Über Blockchain allgemein und die Azure Out-Of-The-Box Lösung der Ethereum Blockchain

Lorenz GoebelInnovation, Sunato-Press

Blockchain

Blockchain – die Technologie die Bitcoins möglich macht

Crypto Währungen – Bitcoin, Ethereum , IOTA … diese Begriffe scheinen die neuen Trendwörter in der heutigen Zeit zu sein. Doch welche Gemeinsamkeit steckt dahinter?
Eine vereinfachte Antwort vorab: Am Anfang steht zunächst immer eine Blockchain bzw. Blockchain-ähnliche Technologie.

Was ist die Blockchain?

Als Blockchain wird eine Datenbank bezeichnet, die sich auf vielen Rechnern verteilt und somit keine zentrale Verwaltung mehr benötigt. Möglich machen das sogenannte Nodes. Diese besitzen einen dezentralen Aufbau und ein integriertes Belohnungssystem.
Gebildet wird die Blockchain aus Blöcken. Die Blöcke enthalten unter anderem Transaktionen. Eine Transaktion enthält z.B. eine Ziel- und Herkunfts-Adresse sowie eine Anzahl an Bitcoins, Ethereum etc. .

Ein Beispiel:

Quelle: https://de.bitcoin.it/wiki/Transaktion

(Quelle: https://de.bitcoin.it/wiki/Transaktion)

Bei der Blockchain werden Hashes der verschiedenen Elemente gebildet und in die jeweiligen Transaktionen oder Blöcke geschrieben. Der Ursprung der Kette ist der Genesis-Block und leitet das Verfahren ein: Dazu wird zunächst ein Hash des vorhergehenden Blocks gebildet und in den zu verarbeitenden Block eingefügt. Daraufhin wird ein Hash der Transaktion gebildet und dieser ebenfalls in den gerade zu verarbeitenden Block geschrieben.
Dieser Prozess wiederholt sich unentwegt, da die Kette auf jede Transaktion erneut reagiert.

(Hash-Bildung des Blocks, Hash Bildung der Transaktionen, Anhängen des Blocks an die Chain, usw.; Quelle: Wikipedia)

Vorstellen können Sie sich das als „Transaktionsbuch“, wo in jeder Transaktion alle Informationen der vorherigen Transaktion stehen.

Das System garantiert also die Integrität der Daten ohne zentralen Server, der eben diese überprüft.

Vorteile der Blockchain

Welche Vorteile ergeben sich aus der Einbindung von Blockchain und welche Prozesse sind hiervon betroffen?

  • Mittelsmänner können umgangen werden,
  • Daten und Prozessintegrität wird sichergestellt (rückwirkende Unveränderbarkeit der Transaktionen),
  • Kosten werden durch dezentralen Aufbau reduziert.

Nach sorgfältiger Überprüfung kann entschieden werden, ob und in welchem Maße die Blockchain-Technologie eingesetzt werden kann. Insbesondere in den Bereichen Supply-Management und in der Finanzbranche ergeben sich ideale Möglichkeiten.

Consortium Ethereum Network – Microsoft Azure

Microsoft stellt in Azure eine out-of-the-box Lösung der Ethereum Blockchain bereit. Mit diesem Tool lässt sich das Ethereum Netzwerk innerhalb kurzer Zeit nachstellen.

Um zu starten, müssen Sie sich lediglich in Azure anmelden und dann auf Neu -> Blockchain -> Ethereum Consortium Blockchain klicken.

Daraufhin erstellt Azure mehrere virtuelle Maschinen, auf denen das Ethereum Netzwerk nachgebildet wird. Hierbei handelt sich jedoch um eine Kopie des Netzwerks.

Nachdem Sie festgelegt haben, wie viele virtuelle Maschinen Sie für Ihre Ethereum Blockchain erstellen wollen (Testaufbau für Firmennetzwerke möglich), wird Azure die Konfigurationsarbeit der Hardware übernehmen. Im Anschluss erstellt und konfiguriert die Plattform alle benötigten Nodes. Abschließend können die DApps (Decentralized Applications) in die EtherChain gepublished werden.

Vorteile in Logistik Unternehmen

Die private Blockchain ist bereits nach ca. 30 Minuten voll einsatzfähig – zum Beispiel in einer Lieferkette. Logistik-Unternehmen sind auch deshalb einer der idealen Einsatzorte für die neue Technologie. Die Vorteile im Überblick:

  • Umgehung von Intermediären
    • Beschleunigen des Prozesses
    • Kosteneinsparung
  • Daten und Prozessintegrität
    • rückwirkende Unveränderbarkeit
  • dezentrales Netzwerk
    • „Trustless Networking“

Dezentrale Applikationen – ERC20 Token

Ein Beispiel für die Anwendung einer DApp (decentralized application) ist die Verfolgung von Nahrungsmitteln vom Produktions- bzw. Anbauort zum Kunden.

Aus Anwendersicht: ein Code von der Verpackung wird auf ein Interface eingeben. Daraufhin kann genau nachverfolgt werden woher das Produkt stammt.

Auf dieser Abbildung ist ein sogenanntes Utility Token auf ERC-20 Basis zu sehen, welcher das Tracken von Bestellungen in einem dezentralen Netzwerk ermöglicht. Die Besonderheit ist die dynamische Funktionalität, denn jeder kann einen sogenannten smart-contract schreiben und ein entsprechendes Token erstellen. Ein Potenzial besteht auch für private Netzwerke, hier kann den Mitgliedern des Netzwerkes die Möglichkeit gegeben werden eigenständig Funktionen zu erweitern.

Quelle :
https://sourcery-client.herokuapp.com/
https://github.com/ethanbennett/sourcery

Blockchain & Business Intelligence:
http://composer-playground.mybluemix.net/editor

Backend-Revolution

Nach konventionellem Verfahren kommunizieren mehrere Systeme über eine zentrale Datenbank miteinander. Bei der Blockchain-Integration läuft die Kommunikation dahingegen über ein dezentrales System auf Ethereum Basis. Die Infrastruktur- und Entwicklungskosten sind somit deutlich geringer als die des konventionellen Verfahrens.

Auch der Logistiker könnte hier seinen Geschäftsprozess abbilden und auf einige Infrastruktur verzichten – vom Bestellvorgang bis zur Lieferung könnte man den Prozess in der Blockchain abbilden.

Der End-User würde von der Backend-Revolution nichts merken. Er könnte wie gewohnt seine Waren in den Einkaufswagen legen, die dann dezentral in der Blockchain gespeichert werden würden. Die gesamte Kette hätte somit Zugriff auf die Daten.

So könnte der Logistikanbieter die App der Fahrer an die Blockchain binden und beim Scannen der Ware gleich deren GPS Position übermitteln. Der Kunde hätte so die Möglichkeit, über ein Interface abzufragen, wo sich sein Paket aktuell befindet.

Eine Rechteverteilung wäre auch hier durchführbar: Nur der Fahrer (oder Empfänger), dessen „Adresse“ mit dem Paket verknüpft wurde, könnte Daten in die Blockchain schreiben oder Daten abfragen, die zum entsprechenden Paket gehören.

So könnte man zum Beispiel auch eine Beschwerdemöglichkeit der Kunden über die Blockchain realisieren.

Die beschriebene Applikation könnte dann von Logistikern und Frachtdienstleistern weltweit benutzt werden – durch den dezentralen Aufbau wäre das kein Problem.

Probleme bei der konventionellen Konstellation

In der herkömmlichen Client – Server – Konstellation kommunizieren mehrere Parteien wie Logistiker, Frachtführer und Finanzdienstleister. Alle Mitglieder dieses Prozesses müssen auf die Integrität der Daten vertrauen: macht ein Teil der Kette einen Fehler und ein Mitarbeiter schreibt eine falsche Anzahl in die Bestellung, so wird das übermittelt an die entsprechenden Parteien und der Fehler zieht sich durch. Fehler werden häufig erst vom Kunden oder End-Glied der Kette erkannt, was zu Unzufriedenheit auf Seiten der Kunden und Mehraufwand für die Dienstleister führt.

Fehlerminimierung durch erhöhten Vertrauenslevel

Mit der Blockchain können diese Fehler nicht entstehen, da die Kette sich selbst beschreibt. Ist ein Fehler in der Kette, zum Beispiel eine falsche Anzahl an Produkten in einer Transaktion, so wird die Kette den Block als falsch ermitteln und korrigieren.

Ein Bespiel zur Veranschaulichung:

Ein LKW wird in Griechenland mit Kiwis beladen. In der Bestellung stehen zwei Tonnen Kiwis, der Bestellvorgang läuft dezentral über die Blockchain, auf einem beliebigen Webinterface, das der Hersteller zur Verfügung stellt.

Beim Aufladen wird jedoch nur eine Tonne Kiwis auf den LKW geladen, die Ware wird gescannt und der Mitarbeiter bestätigt das Beenden des Aufladens. Anschließend überprüft das Netzwerk die Bestellung anhand der Transaktionsdaten.

Bei der Prüfung durch das Netzwerk stellt der Großteil der Netzwerkknoten fest, dass die Bestellung eigentlich zwei Tonnen Kiwis enthalten sollte. Dementsprechend wird der Block nicht akzeptiert. Der scannende Mitarbeiter erhält sofort eine Benachrichtigung, dass hier eine Tonne Kiwis fehlt.

In einer konventionellen Umgebung wäre es wesentlich umständlicher, die selbe Effektivität zu erhalten. Es würden dutzende Systeme benötigt, um dann schließlich das zu erreichen, was die Blockchain out-of-the-box beherrscht. Einfacher ist es, sich auf die Integrität der Blockchain zu verlassen.

Milliarden Einsparungen in der Wirtschaft

Spezialisten gehen von Milliarden Euro Einsparungen durch den Einsatz der Blockchain in den nächsten Jahren aus.
Dies geht hervor aus sinkenden Ressourcenkosten und Prozesseinsparungen: Link.

Eine Integration der Blockchain in Businessprozesse wird sich in den nächsten Jahren vermehrt zum Standard entwickeln vielleicht auch bei Ihnen? Wir von Sunato helfen Ihnen gerne bei der Integration!
Stefan Schmid, Developer Sunato München GmbH Hamburg

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