Blockchain (eBook)

Grundlagen, Anwendungsszenarien und Nutzungspotenziale

Hans-Georg Fill, Andreas Meier (Herausgeber)

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2020 | 1. Aufl. 2020
XV, 379 Seiten
Springer Fachmedien Wiesbaden (Verlag)
978-3-658-28006-2 (ISBN)

Infos

Sowohl in der Praxis als auch der wissenschaftlichen Forschung ist das Thema 'Blockchain' aktuell von großem Interesse. Noch scheint sich die Technologie am Anfang ihrer Entwicklung zu befinden: Plattformen wie Bitcoin, Ethereum, Hyperledger Fabric, Libra, TradeLens oder andere weisen bereits einen beeindruckenden Reifegrad in ihrer technischen Entwicklung auf. Dennoch befinden sich erst wenige von ihnen bzw. darauf aufbauende Applikationen im produktiven Einsatz bei Unternehmen. Hier können nicht nur Forschende optimal dazu beitragen, neue Ideen zu entwickeln, noch nicht betrachtete Anwendungsfälle und -domänen zu untersuchen und erste Prototypen für den konkreten Einsatz zu entwickeln. Die Beiträge der vorliegenden Edition HMD bieten dazu einen umfassenden Überblick und zeigen die große Bandbreite an möglichen Anwendungsfeldern für Blockchains. Das Herausgeberwerk vermittelt somit die Grundlagen zur Blockchain-Technologie, widmet sich den Smart Contracts und beschreibt wichtige Anwendungsszenarien, erste Fallbeispiele und rechtliche Aspekte. Wie typisch für die Fachbuchreihe Edition HMD greifen die Beitragsautoren das Thema aus Sicht von Forschung und Praxis gleichermaßen auf. Ein Glossar mit den wichtigsten Begriffen rundet das Buch ab.

Prof. Dr. Hans-Georg Fill ist ordentlicher Professor an der Universität Fribourg, Schweiz und Inhaber des Lehrstuhls für Digitalisierung und Informationssysteme. Seine Forschungsgebiete sind Digitalisierung, Metamodellierung, Blockchains und Visualisierung.

Prof. em. Dr. sc. techn. ETH Andreas Meier leitete in den Jahren 1999 bis 2018 die Forschungsgruppe Information Systems und das Forschungszentrum Fuzzy Management Methods (FMsquare.org) an der Universität Fribourg, Schweiz.

Inhalt

Geleitwort 6
Vorwort 10
Inhaltsverzeichnis 12
Teil I: Grundlagen 17
1: Wie funktioniert die Blockchain? 18
1.1 Motivation 19
1.2 Grundlegende Technologien 20
1.2.1 Hash-Funktionen 20
1.2.2 Kryptografische Puzzles 21
1.2.3 Hash-Bäume 23
1.2.4 Digitale Signaturen für Nachrichten 24
1.3 Aufbau und Funktionsweise von Blockchains 25
1.4 Smart Contracts 27
1.4.1 Ausführung von Skripten 28
1.4.2 Ausführung von Smart Contracts 29
1.5 Limitationen und aktuelle Entwicklungen 32
Literatur 33
2: Auswahlprozess für den Blockchain-Einsatz 35
2.1 Problemstellung 36
2.2 Entscheidungsmodelle für den Einsatz von Blockchain 37
2.3 Vorgehen im Fallbeispiel 40
2.4 Fallbeispiel 41
2.4.1 Auswahlverfahren des Anwendungsfalls 41
2.4.2 Umsetzung des Anwendungsfalls 43
2.4.3 Projektbewertung 47
2.5 Handlungsempfehlungen 49
Literatur 50
3: Rechtsfragen der digitalen Transformation 53
3.1 Die digitale Transformation 54
3.2 Von Unternehmen zu Plattformen 56
3.3 Blockchain, Smart Contracts & Experimente zur Dezentralisierung
3.4 Auswirkungen auf die Politik 69
3.5 Rechtliche Fragen & Entwicklungen
3.6 Schlussworte 73
Literatur 73
Teil II: Smart Contracts 76
4: Custom Tokens und Smart Contracts zur Projektsteuerung 77
4.1 Einführung 78
4.2 Custom Tokens und Smart Contracts 79
4.2.1 Ethereum 80
4.2.2 Waves 80
4.2.3 NEO 81
4.2.4 Weitere Blockchains 81
4.2.5 Permissioned Blockchains 82
4.2.6 Eigene Blockchain 83
4.3 Projektsteuerung und Projektkoordination 83
4.3.1 Steuerungsmodelle und Motivation mit Tokens und Smart Contracts 84
4.3.2 Umsetzung für Projektmanagement-Instrumente 86
4.3.3 Koordination und Teamarbeit 88
4.3.4 Oracles 91
4.4 Technologieauswahl 92
4.5 Diskussion und Zukunftsperspektive 93
Literatur 95
5: Konzerninterne Verrechnung von IT-Dienstleistungen 98
5.1 Einleitung 99
5.2 Grundlagen 100
5.2.1 Konzerninterne Leistungen und Konzernumlagen 100
5.2.2 Transferpreise 101
5.2.3 Intercompany-Verträge 101
5.2.4 Smart Contracts aus technischer und rechtlicher Sicht 102
5.3 Methodische Vorgehensweise 103
5.4 Die Fallstudie 103
5.4.1 Ausgangssituation: Beschreibung des Umfeldes und der IT-Services 103
5.4.2 Aktuelle Herausforderungen, Anforderungen und Probleme 105
5.4.3 Lösung durch eine Blockchain-basierte Abbildung von Intercompany-Verträgen 107
5.4.4 Integration der Blockchain in eine bestehende ­ ERP-Landschaft 111
5.4.5 Die Blockchain-basierte Abrechnung von IT-Services im Zusammenspiel mit SAP-R/3 112
5.5 Lessons Learned 114
5.6 Diskussion und Implikationen für Wissenschaft und Praxis 115
Literatur 116
Teil III: Finanzen & Steuern
6: Bedrohung von Finanzdienstleistern durch FinTechs 120
6.1 Bedrohung traditioneller Geschäftsmodelle durch FinTechs 121
6.2 Konzeptionelle Grundlagen 122
6.2.1 Umwälzung des Dienstleistungsbetriebs Bank seit der Bankenkrise 2007 123
6.2.2 Veränderungsdimensionen von FinTechs 124
6.2.3 Geschäftsmodelle von FinTechs 125
6.3 Kriterienkatalog und Bewertungsmethode 126
6.3.1 Kriterienkatalog 126
6.3.2 Bewertungsmethode 127
6.4 Markt- und Bedrohungsanalyse 128
6.4.1 Selektionsprozess und Klassifizierung 128
6.4.2 Analyse der Bedrohungsklassen 130
6.5 Diskussion der Bedrohungsklassen 131
6.5.1 Implikationen der Bedrohungsklassen 131
6.5.2 Empfehlungen für tradierte Finanzdienstleister 134
6.6 Fazit und Ausblick 136
Anhang – Detaillierte Marktanalyse 138
Literatur 142
7: Blockchain im Bankensektor – Chancen, Herausforderungen, Handlungsempfehlungen und Vorgehensmodell 144
7.1 Einleitung 145
7.2 Vorgehensweise 145
7.3 Status Quo der Blockchain-Technologie im Bankensektor 146
7.4 Chancen und Herausforderungen der Blockchain-Technologie im Bankensektor 147
7.5 Handlungsempfehlungen und Vorgehensmodell für die Praxis 150
7.6 Fazit 154
Literatur 155
8: Blockchain-Nutzung im Steuerbereich 157
8.1 Einleitung 158
8.2 Ausgangslage 159
8.2.1 Überblick über Blockchain-Anwendungen im Steuerbereich 159
8.2.2 Compliance im Steuerbereich 162
8.2.3 Anforderungen an die informationstechnische Unterstützung 164
8.3 Steuer-Compliance mittels Blockchain 166
8.4 Anwendungsbeispiel: Prüfung der USt-IdNr. 168
8.4.1 Ausgangslage 168
8.4.2 Implementierung 171
8.5 Evaluation 171
8.6 Diskussion und Fazit 174
Literatur 175
Teil IV: Organisation 179
9: Blockchain-Integration in ERP-Systeme – Fallbeispiel Daimler AG 180
9.1 Blockchain-Technologie im Rahmen von Procure-to-Pay-Prozessen 181
9.2 Stand der Forschung zur Blockchain-ERP-Integration 183
9.3 Ausgangslage und Umfeldanalyse: Der Fall Daimler AG 185
9.4 Anforderungen und Konzept für den Procure-to-Pay-Prozess mit Blockchain 186
9.4.1 Fachliche und Technische Anforderungen 187
9.4.2 Konzeptionelles Architekturmodell 188
9.5 Evaluation anhand eines Prototyps mit SAP S/4HANA und Hyperledger Fabric 193
9.6 Implikation für die Praxis und weiterer Forschungsbedarf 196
Literatur 199
10: Hyperledger für Supply Chains in der Luftfahrtindustrie 201
10.1 Einleitung und Problemumfeld 202
10.2 Technologieübersicht 203
10.3 Lösungsansatz mit Hyperledger Fabric 204
10.3.1 Hyperledger Fabric 206
10.3.2 Transaktionsflussmodell am Beispiel in der Luftfahrtindustrie 207
10.4 Blockchain-based Certification Storage System 211
10.4.1 Design-Entscheidungen und Anwendungsparameter 211
10.4.2 Systemarchitektur 212
10.4.3 Evaluation 214
10.5 Schlussfolgerungen 215
Literatur 217
Teil V: Logistik 219
11: Wertschöpfungs- und Lieferketten am Beispiel der New Silk Road 220
11.1 Einleitung 221
11.2 Anwendungen von BCT in der Supply Chain 222
11.2.1 Aktuelle Herausforderungen 222
11.2.2 Chancen und Potenziale 223
11.2.3 Etablierte und geplante Anwendungen 228
11.2.4 Weiterführende Anforderungen und Kriterien 230
11.3 Explorative Untersuchung zur Nutzung der BCT in der internationalen Logistik 231
11.4 Diskussion von BCT und Industrie 4.0 in Supply Chains 232
11.4.1 Integration von BCT und Industrie 4.0 232
11.4.2 Risiken und Widerstände zur BCT 233
11.5 Fazit und Ausblick auf weitere Forschungsaktivitäten 234
Literatur 236
12: Blockchain in der maritimen Logistik 239
12.1 Einleitung 240
12.2 Anwendungsfälle der Blockchain-Technologie in der maritimen Logistik 241
12.2.1 Bill of Lading 242
12.2.1.1 Beleg des Erhalts oder Verschiffens von Gütern 244
12.2.1.2 Beweis eines abgeschlossenen Frachtvertrags 244
12.2.1.3 Repräsentation des Besitzrechtes von Gütern 244
12.2.2 Smart Contracts 247
12.2.3 Container Tracking 248
12.2.4 Transparente Waren- und Frachtdeklaration und -dokumentation (Tracing) 249
12.2.5 Cyber Security 250
12.2.6 Bewertung von Geschäftspartnern 251
12.2.7 Kollaborative Plattformen 251
12.3 Beurteilung eines Blockchain-Einsatzes in der maritimen Logistik 252
12.3.1 Konkurrenzdenken vs. offene Struktur einer Blockchain 253
12.3.2 Vorhandene vs. benötigte IT-Infrastruktur 254
12.3.3 Kosten der Einführung vs. Kosteneinsparung bei Nutzung 254
12.3.4 Größe des Netzwerks vs. Latenz/Speicherung 255
12.3.5 Skepsis gegenüber neuer Technologie vs. Dringlichkeit der Einführung neuer Technologie 256
12.4 Ausblick 257
Literatur 258
Teil VI: Energie 261
13: Transformation oder Disruption im Energiemarkt? 262
13.1 Wandel im Energiemarkt 263
13.1.1 Das Stromnetz 263
13.1.2 Smart Grid 265
13.1.3 Dezentrale Energieerzeugung: Prosumenten und Crowd Energy 266
13.2 Blockchain Applikabilität im Energiebereich 267
13.3 Einführung von Blockchain im Energiebereich – Herausforderungen auf der Systemebene 272
13.4 Überblick Blockchain-Projekte im Energie-Bereich 275
13.5 Fallstudien 278
13.5.1 Brooklyn Microgrid, New York, Vereinigte Staaten 278
13.5.2 White Gum Valley development project, Fremantle, Australien 280
13.5.3 Quartierstrom, Walenstadt, Schweiz 281
13.6 Chancen und Risiken für Blockchain im Energiesektor – eine Zusammenfassung 282
13.7 Ausblick 283
Literatur 284
14: P2P-Energiehandel 288
14.1 Motivation 289
14.2 Ausgangssituation 290
14.3 Regulatorischer Rahmen 292
14.3.1 Energiewirtschaftsrecht 293
14.3.2 Zivilrecht 294
14.3.3 Datenschutzrecht 295
14.4 Peer-to-Peer-System 296
14.4.1 Technische Konzeption 296
14.4.2 Entwicklungssystem 300
14.5 Erzeugungs- und Verbrauchsprognosen 302
14.5.1 Verbrauchsmodell 304
14.5.2 Produktionsmodell 307
14.6 Fazit 312
Literatur 313
Teil VII: Wirtschaft & Gesellschaft
15: Sicherung des intellektuellen Kapitals mit Knowledge Blockchains 318
15.1 Dokumentation von Informationen und Wissen in Modellen 319
15.2 Architektur einer Knowledge Blockchain 319
15.2.1 Abbildung von Modellen in Blockchains 321
15.2.2 Aufbau von Blöcken 323
15.2.3 Mining-Protokoll 325
15.3 Anwendung des Konzepts anhand eines Compliance-Beispiels 327
15.3.1 Nachverfolgung von Wissen über die Zeit 327
15.3.2 Verbindlichkeit und Zuordenbarkeit zu Akteuren 330
15.3.3 Zugriffsrechte und Delegationsmechanismen 331
15.3.4 Nachweis der Existenz von Wissen 332
15.4 Fazit: Integrität und Verbindlichkeit ohne zentrale Koordination 333
Literatur 334
16: Blockchain-Voting für MyPolitics und OurPolitics 337
16.1 Anforderung an ein elektronisches Wahlsystem 338
16.2 Sicherheit elektronischer Wahlen 339
16.3 Klassifikation Blockchain-basierter E-Voting-Systeme 341
16.4 Fallbeispiel BroncoVote 342
16.5 E-Voting-Protokoll mit blinden Signaturen 344
16.6 Überwindung politischer Krisen durch Fuzzy Voting 346
16.7 Spannungsfeld zwischen MyPolitics und OurPolitics 349
16.8 Chancen und Risiken 350
Literatur 352
17: Disruptives Publizieren mit der Blogchain 354
17.1 Einleitung 355
17.2 Die 3 Phasen digitaler Disruption 357
17.2.1 Phase 1: Erkenntnis-Phase 358
17.2.2 Phase 2: Prozessbildungs-Phase 358
17.2.3 Brauchen wir Intermediäre? 359
17.2.4 Phase 3: Demokratisierungs-Phase 360
17.3 Wissenschaftliche Begutachtung und Publikation 361
17.4 Blogchain als wissenschaftliche Publikationsform 363
17.5 Wege zur Umsetzung 366
17.5.1 Praktische Umsetzung 366
17.5.2 Veränderungen von Prozessabläufen und Akzeptanz der Lösung 367
17.5.3 Perspektiven für das Publikationswesen 368
17.6 Bewertung, vergleichbare Ansätze und Ausblick 369
Literatur 370
Glossar 372
Stichwortverzeichnis 375

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 14.3.2020
• Reihe/Serie: Edition HMD
• Reihe/Serie: Edition HMD
• Zusatzinfo: XV, 379 S. 66 Abb., 33 Abb. in Farbe.
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Mathematik / Informatik ► Informatik ► Netzwerke
• Themenwelt: Recht / Steuern ► Allgemeines / Lexika
• Themenwelt: Wirtschaft ► Betriebswirtschaft / Management ► Logistik / Produktion
• Themenwelt: Wirtschaft ► Betriebswirtschaft / Management ► Wirtschaftsinformatik
• Schlagworte: Betrugsprävention • Blockchain • Buch Blockchain • Buch Kryptowährung • Buch Smart Contract • Dezentrale Energieverteilung • Digitale Signaturen • Distributionslogistik • enterprise modelling • Fachbuch Blockchain • HMD - Praxis der Wirtschaftsinformatik • Identity Management • Industrie 4.0 • Konsensalgorithmus • kryptowährungen • Smart Contracts • verteilte Datenstruktur
• ISBN-10: 3-658-28006-9 / 3658280069
• ISBN-13: 978-3-658-28006-2 / 9783658280062