Whitepaper Blockchain in der Industrie

Whitepaper
BLOCKCHAIN:
DIE ZUKUNFT
DER INDUSTRIE
Sichere Prozesse. Intelligente Verträge.
Transparente Geschäftsbeziehungen.

INHALT
VORWORT 4
BLOCKCHAIN 6
Peer-to-Peer 7
Consensus 8
Hash-Verkettung 10
Blockchain im industriellen Einsatz 12
AUFBAU DER ANLAGE 16
ICS-SICHERHEIT FÜR DIE FERTIGUNGSANLAGE 18
Grundsätze 19
Zielsetzungen und Maẞnahmen 20
Organisation 20
Physische Zugänge sichern 22
Sicheres Design 22
Betrieb und Wartung 23
Umsetzung 24
FAZIT 24
Impressum:
Whitepaper-Publikation Juni 2018
T-Systems Multimedia Solutions GmbH
Riesaer Straße 5, 01129 Dresden
AUTOREN 25
Autoren:
Katja Tietze
Marian Neubert
Vorwort:
Prof. Dr. Frank Schönefeld
Organisation:
Projektleitung: Julia Kunert
Layout: Peter Brücker

VORWORT
Liebe Leserinnen, liebe Leser,
beginnen Sie einmal im Kreise Ihrer Kollegen oder auf einer Konferenz
eine Diskussion zum Thema Blockchain. Sie werden sicherlich
wie ich die extreme Bandbreite an Meinungen erfahren und insbesondere
Informatiker häufig mit einem Schulterzucken erleben.
Denn die Blockchain leidet gewissermaßen an ihrer Meinungsspannbreite.
An der Spitze der einen Seite stehen die Begeisterten.
Diejenigen, die meinen, mit der Blockchain die Welt aus den Angeln
heben zu können. Sie wollen damit Grenzen einreißen, ganz neue
Wege gehen. Für die Zweifler hingegen ist sie „nur“ eine verteilte
Datenbank-Technologie mit bekannten Consensus-Algorithmen.
Woher aber rührt diese anhaltende Bipolarität – bei einem bereits
mehrere Jahre bekannten Thema?
Die Befürworter jubeln, dass Drittinstanzen überflüssig werden.
Keine Broker, Mittelsmänner oder Vertrauensleute sind mehr notwendig.
Der „Man in the Middle“ wird dadurch auch in komplexen
technologischen Szenarien überflüssig. Skeptiker aber argumentieren,
dass sich hinter derlei Ideen noch allzu oft theoretische Wolkenschlösser
verbergen, die sowohl längst noch nicht ausgereift als
auch unsicher sind. Häufig ist es also schwierig, den betriebs- oder
volkswirtschaftlichen Anwendungsfall und die Technologie, also
mindestens zwei Disziplinen, übereinanderzubringen.
Für mich liegt in diesem „Übereinanderbringen“ aber der Schlüssel
zur Auflösung der Polarität.
Die Blockchain wird eine maßgebliche weitere Konstante in der
Digitalisierung werden, dessen bin ich mir sicher. Es ist also
wichtig, nicht nur ihre ökonomischen Chancen, sondern auch
die damit verbundenen technologischen Herausforderungen zu
erkennen. Bestenfalls gelingt dies durch Ausprobieren. Für mich
sind Unternehmen gut beraten, die unter überzeugenden Bedingungen
ein Blockchain-Pilotprojekt beginnen. Die sich Beispiele
von anderen anschauen. Und die versuchen, die theoretische Welt
der Blockchain auf ihre konkreten Geschäftsprozesse zu übertragen.
Und dann können Sie natürlich in der nächsten Diskussion mit
Fachkollegen Ihre Erfahrungen aus dem Pilotprojekt auf den Punkt
bringen.
Genau für diese Zielgruppe haben wir bei der T-Systems Multimedia
Solutions das Ihnen vorliegende Whitepaper verfasst. Wir werfen
darin sowohl einen Blick auf die technischen Grundlagen als auch
auf realökonomische Einsatzzwecke. Dies vor allem durch unseren
Demonstrator, der sich an den tatsächlichen Begebenheiten der Industrie
orientiert und Ihnen nützliche Einsatzzwecke aufzeigen soll.
Wir werden Ihnen aber auch diejenigen Stellschrauben klar benennen,
die es hinsichtlich ICS-Sicherheit (Industrial Control Systems)
im Kontext Blockchain unbedingt zu regulieren gilt.
Ich wünsche Ihnen eine nutzbringende Lektüre und viel Erfolg bei
Ihren Blockchain-Projekten.
Prof. Dr. Frank Schönefeld
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BLOCKCHAIN
BLOCKCHAIN
Die Blockchain erreicht im Business ihre produktive Phase – und zwar gewaltig. Behörden
in Dubai wollen nach Medienberichten bis 2020 sämtliche Handelstransaktionen über
Blockchain abwickeln. Damit möchte sich das Emirat Logistik- und Zollbürokratie ersparen.
In Indien plant das Industriekonglomerat Mahindra, damit das Management seiner Lieferketten
zu optimieren, Japans Autobauer Toyota hat offenbar Ähnliches vor. Darüber hinaus
will die Pharmaindustrie mit der Blockchain ihre klinischen Tests fehlersicher gestalten,
derart Gesundheitsbehörden Patientendaten und Genanalysen übermitteln, ohne dass sie korrumpierbar
sind. 1 Fazit: Nach Erhebungen des World Economic Forum werden bis 2025 bereits 10
Prozent des globalen Bruttoinlandsprodukts in Blockchain-Technologie gespeichert. 2
Sucht man aus technologischer Perspektive die Gründe für den Blockchain-Boom, so findet
man diese vor allem im Design der Blockchain, deren verteilter Ansatz neue Möglichkeiten
der Kooperation bietet. Und genau die technischen Möglichkeiten sind es in erster Linie, die
diese Innovation auch für die Industrie so interessant machen – wenn bestimmte Sicherheitskriterien
eingehalten werden (siehe Kapitel „ICS-Sicherheit für die Fertigungsanlage“).
1 http://www.manager-magazin.de/magazin/artikel/next-internet-blockchain-macht-sich-in-der-industriebreit-a-1154807.html
2 https://www.rolandberger.com/publications/publication_pdf/roland_berger_blockchain_final.pdf
PEER-TO-PEER
Der grundsätzliche Nutzen ist, dass Unternehmen damit Daten zwischen mehreren Partnern
ohne zentrale Vermittlungsstelle (Intermediär) speichern, verarbeiten und übermitteln können.
Dies beruht auf einem Peer-to-Peer-Prinzip (P2P), wobei jeder Knoten mit jedem anderen
verbunden werden kann. Vorteile: Es gibt keine Knoten, die mehr wissen als andere.
P2P bedeutet aber auch eine hoch redundante Speicherung für Fehlertoleranz. So kann der
Ausfall eines Knotens das Netzwerk nicht in seiner Funktion in Gänze beeinträchtigen (Single
Point of Failure) beziehungsweise dazu führen, dass Daten nicht mehr verfügbar sind. Außerdem
sind derartige Fehler oder böswillige Manipulation an einer Stelle nicht entscheidend
oder gegebenenfalls gar nicht möglich. Ein falsches Datum allein etwa kann nicht das ganze
System verfälschen. Genau deshalb wird die Blockchain auf jedem Knoten gespeichert.
Für den Unternehmensanwender hat diese Struktur gleich mehrere Vorteile:
••
Gebühren für Intermediäre entfallen
••
Abhängigkeiten entfallen. Etwa derart, dass ein Intermediär ausfällt und damit
das Netz lahmlegt oder dass ein Intermediär bestimmte Knoten bevorzugt
••
Unternehmen vernetzen sich mit jedem beliebigen anderen in der Blockchain,
ungeachtet seiner Größe oder seines Orts
••
Transparenz bezüglich des Datenstatus und der ausgeführten Aktionen
••
Lückenlose Prozessdokumentation entsteht
••
Manipulierbarkeit ist nahezu ausgeschlossen
••
Vertrauen zwischen den Partnern ist nicht notwendig
Struktur der Blockchain – dezentrale Architektur
Traditionelle Systeme
Mit zentraler Datenhaltung
Blockchain-Systeme
mit dezentraler Datenhaltung
Traditionelle Systeme sind zentralisiert und
benötigen Drittparteien oder Mittelsmänner zum
sicheren Austausch von Informationen.
Blockchain-Systeme verteilen Informationen
inhärent sicher und transparent im Netzwerk und
benötigen keinen Mittelsmann.
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