Blockchain und das Internet of Things – Use Cases für die Industrie

Interview mit Leif-Nissen Lundbæk, XAIN

Gemeinsam mit seinem Team entwickelt der Blockchain-Experte Dr. Leif-Nissen Lundbæk kombinierte Blockchain- und IoT-Lösungen für die Industrie. Das Berliner Start-up XAIN wurde auf Basis eines Forschungsprojekts am Imperial College London sowie der University of Oxford gegründet…

Dr. Leif-Nissen Lundbæk ist CEO der XAIN AG und spricht bei Best of Blockchain im April 2018 in Düsseldorf zum Thema „Dynamic Vehicle Networks –Supported By Reinforcement Learning“.

Doktor Lundbæk, haben Sie eine Blockchain-Checkliste für Verantwortliche in Industrie-Unternehmen parat? Welche Indikatoren können darauf hinweisen, dass mein Unternehmen jetzt über einen Einsatz von Blockchain nachdenken sollte?

In gewisser Weise sehe ich die Einführung der Technologien der Blockchain ähnlich wie das Internet selbst. Es kommen häufig die gleichen Fragen auf: Brauche ich Blockchains? Alles was ich mit Blockchains machen kann, kann ich doch jetzt schon oder? Die Antwort auf die erste Frage ist, dass es auf die Umstände ankommt und zur zweiten Frage kann ich nur sagen, dass wir durch das Internet zunächst auch nichts Neues konnten. Wir konnten auch schon Informationen und Geld versenden, wir hatten Bibliotheken, wir konnten Fahrzeuge bauen oder Telefonieren. Das Internet hat vor allem revolutioniert, wie wir die Dinge machen und hat dabei insbesondere die Effizienz wesentlich gesteigert, indem wir Informationen zentral und teilweise dezentral verknüpfen konnten und sie so zugänglich machen. Hierbei ist allerdings einerseits eine sofortige Konsistenz der zentral gespeicherten Informationen notwendig und andererseits müssen Informationen gesammelt werden, was mit Privatsphäre Beschränkungen einhergeht.
In gewissen Bereichen sind Blockchains eine Art Weiterentwicklung bei der wir Systeme und Applikationen vollständig verteilen können, da wir es durch Randomisierungsalgorithmen wie Proof of Work und zum Teil auch durch die anderen Byzantinischen Algortihmen (welche allerdings weniger zufällig sind) geschafft haben eine sogenannte „eventual consistency“ also eine Datenkonsistenz nach einer gewissen Zeit zu erzielen, bei der wir ohne zeitliche Verzögerung sofort mit Daten in den jeweiligen Applikationen arbeiten können, ohne darauf zu warten, dass diese Informationen konsistent sind und ohne dies überprüfen zu müssen. Dadurch schaffen wir es verteilte Plattformen zu bauen, bei der unterschiedliche Unternehmen auf gemeinsamer Datenlage arbeiten können ohne tatsächlich alle Daten einsehen zu müssen. Die Datentopologie wird dabei wesentlich wichtiger. Somit bleiben auch private Daten beim Nutzer, können jedoch verwendet werden.
Insofern habe ich zwar keine direkte Liste parat aber jedes Unternehmen sollte darüber nachdenken, ob Netzwerklatenzen ihnen Probleme bereiten und ob die rechtliche Lage ihnen Einschränkungen in der Nutzung von Nutzerdaten bereitet, welche man mit Blockchainsystemen unter Wahrung der Privatsphäre durchaus umgehen kann. Zudem ist es vor allem sehr spannend, dass mit solchen Systemen auch eine Offline Nutzung erzielen kann, was bei einigen unserer Projekte ein zentraler Bestandteil ist.

Und rein wirtschaftlich gesehen: Gibt es Zahlen, wie schnell sich die Investition eines „Umzuges“ auf die Blockchain rentiert?

Dies hängt sehr stark vom Use Case und der Fokussierung auf Optimierung oder neue Geschäftsmodelle ab. Letzteres dient momentan eher zur Generierung von Kundenzufriedenheit, da sich die meisten Geschäftsmodelle momentan noch nicht rentieren, was oft aber von Blockchain-unabhängigen Faktoren abhängt, bspw. bei Elektroladesäulen. Bei der Prozessoptimierung wird üblicherweise schon nach dem ersten Jahr eine Rentabilität erzielt, insbesondere dann wenn es sich um konsortiale Ansätze handelt, wobei auch die Kosten geteilt werden.

Nach dem Blockchain-Hype suchen alle nun Blockchain-Use Cases. Haben Sie einen IoT-Use Case aus dem Xain-Umfeld für uns?

Da wir uns nur auf IoT und Produktionssysteme fokussieren haben wir da einige. Ein etwas generellerer Case, ist unser Streamguard System, welches mittels eines skalierbaren und Energie-effizienten Konsens-Algorithmus auch auf Energie-kritischen Geräten, wie bspw. Steuergeräten in Fahrzeugen eine sichere und zufällige Absicherung erzeugt und somit eine Blockchain aus Endgeräten, wie momentan vor allem Fahrzeugen, erzeugt. Dieses Netzwerk erlaubt es uns bestimmte Funktionen direkt auf dem Endgerät ohne aufwendige Serververbindung laufen zu lassen. Diese Funktionen reichen dann vom wesentlich schnelleren, flexiblen (siehe Key-Sharing) und sichereren Aufschließen des Fahrzeugs auch im Offline Zustand (da kein Backend mehr nötig) über die schnelle Integration von Drittanbietern, bspw. telematischer Versicherungen bis hin zu Funktionalitäten des autonomen Fahrens, bei dem nicht mehr alle Daten aggregiert werden müssen, was die Privatsphäre beschneidet, sondern lediglich Inferenzen der unterschiedlich evolvierenden Modelle des maschinellen Lernens über das Netzwerk hinweg automatisch aggregiert werden und als Update zu den individuellen IoT Objekten (hier Fahrzeuge) zurückgespielt werden. Dieses System, welches wir mit Porsche entwickelt haben, werde ich dann auch in der Präsentation genauer vorstellen.

Wieviel Daten werden in diesem Use Case erzeugt? Ist der schleppende Breitbandausbau in Deutschland ein Hemmnis für IoT-Blockchains?

Die Datenmenge reicht hierbei je nach Anwendung von Kilobytes bis hin zu Gigabytes, wobei selbstverständlich lediglich Signaturen in der Blockchain als sicheren Kanal gespeichert werden. Der schleppende Breitbandausbau ist tatsächlich Fluch und Segen zugleich. Für einige elementare Vorteil des Blockchainsystems ist es ein großer Vorteil, da wir so ein besseres Argument haben, denn insbesondere die direkte Datennutzung im Gerät sowie die Existenz der „eventual Consistency“ und der damit einhergehenden Offline Funktionalität, bspw. beim Öffnen und Schließen des Fahrzeuges oder der Nutzung von Elektroladesäulen in Parkhäusern sind so viel schneller und flexibler, da der Breitbandausbau nicht vorankommt. Wobei man sich auch hier die Frage stellen muss, ob es wirklich besser ist ständig alle Daten über ein Backend anzufragen oder unsere Blockchain-Lösung nicht der wesentlich geschicktere Ansatz ist. Wenn es allerdings um Funktionalitäten des autonomen Fahrens geht haben wir das Problem, dass wir einerseits zwar Signaturen mit einer zeitversetzten Konsistenz versenden können, jedoch für das Streaming der Gigabyte-großen Datenmengen der Inferenzen durch die große Anzahl der Fahrzeuge auf den Breitbandausbau angewiesen sind wenn wir nicht das komplette Netzwerk lahmlegen wollen. Jedoch arbeiten wir auch hierbei an Möglichkeiten Datenmengen wesentlich zu reduzieren und gleichzeitig auch Streaminginformationen mittels verteilter Systeme zeitversetzt zu versenden, sodass wir nicht von Hardwarekomponenten abhängig sind, wo der Fortschritt noch ungewiss ist.

Welche politische Dimension hat Blockchain? Erfahren Sie als in Deutschland agierendes Blockchain-Unternehmen zu dieser Thematik Interesse von Behörden oder Ministerien?

Zwar erfahren wir hier ein wesentlich steigendes Interesse, jedoch geht dieses teilweise in eine falsche Richtung. Ich sehe zunehmend, dass hier Forschungsprojekte vergeben werden, welche jedoch wesentlich zu langsam sind, um mit der Technologie mithalten zu können, während sich die eigentlichen Behörden für die die Technologie zur tatsächlichen Nutzung interessant sein könnte, noch sehr zurückhaltend sind, wodurch sich eher Länder wie Estland, VAE oder Singapur an die Spitze der behördlichen Entwicklung setzen. Ausnahmen gibt es natürlich aber auch hierbei.