Blockchain-Anwendungen: Wie groß ist das Potenzial für den Mittelstand?

Mit Blockchain-Anwendungen der Konkurrenz immer einen Schritt voraus.

Die Blockchain ist eine der wesentlichen Zukunftstechnologien. Was bedeutet das für den Mittelstand? Können KMUs von Blockchain-Anwendungen profitieren? Dieser Beitrag erklärt, wie die Blockchain funktioniert, welche Anwendungen es in verschiedenen Branchen gibt und welche speziellen Vorteile Mittelständlern bei einem Einsatz winken.

Blockchain-Anwendungen sind en vogue – was bringt die Technologie dem Mittelstand?

Die Blockchain ist spätestens seit dem Hype um die Kryptowährung Bitcoin ein Massenthema. Der Kurs der Kryptowährung hat Einzug in die Kursdatentabellen der großen Finanzzeitungen gefunden. Über Bitcoin berichten Nachrichtensender, Zeitungen etc. Diskutiert wird nicht weniger als die Ablöse klassischer Währungen durch Kryptowährungen wie Bitcoin. Dieses Szenario hat spätestens seit der Libra Kündigung durch Facebook neue Nahrung erfahren.

Die Blockchain kann dabei weitaus mehr als nur eine Währung herstellen und ein Bezahlsystem betreiben. Blockchain-Anwendungen könnten in Zukunft in zahlreichen Branchen zum Einsatz kommen. Befürworter erhoffen sich eine höhere Produktivität, mehr Datensicherheit und einen wesentlichen Baustein auf dem Weg zur Industrie 4.0.

Studie: Zwei von drei KMUs interessieren sich nicht für die Blockchain

Im Mittelstand ist die Blockchain jedoch noch nicht angekommen. Eine Umfrage des Eco-Verbands zufolge beschäftigen sich fast zwei Drittel der Entscheider aus mittelständischen Unternehmen nicht mit der Blockchain. Lediglich 3 % der befragten Unternehmen greifen bereits auf eine Blockchain-Anwendung zurück. Für die Umfrage wurden mehr als 250 Entscheider befragt.

Die Gründe für die Abstinenz des Mittelstands bei diesem Zukunftsthema sind vielfältig. Bislang gibt es auch nicht genügend konkrete, niedrigschwellige Anwendungen. Viele Unternehmen fürchten hohe Investitionskosten und Rechtsunsicherheiten. Auch technische Unsicherheiten bremsen die Entwicklung aus. Zu diesen Unsicherheiten zählt die Vielzahl der Blockchain Konzepte.

So funktionieren Blockchain-Anwendungen

Was ist eigentlich eine Blockchain? Eine ganz einheitliche Definition gibt es nicht. Häufig wird die Blockchain als elektronisches Register für digitale Datensätze bezeichnet. Kennzeichnend für die Blockchain ist, dass sie auf einem verteilten Rechnernetz basiert. Einträge in der Blockchain werden in Blöcken gruppiert. Die Blöcke werden aneinandergereiht (es handelt sich bildlich gesprochen um eine Blockkette). Die Blöcke sind miteinander verknüpft. In jedem Block finden sich Daten über alle Geschehnisse im Netzwerk, die seit der Erstellung des vorangegangenen Blocks angefallen sind.

Prominentes Beispiel dafür ist der Bitcoin. In einem Block werden alle durchgeführten Transaktionen verzeichnet. Bei einer Transaktion wird ein bestimmter Bitcoin Betrag von einer Adresse an eine andere gesendet. Um einen Betrag zu senden, muss der Absender sich authentifizieren. Dies erfolgt im Fall von Bitcoin durch einen privaten Schlüssel. Wer diesen kennt, kann auf die Bitcoinbestände, die einer Adresse zugeordnet sind, zugreifen.

Da Transaktionen in der Blockchain aufgezeichnet werden und die Blöcke miteinander verknüpft sind, kann ein Bitcoin nicht zweimal ausgegeben werden. Die Blockchain funktioniert hier wie ein dezentrales Kassensystem. Eine Blockchain benötigt Rechenleistung. Im Fall von Bitcoin wird diese durch sogenannte Miner bereitgestellt. Diese verarbeiten Transaktionen. Die Miner haben im Gegenzug die Chance, Bitcoins zu schürfen. Über das Netzwerk werden für jeden neu angehängten Block neue Bitcoins generiert. Die Zahl der generierten Bitcoins nimmt im Zeitverlauf ab.

Gelingt es einem Miner, einen Block an die Kette anzuhängen, erhält er die neu entstandenen Bitcoins. Außerdem werden Miner für bearbeitete Transaktionen vergütet. Um einen Block an die Kette anzuhängen, muss ein kryptographisches Problem gelöst werden. Diese Problemlösung erfolgt durch die Bereitstellung von Rechenleistung. Durch dieses Prinzip ist gewährleistet, dass dem Netzwerk stets genügend Rechenleistung zur Verfügung steht. Sinkt die verfügbare Rechenleistung, steigen die Verdienstmöglichkeiten der Miner.

Nutzung der Blockchain-Anwendungen

Für das Anhängen der Blöcke verwendet die Blockchain-Technologie einen Konsensmechanismus. Dies soll gewährleisten, dass nur korrekte Datensätze eingefügt werden und eine Manipulation nicht möglich ist.

Diese Funktionen und Merkmale sind typisch für die Blockchain:

    • Ressourcen wie Rechenleistung werden durch Netzwerkteilnehmer bereitgestellt
    • Es gibt keine zentrale Instanz
    • Die Blockchain verwendet kryptographische Systeme
    • Es gibt einen Konsensmechanismus für das Anhängen von Blöcken

Welche Vorteile bietet eine Blockchain gegenüber klassischen Netzwerken? Anhänger von Bitcoin sehen einen großen Vorteil in der dezentralen Gestaltung des Netzwerks. So wird argumentiert, dass keine Instanz in der Lage sei, Einfluss auf die Kryptowährung zu nehmen. So sei es auch für Staaten und Zentralbanken nicht möglich, die Kryptowährung durch Inflationierung zu entwerten. Die Menge der existierenden Bitcoins steigt im Zeitverlauf degressiv an und erreicht irgendwann einen fixen Höchstwert.

Ein weiteres Argument ist die Sicherheit der Blockchaintechnologie. So ist es nach Ansicht von Befürwortern nicht möglich, einen endgültig an die Blockchain angehängten Block nachträglich zu verändern. Bitcoin ist nicht die einzige prominente Blockchain. Auch Ethereum ist mittlerweile sehr bekannt. Im Ethereum Netzwerk ist der Einsatz sogenannter Smart Contracts möglich. Das Prinzip: Eine Aktion löst automatisch eine andere Aktion aus. So könnte zum Beispiel ein Zahlungseingang automatisch den Versand des Dokuments auslösen.

In einer Blockchain können digitale und analoge Objekte registriert werden. Diesen Objekten können Informationen zugeordnet werden. In Zukunft könnten zum Beispiel Grundbucheinträge auf der Blockchain registriert werden. Bei Diamantenhändlern ist es möglich, Informationen zu Diamanten über eine Blockchain abzurufen. Dadurch können Diamantenhändler zum Beispiel nachprüfen, ob der auftretende Inhaber eines Gegenstands tatsächlich der rechtmäßige Besitzer ist. Dies soll den Handel mit „Blutdiamanten“ einschränken. Die Blockchain kommt bereits heute in verschiedenen Branchen zum Einsatz. In den nächsten Abschnitten werden einige beispielhafte Blockchain-Anwendungen vorgestellt.

Blockchain-Technologie in der Praxis

Blockchain-Anwendungen spielen überall dort eine Rolle, wo es um Dokumentation und Kommunikation geht. Beispiele dafür sind die Lebensmittelindustrie, die Automobilwirtschaft, Bank- und Versicherungsunternehmen, der Groß- und Einzelhandel sowie der Energiesektor.

Lieferkettenmanagement in der Lebensmittelindustrie

Wissen, wo Lebensmittel herkommen: Blockchain-Anwendungen machen dies möglich. Die Blockchain kann dazu eingesetzt werden, Lebensmittel rückverfolgbar zu machen. In diesem Bereich sind bereits verschiedene Startups aktiv. Auch Großunternehmen wie IBM, Siemens oder SAP forschen an Einsatzmöglichkeiten.

Im Kern wird die Blockchain-Technologie mit der Datenerhebung durch Sensoren und andere Messgeräte kombiniert. Ein Beispiel: Ein Großhändler bestellt Fleisch bei einem Lieferanten. Er will seinen Kunden ermöglichen, die Herkunft der Produkte nachzuvollziehen. Nun beginnt eine Blockchain-basierte Lieferkette. Der Fleischproduzent versendet die Ware an den Großhändler. Beim Versand der Ware werden verschiedene Sensoren in den Fahrzeugen eingesetzt. Diese messen die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit und teilen den Standort mit. Die Sensoren melden ihre Daten durchgängig an die Blockchain. Dadurch ist es keiner Partei möglich, Daten nachträglich zu verändern.

Die ständige Übermittlung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit ermöglicht es, bei drohenden Unterbrechungen der Kühlketten schnell einzugreifen. Damit nicht genug: Großhändler und Fleischlieferant könnten ein Vertrag abschließen. In diesem wird festgelegt, dass eine Zahlung automatisch ausgelöst wird, wenn das Fleisch einen festgelegten Standort (das Gelände des Großhändlers) erreicht und die Kühlkette dabei zu keinem Zeitpunkt unterbrochen wurde. Beide Tatbestände werden automatisch an die Blockchain übermittelt. Sind die Voraussetzungen erfüllt, wird über die Blockchain automatisch die Zahlung an den Produzenten ausgelöst.

Hier werden die Vorteile der Datenintegrität der Blockchain (Messergebnisse können nicht rückwirkend verändert werden) mit den Effizienzgewinnen durch Smart Contracts kombiniert.

Automobilindustrie

Auch in der Automobilindustrie spielen Blockchain Anwendungen eine wachsende Rolle. Vor allem in Kombination mit dem Internet der Dinge (IoT) ergeben sich vielversprechende Ansätze. Laut der Studie „Branchenkompass Automotive 2019“ von Sopra Steria Consulting nutzen bereits 7 % der Tier-1 Zulieferer und Hersteller Blockchain-Anwendungen.

Von besonderer Bedeutung sind dabei Anwendungen im Bereich der Produktion. Automobilhersteller können ihre Effizienz erhöhen, wenn die Kommunikation zwischen Menschen, Maschinen und Fahrzeugen durch die Blockchain vereinfacht wird. Durch Smart Contracts kann die Produktion auf das KANBAN-Prinzip umgestellt werden. Dieses Prinzip wird auch als Zielfertigung bezeichnet. Software beschafft auf eine Bestellung hin die benötigten Materialien und Ressourcen. In Zukunft werden maßgeschneiderte Fertigungen ab Losgröße 1 zu Kosten der Massenfertigung möglich sein.

Künftig könnte jedes einzelne Bauteil eines Fahrzeugs mit einem Sensor ausgestattet sein. Dadurch könnten Manipulationen an Fahrzeugen minimiert werden. Ein Beispiel: Die Sensoren in einem Fahrzeug sind so eingestellt, dass sie „grünes Licht“ nur für den Fall geben, dass auch alle anderen Teile des Fahrzeugs in unmittelbarer Nähe sind. Wird nun ein Teil des Fahrzeugs unerlaubt ausgebaut und in einem anderen Fahrzeug wiederverwendet, funktioniert das Teil im neuen Fahrzeug nicht –  und auch das alte Fahrzeug fährt nicht mehr.

Banken und Versicherungen

Durch die bekannteste Anwendung Bitcoin ist die Blockchain-Technologie gewissermaßen im Finanzsystem geboren worden. Sowohl Banken als auch Versicherungsunternehmen dürften die Technologie in Zukunft verstärkt nutzen. Verschiedene Großbanken wickeln grenzüberschreitende Zahlungen bereits über das Ripple System ab. Zentralbanken erörtern die Einführung von sogenannten Central Bank Digital Currencies (CBDCs).

Tatsächlich könnte die Blockchain-Technologie sehr bald flächendeckend im Zahlungsverkehr eingesetzt werden. Im besten Fall können dadurch die Kosten vor allem grenzüberschreitender Zahlungen deutlich verringert werden.

Auch eine Beschleunigung von Zahlungen ist möglich. Ein weiteres Einsatzgebiet betrifft den Immobiliensektor. Die Daten aus Grundbüchern und Liegenschaftsverzeichnissen könnten künftig auf Blockchains übertragen werden. Dadurch könnten Grundstücksübertragungen sehr viel schneller und kostengünstiger (zum Beispiel ohne Notarkosten) erfolgen. Prinzipiell lässt sich jeder Vermögensgegenstand auf die Blockchain übertragen. Dies könnte in Zukunft klassische Börsen überflüssig machen. Durch die Tokenisierung von Wertgegenständen wird es darüber hinaus möglich sein, sehr kleine Anteile an Immobilien, Kunstgegenständen etc. zu kaufen und zu handeln.

Im Versicherungssektor sind zahlreiche Anwendungen von Smart Contracts denkbar. Ein prominentes Beispiel dafür sind Flugausfallversicherungen. Die Versicherungen bezahlen, wenn ein gebuchter Flug ausfällt oder mehr als eine bestimmte Zeit zu spät startet. Die Information darüber, ob dies der Fall ist, wird durch objektive Quellen bereitgestellt. Eine solche Versicherung könnte deshalb vollständig auf Smart Contracts basieren. Wird über die Blockchain mitgeteilt, dass der Versicherungsfall eingetreten ist, erhalten Versicherungsnehmer automatisch eine Zahlung. Die Abwicklung von Entschädigungsfällen wird aus Sicht des Versicherungssektors dadurch erheblich günstiger werden.

Retail

Im Handel sind (abgesehen von Fragen rund um die Lieferkette) verschiedene weitere Blockchain-Anwendungen denkbar. Dies betrifft zum Beispiel Maßnahmen gegen Produktpiraterie. Großunternehmen können schon heute Datenbanken betreiben, die die Rückverfolgung eines Produkts zulassen. Blockchainlösungen könnten dies künftig auch kleinen Herstellern ermöglichen.

Zahlreiche Händler betreiben Bonusprogramme. Diese sind recht teuer: Es müssen immer wieder neue Partner geworben werden, bei denen Punkte eingetauscht werden können. Auch hier sind Blockchainlösungen denkbar.

Energiesektor

Im Energiesektor spielen Blockchain-Anwendungen schon heute eine wesentliche Rolle. Einer Umfrage der Energieagentur Dena und der privaten Hochschule ESMT Berlin zufolge experimentiert bereits die Hälfte der Unternehmen in dem Bereich mit der Blockchain oder plant solche Experimente. Zwei Einsatzfelder stehen dabei im Mittelpunkt: Prozessoptimierung und Plattformorganisation.

Bei der Plattformorganisation geht es zum Beispiel darum, direkten Stromhandel zwischen Betreibern von Photovoltaikanlagen und Stromverbrauchern zu ermöglichen. Ein sehr greifbares Beispiel sind Smartmeter. Diese lesen den Stromverbrauch automatisch ab und übertragen die Daten an den Versorger. Dies macht das jährliche Ablesen überflüssig.

Vorteile der Blockchain-Anwendungen für KMUs

Blockchain-Anwendungen können KMUs verschiedene Vorteile bieten. Bis ein Unternehmen die Blockchain nutzen kann, müssen jedoch verschiedene Hürden genommen werden. Im ersten Schritt gilt es zu klären, ob die Technologie wirklich Vorteile gegenüber anderen, neuen Technologien bietet. Auch konventionelle Datenbanken können die Effizienz erhöhen. Blockchain Anwendungen bieten häufig dort Vorteile, wo verschiedene Parteien den Austausch von Daten oder irgendeiner Art von Transaktionen gut nachvollziehen und verifizieren können müssen.

Eine weitere wichtige Entscheidung betrifft die Art der Blockchain. Es gibt mehr als nur eine Blockchain-Technologie. Die Technologien unterscheiden sich zum Beispiel bei der Skalierbarkeit und der Geschwindigkeit. Es gibt private Blockchains und konsortiale Blockchains. Sehr häufig dürften KMUs nicht über genug internes Know-how verfügen. Mittlerweile gibt es jedoch diverse Dienstleister, die bei der Implementierung eines Blockchain-Projekts unterstützen.

Hat sich ein KMU für eine bestimmte Blockchain-Anwendung entschieden, müssen die Kosten abgewogen werden. Blockchain-Anwendungen sind entgegen mancherlei Vorstellungen nicht gänzlich kostenlos. Ein gutes Beispiel dafür ist die Bitcoin Blockchain. Hier fällt bei jeder Transaktion eine Gebühr an. Die Kosten lassen sich möglicherweise nicht genau kalkulieren. Dies liegt daran, dass die Transaktionskosten dynamisch durch das Netzwerk festgelegt werden. Die Kosten steigen dann, wenn viele Transaktionen verarbeitet werden müssen.

Sind statische Kosten wichtig, ist deshalb häufig eine private Blockchain besser. Dann jedoch müssen Unternehmen die gesamte Infrastruktur selbst stellen. Die Kosten entfallen dann im Wesentlichen auf Hardware und Energieversorgung. Es gibt mittlerweile längst eine Vielzahl an Auslagerungsmöglichkeiten. Das Stichwort: Blockchain-as-a -Service.

Vertraulichkeit, Sicherheit und Transparenz

Einmal implementiert, kann die Blockchain jedoch verschiedene Vorteile bieten. Diese betreffen zum Beispiel die Vertraulichkeit der Datenübertragung. Die Einführung von Blockchain-Anwendungen macht Maßnahmen in der IT Sicherheit keinesfalls überflüssig. Der Datenaustausch innerhalb der Blockchain gilt zwar als sehr sicher, allerdings werden Unternehmen in der Praxis verschiedene Programme und Endgeräte mit der Blockchain verknüpfen. Dann werden Daten auch außerhalb der Blockchain aufbewahrt. Das Risiko für Datendiebstahl und Verlust besteht somit unverändert fort. Unternehmen können bei Blockchain-Anwendungen deswegen nicht auf Antivirenprogramme, Authentifizierungssysteme etc. verzichten.

Die Blockchain-Technologie gilt aufgrund der eingesetzten Kryptographie als sehr sicher. Wie immer in der Informationstechnologie gilt jedoch, dass sich mit dem Sicherheitsniveau auch das Niveau potentieller Angreifer weiterentwickelt. In Zukunft könnte es möglich sein, kryptografische Systeme zu hacken. Ein Beispiel dafür sind Quantencomputer, die es in 10-15 Jahren möglicherweise geben wird. Während Bitcoin ein weitgehend von der realen Welt abgekoppeltes System ist, müssen Unternehmen Informationen aus der realen Welt auf die Blockchain übertragen. Dies erfolgt zum Beispiel durch Sensoren. Die Übertragung von solchen Daten in die Blockchain muss diversen Ansprüchen genügen. Daten müssen authentisch und vollständig übertragen werden.

Blockchain-Anwendungen erfordern hohen Digitalisierungsgrad

Als Beispiel sei noch einmal die Flugausfallversicherung erwähnt. Diese zahlt automatisch, wenn ein Flug mit Verspätung gestartet ist. Die potenzielle Angriffsstelle ist die Übertragung der Abflugdaten an die Blockchain. Wird bei einem pünktlich gestarteten Flug eine versicherungsrelevante Verspätung an die Blockchain gemeldet, zahlen Smart Contracts automatisch die Versicherungssumme aus. Die Blockchain kann damit nur ein Teil eines Digitalisierungsprozesses sein. KMUs benötigen eine Vielzahl von Sensoren bereits auf relativ frühen Stufen der Wertschöpfungskette. Dies setzt einen hohen Digitalisierungsgrad voraus. Die Blockchain steht somit weniger am Anfang, sondern eher am Ende eines Digitalisierungsprozesses.

Gelingt die Implementierung, lassen sich jedoch große Vorteile realisieren. Werden Daten verschiedener Akteure auf die Blockchain übertragen, können alle an einem Produktionsprozess beteiligten Parteien sich auf die Integrität der Daten verlassen. Dies erhöht die Transparenz. Jeder Teilnehmer kann zu jedem Zeitpunkt nachvollziehen, welcher Akteur wann welche Daten gemeldet hat. Ein nachträgliches verändern gemeldeter Daten ist nicht möglich.

Effiziente Zusammenarbeit

Blockchain-Anwendungen können die Zusammenarbeit über mehrere Stufen der Wertschöpfungskette hinweg effizienter gestalten. Die Effizienz kann zusätzlich erhöht werden, wenn Künstliche Intelligenz der Übertragung von Daten auf die Blockchain vorgeschaltet wird. So könnten KI Systeme von Sensoren erkennen, wenn Daten unplausibel sind und die Übertragung verhindern.

KMUs müssen digital aufrüsten für Blockchain-Anwendungen

Blockchain-Anwendungen eignen sich für eine Vielzahl von Aufgabenstellungen in unterschiedlichen Branchen. Die größte Stärke der Blockchain besteht darin, dass verschiedene Parteien auf absolut integre Daten zugreifen können. So ist es zum Beispiel möglich, Temperatur und Luftfeuchtigkeit einer Nahrungsmittellieferung durchgängig zu messen, die Daten automatisch auf die Blockchain zu übertragen und Bezahlvorgänge von Resultaten (Ankunft der Lieferung ohne Unterbrechung der Kühlkette) abhängig zu machen. Auch für mittelständische Unternehmen können sich Blockchainlösungen eignen. Die Blockchain steht jedoch typischerweise nicht am Anfang, sondern am Ende eines Digitalisierungsprozesses. Die effiziente Nutzung der Blockchain setzt einen hohen Digitalisierungsgrad auch in frühen Stufen der Wertschöpfung voraus.

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