Um das verteilte Web 3.0 Wirklichkeit werden zu lassen, müssen alle Blockchain-Netzwerke in der Lage sein, miteinander zu interagieren. Hier spielt die Interoperabilität eine entscheidende Rolle.
Die Bitcoin-Blockchain wurde im Jahr 2009 ins Leben gerufen. Seitdem sind viele andere Blockchains mit eigenen Protokollen und Ökosystemen entstanden. Im Jahr 2019 gibt es rund 9.150 aktive Blockchain-Projekte im GitHub-Repository. Jedes dieser Projekte hat sein eigenes Protokoll und wird mit einer bestimmten Programmiersprache implementiert.
Im Jahr 2018 befragte PwC 600 Führungskräfte aus 15 verschiedenen Regionen zum Status von Blockchain-Projekten in ihren Unternehmen. Die Ergebnisse zeigten Folgendes: 84 % haben sich aktiv mit Blockchain beschäftigt, 30 % sehen China als aufstrebenden Blockchain-Führer, und 28 % sagen, dass die Interoperabilität der Systeme der Schlüssel zum Erfolg ist.
Was ist Blockchain-Interoperabilität und warum ist sie notwendig?
Aufgrund der reibungslosen und sicheren Datenübertragung sind Gesundheitsdienstleister und Branchenexperten oft der Meinung, dass Blockchain im Gesundheitswesen die beste Lösung für die Speicherung und Verwaltung sensibler Daten ist. Ganz so einfach ist es jedoch nicht.
Das Nichtvorhandensein von Standards in der Blockchain mag den Entwicklern Freiheit geben, dürfte aber auch den IT-Abteilungen Kopfzerbrechen bereiten, wenn Blockchains nicht interoperabel sind und nicht miteinander kommunizieren können. Interoperabilität bedeutet hier die Möglichkeit, Werte über alle Blockchain-Netzwerke hinweg frei zu teilen, ohne dass Vermittler erforderlich sind. In einem interoperablen Ökosystem können Sie mit Nutzern aus anderen Blockchain-Netzwerken interagieren, ohne dass Sie Ressourcen für die Übersetzung aufwenden oder Ausfallzeiten in Kauf nehmen müssen. Sie können Informationen von anderen Mitgliedern erhalten, das, was sie gesendet haben, verarbeiten und entsprechend reagieren.
Die größte Herausforderung für die Interoperabilität ist die Existenz vieler Blockchain-Netzwerke, die sich in Parametern wie Konsensmodellen, Transaktionsschemata und Smart-Contract-Funktionen unterscheiden.
Um Interoperabilitätsprobleme zu bekämpfen, sind mehrere Standardisierungsbemühungen im Gange.
Eine Möglichkeit besteht darin, bestehende Standards in neuen Blockchain-Anwendungen zu verwenden. So übernehmen beispielsweise IBM und Microsoft die von GS1 entwickelten Datenstandards, um die Interoperabilität in ihrer Dapp-Entwicklung für die Lieferkette zu gewährleisten.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Blockchain-Standards von Grund auf zu entwickeln. So hat beispielsweise die Enterprise Ethereum Alliance eine Standardversion der Ethereum-Blockchain für Unternehmen entwickelt.
Die Bemühungen um die Interoperabilität von Blockchains lassen sich in zwei Gruppen unterteilen: offene Protokolle und Multi-Chain-Frameworks.
- Offene Protokolle: Standardisierte Protokolle, die es Blockchains ermöglichen, miteinander zu kommunizieren, ohne dass Vermittler oder Vertrauensprozesse erforderlich sind. Das bekannteste offene Protokoll ist der Atomic Swap.
- Multi-Chain-Frameworks: Blockchains können sich in ein Framework einfügen, um Teil des standardisierten Ökosystems zu werden und Daten und Werte untereinander zu übertragen. Multi-Chain-Frameworks sind komplizierter als offene Protokolle. Sie werden oft als das "Internet der Blockchains" bezeichnet.
Die Interoperabilität der Blockchain bringt folgende Vorteile mit sich:
- Freier Informationsaustausch zwischen den beteiligten Blockchains
- Einfachere Ausführung von Smart Contracts über Blockchains hinweg
- Teilung von Blockchain-Lösungen und Zusammenarbeit bei der Weiterentwicklung für Unternehmen
- Die Möglichkeit für IT-Mitarbeiter, ein tiefes Wissen über einige wenige prominente Blockchain-Standards zu entwickeln, anstatt ein Grundwissen über viele Protokolle zu haben
- Gelegenheit zur Entwicklung von Partnerschaften innerhalb des Blockchain-Ökosystems
Die wichtigsten Projekte zur Interoperabilität der Blockchain
Aufgrund der Bedeutung der Interoperabilität von Blockchains gibt es derzeit mehrere Initiativen, die kettenübergreifende Plattformen entwickeln. Im Folgenden werden einige der bemerkenswertesten Projekte vorgestellt.
Cosmos
Cosmos ist derzeit einer der größten Namen unter den Blockchain-Interoperabilitätsinitiativen. Es läuft auf dem Tendermint Byzantine-Fehlertoleranzprotokoll, das von Ethan Buchman für seine MS Thesis entwickelt wurde. Unabhängige Blockchains, die als Zonen bezeichnet werden, sind an das Cosmos-Netzwerk angeschlossen. Die Zonen sind alle mit dem Cosmos-Hub verbunden und können miteinander interagieren.
Neue Zonen können sich dank des standardisierten Protokolls an das Netzwerk anschließen und Werte austauschen. Ein Unterscheidungsmerkmal von Cosmos ist, dass die Zonen die Freiheit haben, ihren Konsensmechanismus beizubehalten.
Polkadot
Die Idee zu Polkadot wird Gavin Wood, einem der Gründer von Ethereum, zugeschrieben. Polkadot zeichnet sich dadurch aus, dass es nicht nur Transaktionen, sondern auch den Austausch von Daten ermöglicht.
Das Polkadot-Ökosystem enthält Parachains (einzelne Blockchains, die Teil der Polkadot-Umgebung wurden) und eine Relay-Chain, die ein zentrales Verbindungsglied zwischen den Parachains ist. Jede Parachain kann unterschiedliche Eigenschaften haben und ihre Transaktionen über das Ökosystem verteilen. Alle Ketten, die Teil des Polkadot-Ökosystems werden, müssen ihren Konsensmechanismus dem Mechanismus von Polkadot überlassen, haben aber die Freiheit, die Struktur und Funktion ihrer Blockchain zu entwickeln.
Aion
Aion wurde von Nuco entwickelt, einem kanadischen Unternehmen, das sich auf Blockchain-Lösungen für Unternehmen spezialisiert hat. Dieses Unternehmen hat Verbindungen zur Regierung und zu großen Unternehmen in Kanada. Das könnte sich als nützlich erweisen, da es bei der Interoperabilität um Standards geht. Aion ist der Konkurrenz sehr ähnlich, da es den Austausch von Werten zwischen verschiedenen Blockchains ermöglicht und damit den Vermittler überflüssig macht. Aion zeichnet sich jedoch dadurch aus, dass es auf die Integration von KI in sein Konsensmodell hinarbeitet.
Die meisten Systeme haben mit den Beschränkungen der Blockchain zu kämpfen, die es nicht erlauben, große Datenmengen aufzunehmen. Aion löst dieses Problem durch den Einsatz einer leistungsstarken virtuellen Maschine und einer skalierbaren Datenbank.
Ark
Es handelt sich um eines der ehrgeizigsten Projekte im Bereich der Blockchain-Interoperabilität mit einer großen Gemeinschaft von Unterstützern. Ark zielt darauf ab, eine Blockchain-Interoperabilitätslösung zu schaffen, die skalierbar und anpassungsfähig ist. Daher automatisiert Ark die Erstellung neuer Blockchains innerhalb des Ökosystems. So können die Nutzer innerhalb von Minuten neue Blockchains erstellen.
Ark bietet integrierte Unterstützung für zahlreiche Programmiersprachen wie Java, Swift, Python und Ruby. Dies macht Ark für Menschen zugänglich, die es vorziehen, mit bestimmten Sprachen zu arbeiten.
Wie sich die Blockchain auf die Lieferkette auswirkt
Die Lieferkettenbranche ist zersplittert, und jede Partei verfolgt ihren eigenen Ansatz. Mit Blockchain verbindet sich die Hoffnung, einen einheitlichen Standard zu schaffen und die Interoperabilität und Kommunikation zwischen den verschiedenen Parteien der Lieferkette zu erleichtern. Da die Kunden alles über die von ihnen gekauften Produkte wissen wollen, bietet die Blockchain eine einzigartige Quelle für legitime Daten, die in den verschiedenen Phasen der Lieferkette gesammelt werden.
Neben der Bereitstellung einer Fülle von Daten für die Kunden hilft die Blockchain den Teilnehmern der Lieferkette, effizienter zusammenzuarbeiten. Nach der Einführung von Blockchain konnte Walmart beispielsweise die Zeit, die für die Nachverfolgung seiner Mangolieferungen benötigt wurde, von einer Arbeitswoche auf wenige Sekunden reduzieren.
Blockchain ist am effektivsten, wenn sie in Zusammenarbeit mit dem IoT eingesetzt wird.
Lieferketten über Branchen und Länder hinweg werden durch Blockchain-Technologien neu konzipiert, verbessert und gestört. Wir haben jetzt sicherere und effizientere Möglichkeiten, mit Geschäftspartnern in Verbindung zu treten und jede Art von Vermögenswerten zu verfolgen und auszutauschen. Die Fähigkeit, Blockchain-Technologien einzusetzen, um die nächste Generation digitaler Lieferkettennetze und -plattformen zu schaffen, wird ein Schlüsselelement für den Geschäftserfolg sein
Es gibt mehrere Blockchain-Plattformen, die speziell entwickelt wurden, um eine intelligente Lieferkette zu ermöglichen. Ein Beispiel ist die TraceChain von Deloitte. Diese Blockchain-basierte Plattform bietet die Möglichkeit, Informationen über Fertigwaren und Materialien zu speichern und zu verfolgen. Diese Informationen sind unveränderlich und können nicht von Unbefugten geändert werden. Außerdem bietet TraceChain umfassende Einblicke in den Produktionsprozess in Echtzeit.
Allerdings wird Blockchain nicht die Antwort auf alle Herausforderungen der Lieferkette sein. Lieferketten können schlechte Produktinformationen und veraltete Geschäftsprozesse beinhalten. Wenn jemand anfangs über die Herkunft bestimmter Zutaten lügt oder ungenaue Informationen in die Blockchain eingibt, wird dieser Fehler in der gesamten Blockchain fortbestehen. Es ist das klassische "Garbage in, garbage out"
Modebranche: Authentizität von Luxusgütern
Die Globalisierung hat Auswirkungen auf den Handel. Heutzutage werden die Rohstoffe für Luxusgüter an einem beliebigen Ort der Welt gewonnen, an einem anderen Ort zusammengesetzt und in einer der großen Städte verkauft. Die Globalisierung kann jedoch zu unethischen Praktiken und ausbeuterischen Arbeitsbedingungen führen. Da die Kunden immer mehr über die Herkunft ihrer Waren wissen wollen, suchen die Unternehmen nach Möglichkeiten, so viele Informationen wie möglich über ihre Produkte bereitzustellen. Hier kommt Blockchain zur Hilfe.
Eine solche Blockchain-Plattform wurde vom Luxusgüterhersteller LVMH in Zusammenarbeit mit Microsoft entwickelt. Mit Hilfe dieser Plattform können Kunden auf eine Vielzahl von Informationen über ihre Luxusprodukte zugreifen, wie z. B. die Herkunft der Komponenten, die Garantie, Pflegehinweise und andere relevante Details. Außerdem wird es möglich sein, Produkte bis hin zum Gebrauchtmarkt zu verfolgen.
Ein weiteres Beispiel für eine solche Zusammenarbeit ist die Luxusmarke Alyx, die sich mit dem deutschen Blockchain-Entwickler Lota zusammengetan hat, um ihren Kunden transparentere Informationen über ihre Lieferkette zu bieten. Die Kunden können QR-Codes scannen und erhalten Zugang zu einer Fülle von Informationen über jedes Produkt, vom ersten Stich bis zum Verkauf.
Matthew Williams, Creative Director bei Alyx, sprach über diese Blockchain-Initiative:
Wir gehen noch einen Schritt weiter: Wir werden die erste Marke sein, die diesen Monat in Kopenhagen die Blockchain-Technologie einführt. Wir arbeiten an einem Blockchain-Prototyp, der den Weg vom Rohmaterial bis zum fertigen Kleidungsstück zeigt. Bei unserer Marke geht es um Evolution, nicht um Revolution, also arbeiten wir daran, die Dinge, die wir tun, besser zu machen.
Automobilindustrie: Einkaufsplattformen
Einkaufsplattformen erleichtern die Interaktion und den Werttransfer zwischen allen Beteiligten innerhalb der Lieferkette der Automobilindustrie. Alle Teilnehmer können Informationen über gelieferte Rohstoffe einsehen, sie kaufen und ihre eigenen verkaufen. Solche Plattformen arbeiten mit intelligenten Verträgen.
Smarte Verträge halten Informationen über Angebot und Nachfrage auf dem Markt vor, generieren Anfragen von Käufern, ermöglichen es Lieferanten, ihre Gebote abzugeben, und erlauben es, bei Bedarf neue Informationen hinzuzufügen. So ist es beispielsweise möglich, einen Anbieter zu bestrafen, wenn er seinen vertraglichen Verpflichtungen nicht nachkommt.
Blockchain-gestützter Autopass
Aufgrund der eingeschränkten Möglichkeiten, unter die Motorhaube zu schauen oder ihre zukünftige Leistung zum Zeitpunkt des Kaufs vorherzusagen, sind Autos angesichts ihres hohen Geldwerts ein besonders heikles Geschäft. Dies gilt sowohl für Neuwagen als auch für Gebrauchtwagen.
Um das Problem des Vertrauens zu lösen, gab es mehrere Versuche, einen auf Blockchain basierenden Fahrzeugpass zu entwickeln. Volkswagen hat an einem Hackfest teilgenommen, bei dem die Teilnehmer ein Konzept und einen Prototyp eines Fahrzeugpasses entwickelt haben, der wartungsbezogene Daten aus verschiedenen Quellen zusammenführt und dem Kunden die Möglichkeit gibt, beim Kauf mehr Vertrauen zu haben. Dieser Pass enthält vertrauenswürdige Aufzeichnungen über Fahrzeuginspektion, Kraftstoffverbrauch, Kilometerstand, frühere Schäden und Reparaturen. Die Kunden müssen nur die Fahrzeug-ID in die Webanwendung eingeben, um auf all diese Informationen zuzugreifen.
Ein ähnlicher Versuch wurde von Renault unternommen. Zum Zeitpunkt der Abfassung dieses Artikels war jedoch noch keine Serienreife erreicht.
Können wir in absehbarer Zeit mit universeller Blockchain-Interoperabilität rechnen?
Eine universelle interoperable Plattform wäre eine hervorragende Lösung für Blockchain-Interoperabilitätsprobleme, und viele bestehende Produkte streben diesen Status an. Allerdings kann noch niemand sagen, ob dies jemals der Fall sein wird. Letztlich konkurrieren all diese Plattformen miteinander.
Einige argumentieren, dass das, was als "Interoperabilität" bezeichnet wird, lediglich eine Integration ausgewählter Plattformen ist. Christopher Ferris, Co-Leiter des Hyperledger Fabric-Projekts und Mitglied des Governing Board des Blockchain-Projekts der Linux Foundation, berichtet, dass eine echte universelle Interoperabilität in absehbarer Zeit kaum zu erreichen sein wird:
Echte Interoperabilität zwischen den Plattformen ... würde voraussetzen, dass man eine einzige API/ein einziges Protokoll für alle entwickelt und alle Plattformen dazu bringt, diese konsequent zu übernehmen. Selbst wenn uns das gelänge, würde es Jahre dauern.
Abschluss
Die Tatsache, dass Blockchains isoliert funktionieren, macht es für Unternehmen schwierig, in vollem Umfang von der Blockchain-Technologie zu profitieren. Dies hat mehrere Versuche ausgelöst, unabhängige interoperable Lösungen zu entwickeln, die bestehende Blockchains miteinander verbinden.
Interoperabilität bringt viele Vorteile mit sich. Sie ermöglicht den Austausch von Daten und Werten zwischen verschiedenen Teilnehmern und erleichtert die Ausführung von standardisierten Smart Contracts. Außerdem können Organisationen bei der Entwicklung von Blockchain-Lösungen zusammenarbeiten und Partnerschaften innerhalb eines einzigen Blockchain-Ökosystems bilden.
Um zu verstehen, ob Sie Blockchain brauchen, und um sich auf Interoperabilitätsprobleme vorzubereiten:
- Entscheiden Sie, ob Ihr Unternehmen das braucht, was Blockchain zu bieten hat: Datenstabilität und -integrität ohne zwischengeschaltete Stellen im Prozess. Zum jetzigen Zeitpunkt kann Blockchain jedoch den Datenschutz beeinträchtigen und die Verarbeitungszeit von Transaktionen verlangsamen.
- Identifizieren Sie die Geschäftspartner in Ihrem Blockchain-Ökosystem: Ihr Unternehmen muss sich möglicherweise auf die Zusammenarbeit mit Wettbewerbern und Lieferanten entlang der Wertschöpfungskette umorientieren.
- Finden Sie heraus, ob Sie bereit sind, sich an die Regeln des Konsortiums zu halten: Wenn Sie Teil des Interoperabilitäts-Ökosystems sind, wird es definierte Verantwortlichkeiten und Governance-Modelle geben, die jedes Mitglied befolgen muss.
