automatisierten Flugausfallversicherung von Axa. Hier werden automatisch auf der Basis von öffentlichen Landedaten von Flugzeugen aufgetretene Verspätungen ermittelt und Versicherungssummen durch Smart Contracts (https://www.axa.com/en/newsroom/news/axa-goes-blockchain-with-fizzy) unmittelbar ausgeschüttet. Es sollen so beschleunigte Abwicklungen ohne die Notwendigkeit eines Rechtsstreits ermöglicht werden. Der Einsatzzweck von Blockchains ist hier aber tatsächlich fraglich, da diese Abwicklung auch durch ein unternehmenseigenes System erfolgen könnte und die Notwendigkeit von Öffentlichkeit und Verteilung überdacht werden muss. Insbesondere die Reduktion von Rechtsstreitigkeiten in zu hinterfragen, da eine eindeutige, öffentliche Basis von Flugdaten auch durch den Nutzer bei einem Widerspruch unmittelbar herangezogen werden könnte und eine korrekte Anspruchsabwicklung auch bei einer firmeninternen, nicht öffentlichen Automatisierung kaum anzuzweifeln wäre. Vielmehr handelt es sich bei Streitigkeiten um Grundsatzfragen wie beispielsweise welcher Zeitpunkt als Landezeitpunkt eines Flugzeugs herangezogen werden muss. – Ein Aspekt, der auch durch Smart Contracts nicht gelöst werden kann.

Eine weitere Initiative, die eine öffentliche BC/DLT-Plattform insbesondere für Supply-Chain-Prozesse einschließlich der Automatisierung durch Smart Contracts zur Verfügung stellt, ist Cobility. Als Besonderheit ist hier noch herauszuheben, dass auf dieser Plattform auch eine Art von App-Store zur Verfügung gestellt werden soll, mit der einheitliche Supply-Chain-Prozesse durch verschiedene Anwendungsvorlagen genutzt werden können. Durch die betreibenden Partner werden zudem auch Sensoranbindungen an die Blockchain ermöglicht, die die automatisierte Abwicklung weiter verbessert.

Grenzen von BC/DLT und Smart Contracts

Aus der Diskussion oben wird deutlich, dass die Anwendung von Blockchains und Smart Contracts für jeden Einzelfall beleuchtet werden muss. Vorteile der öffentlichen Nachvollziehbarkeit stehen Aspekte wie Datenschutz oder Geheimhaltungsinteressen entgegen. Sicherheit durch Verteilung widerspricht einer effizienten Ressourcennutzung von Kommunikationskanälen.

Die öffentliche Datenspeicherung auf Blockchains widerspricht dem erheblichen Ressourcenaufwand beim Verteilen der Daten, die lokale Speicherung von Daten wiederum widerspricht dem Transparenzgedanken.”

Smart Contracts selbst sind in Blockchains nicht echtzeitfähig – wobei echtzeitfähig hier nicht „schnell“, sondern „in einem garantierbaren Zeitraum ausführbar“ bedeutet. Das führt dazu, dass Smart Contracts in einem unwahrscheinlichen aber möglichen Extremfall auch nicht ausgeführt werden.

Hier entsteht ein insgesamt unlösbares Trilemma aus Sicherheit, Öffentlichkeit und Skalierbarkeit/Geschwindigkeit des Systems. Dies kann immer nur zu Lasten mindestens eines Parameters in eine andere Richtung optimiert werden.

In der Anwendung von Blockchains und Smart Contracts zur Automatisierung von kritischen Unternehmensprozessen sind hier also entsprechende Rahmenbedingungen zu schaffen, die einen sicheren und reibungslosen Betrieb ermöglichen.

Tracking und Tracing insbesondere im Supply-Chain-Management unter vielen Akteuren, die prinzipiell gleichberechtigt und auf Augenhöhe agieren, stellen BC/DLT eine gute Basis dar, um Datenzugang zu schaffen und Schnittstellen zu reduzieren. Hier müssen aber die berechtigten Interessen von Unternehmen und Endkunden auf Datenschutz, Verfügbarkeit und Geschwindigkeit gewahrt werden.

Fazit

Zusammenfassend ist also festzustellen, dass sich erste betriebswirtschaftliche Anwendungsfälle von BC/DLT ergeben, die in besonders geeigneten ökonomischen Feldern betrieben werden können. Smart Contracts unterstützen hier die transparente Automatisierung der Transaktionsabwicklung.

Die große Zahl unterschiedlichster BC/DLT-Projekte, die oft auch sehr medienwirksam gestartet werden, ist aber eher als ein Versuch eines Konzeptnachweises und weniger als Nachweis zu werten, dass sich BC/DLT flächendeckend und markttauglich durchgesetzt hätten.”aj

 
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