Fill / Meier Blockchain

Grundlagen, Anwendungsszenarien und Nutzungspotenziale
1. Auflage 2020
ISBN: 978-3-658-28006-2
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 379 Seiten

Reihe: Edition HMD

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 wichtigeAnwendungsszenarien, 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.

Autoren/Hrsg.

Fill, Hans-Georg

Meier, Andreas

Inhaltsverzeichnis

1;Geleitwort;6
2;Vorwort;10
3;Inhaltsverzeichnis;12
4;Teil I: Grundlagen;17
4.1;1: Wie funktioniert die Blockchain?;18
4.1.1;1.1 Motivation;19
4.1.2;1.2 Grundlegende Technologien;20
4.1.2.1;1.2.1 Hash-Funktionen;20
4.1.2.2;1.2.2 Kryptografische Puzzles;21
4.1.2.3;1.2.3 Hash-Bäume;23
4.1.2.4;1.2.4 Digitale Signaturen für Nachrichten;24
4.1.3;1.3 Aufbau und Funktionsweise von Blockchains;25
4.1.4;1.4 Smart Contracts;27
4.1.4.1;1.4.1 Ausführung von Skripten;28
4.1.4.2;1.4.2 Ausführung von Smart Contracts;29
4.1.5;1.5 Limitationen und aktuelle Entwicklungen;32
4.1.6;Literatur;33
4.2;2: Auswahlprozess für den Blockchain-Einsatz;35
4.2.1;2.1 Problemstellung;36
4.2.2;2.2 Entscheidungsmodelle für den Einsatz von Blockchain;37
4.2.3;2.3 Vorgehen im Fallbeispiel;40
4.2.4;2.4 Fallbeispiel;41
4.2.4.1;2.4.1 Auswahlverfahren des Anwendungsfalls;41
4.2.4.2;2.4.2 Umsetzung des Anwendungsfalls;43
4.2.4.3;2.4.3 Projektbewertung;47
4.2.5;2.5 Handlungsempfehlungen;49
4.2.6;Literatur;50
4.3;3: Rechtsfragen der digitalen Transformation;53
4.3.1;3.1 Die digitale Transformation;54
4.3.2;3.2 Von Unternehmen zu Plattformen;56
4.3.3;3.3 Blockchain, Smart Contracts & Experimente zur Dezentralisierung;62
4.3.4;3.4 Auswirkungen auf die Politik;69
4.3.5;3.5 Rechtliche Fragen & Entwicklungen;71
4.3.6;3.6 Schlussworte;73
4.3.7;Literatur;73
5;Teil II: Smart Contracts;76
5.1;4: Custom Tokens und Smart Contracts zur Projektsteuerung;77
5.1.1;4.1 Einführung;78
5.1.2;4.2 Custom Tokens und Smart Contracts;79
5.1.2.1;4.2.1 Ethereum;80
5.1.2.2;4.2.2 Waves;80
5.1.2.3;4.2.3 NEO;81
5.1.2.4;4.2.4 Weitere Blockchains;81
5.1.2.5;4.2.5 Permissioned Blockchains;82
5.1.2.6;4.2.6 Eigene Blockchain;83
5.1.3;4.3 Projektsteuerung und Projektkoordination;83
5.1.3.1;4.3.1 Steuerungsmodelle und Motivation mit Tokens und Smart Contracts;84
5.1.3.2;4.3.2 Umsetzung für Projektmanagement-Instrumente;86
5.1.3.3;4.3.3 Koordination und Teamarbeit;88
5.1.3.4;4.3.4 Oracles;91
5.1.4;4.4 Technologieauswahl;92
5.1.5;4.5 Diskussion und Zukunftsperspektive;93
5.1.6;Literatur;95
5.2;5: Konzerninterne Verrechnung von IT-Dienstleistungen;98
5.2.1;5.1 Einleitung;99
5.2.2;5.2 Grundlagen;100
5.2.2.1;5.2.1 Konzerninterne Leistungen und Konzernumlagen;100
5.2.2.2;5.2.2 Transferpreise;101
5.2.2.3;5.2.3 Intercompany-Verträge;101
5.2.2.4;5.2.4 Smart Contracts aus technischer und rechtlicher Sicht;102
5.2.3;5.3 Methodische Vorgehensweise;103
5.2.4;5.4 Die Fallstudie;103
5.2.4.1;5.4.1 Ausgangssituation: Beschreibung des Umfeldes und der IT-Services;103
5.2.4.2;5.4.2 Aktuelle Herausforderungen, Anforderungen und Probleme;105
5.2.4.3;5.4.3 Lösung durch eine Blockchain-basierte Abbildung von Intercompany-Verträgen;107
5.2.4.4;5.4.4 Integration der Blockchain in eine bestehende ERP-Landschaft;111
5.2.4.5;5.4.5 Die Blockchain-basierte Abrechnung von IT-Services im Zusammenspiel mit SAP-R/3;112
5.2.5;5.5 Lessons Learned;114
5.2.6;5.6 Diskussion und Implikationen für Wissenschaft und Praxis;115
5.2.7;Literatur;116
6;Teil III: Finanzen & Steuern;119
6.1;6: Bedrohung von Finanzdienstleistern durch FinTechs;120
6.1.1;6.1 Bedrohung traditioneller Geschäftsmodelle durch FinTechs;121
6.1.2;6.2 Konzeptionelle Grundlagen;122
6.1.2.1;6.2.1 Umwälzung des Dienstleistungsbetriebs Bank seit der Bankenkrise 2007;123
6.1.2.2;6.2.2 Veränderungsdimensionen von FinTechs;124
6.1.2.3;6.2.3 Geschäftsmodelle von FinTechs;125
6.1.3;6.3 Kriterienkatalog und Bewertungsmethode;126
6.1.3.1;6.3.1 Kriterienkatalog;126
6.1.3.2;6.3.2 Bewertungsmethode;127
6.1.4;6.4 Markt- und Bedrohungsanalyse;128
6.1.4.1;6.4.1 Selektionsprozess und Klassifizierung;128
6.1.4.2;6.4.2 Analyse der Bedrohungsklassen;130
6.1.5;6.5 Diskussion der Bedrohungsklassen;131
6.1.5.1;6.5.1 Implikationen der Bedrohungsklassen;131
6.1.5.2;6.5.2 Empfehlungen für tradierte Finanzdienstleister;134
6.1.6;6.6 Fazit und Ausblick;136
6.1.7;Anhang – Detaillierte Marktanalyse;138
6.1.8;Literatur;142
6.2;7: Blockchain im Bankensektor – Chancen, Herausforderungen, Handlungsempfehlungen und Vorgehensmodell;144
6.2.1;7.1 Einleitung;145
6.2.2;7.2 Vorgehensweise;145
6.2.3;7.3 Status Quo der Blockchain-Technologie im Bankensektor;146
6.2.4;7.4 Chancen und Herausforderungen der Blockchain-Technologie im Bankensektor;147
6.2.5;7.5 Handlungsempfehlungen und Vorgehensmodell für die Praxis;150
6.2.6;7.6 Fazit;154
6.2.7;Literatur;155
6.3;8: Blockchain-Nutzung im Steuerbereich;157
6.3.1;8.1 Einleitung;158
6.3.2;8.2 Ausgangslage;159
6.3.2.1;8.2.1 Überblick über Blockchain-Anwendungen im Steuerbereich;159
6.3.2.2;8.2.2 Compliance im Steuerbereich;162
6.3.2.3;8.2.3 Anforderungen an die informationstechnische Unterstützung;164
6.3.3;8.3 Steuer-Compliance mittels Blockchain;166
6.3.4;8.4 Anwendungsbeispiel: Prüfung der USt-IdNr.;168
6.3.4.1;8.4.1 Ausgangslage;168
6.3.4.2;8.4.2 Implementierung;171
6.3.5;8.5 Evaluation;171
6.3.6;8.6 Diskussion und Fazit;174
6.3.7;Literatur;175
7;Teil IV: Organisation;179
7.1;9: Blockchain-Integration in ERP-Systeme – Fallbeispiel Daimler AG;180
7.1.1;9.1 Blockchain-Technologie im Rahmen von Procure-to-Pay-Prozessen;181
7.1.2;9.2 Stand der Forschung zur Blockchain-ERP-Integration;183
7.1.3;9.3 Ausgangslage und Umfeldanalyse: Der Fall Daimler AG;185
7.1.4;9.4 Anforderungen und Konzept für den Procure-to-Pay-Prozess mit Blockchain;186
7.1.4.1;9.4.1 Fachliche und Technische Anforderungen;187
7.1.4.2;9.4.2 Konzeptionelles Architekturmodell;188
7.1.5;9.5 Evaluation anhand eines Prototyps mit SAP S/4HANA und Hyperledger Fabric;193
7.1.6;9.6 Implikation für die Praxis und weiterer Forschungsbedarf;196
7.1.7;Literatur;199
7.2;10: Hyperledger für Supply Chains in der Luftfahrtindustrie;201
7.2.1;10.1 Einleitung und Problemumfeld;202
7.2.2;10.2 Technologieübersicht;203
7.2.3;10.3 Lösungsansatz mit Hyperledger Fabric;204
7.2.3.1;10.3.1 Hyperledger Fabric;206
7.2.3.2;10.3.2 Transaktionsflussmodell am Beispiel in der Luftfahrtindustrie;207
7.2.4;10.4 Blockchain-based Certification Storage System;211
7.2.4.1;10.4.1 Design-Entscheidungen und Anwendungsparameter;211
7.2.4.2;10.4.2 Systemarchitektur;212
7.2.4.3;10.4.3 Evaluation;214
7.2.5;10.5 Schlussfolgerungen;215
7.2.6;Literatur;217
8;Teil V: Logistik;219
8.1;11: Wertschöpfungs- und Lieferketten am Beispiel der New Silk Road;220
8.1.1;11.1 Einleitung;221
8.1.2;11.2 Anwendungen von BCT in der Supply Chain;222
8.1.2.1;11.2.1 Aktuelle Herausforderungen;222
8.1.2.2;11.2.2 Chancen und Potenziale;223
8.1.2.3;11.2.3 Etablierte und geplante Anwendungen;228
8.1.2.4;11.2.4 Weiterführende Anforderungen und Kriterien;230
8.1.3;11.3 Explorative Untersuchung zur Nutzung der BCT in der internationalen Logistik;231
8.1.4;11.4 Diskussion von BCT und Industrie 4.0 in Supply Chains;232
8.1.4.1;11.4.1 Integration von BCT und Industrie 4.0;232
8.1.4.2;11.4.2 Risiken und Widerstände zur BCT;233
8.1.5;11.5 Fazit und Ausblick auf weitere Forschungsaktivitäten;234
8.1.6;Literatur;236
8.2;12: Blockchain in der maritimen Logistik;239
8.2.1;12.1 Einleitung;240
8.2.2;12.2 Anwendungsfälle der Blockchain-Technologie in der maritimen Logistik;241
8.2.2.1;12.2.1 Bill of Lading;242
8.2.2.1.1;12.2.1.1 Beleg des Erhalts oder Verschiffens von Gütern;244
8.2.2.1.2;12.2.1.2 Beweis eines abgeschlossenen Frachtvertrags;244
8.2.2.1.3;12.2.1.3 Repräsentation des Besitzrechtes von Gütern;244
8.2.2.2;12.2.2 Smart Contracts;247
8.2.2.3;12.2.3 Container Tracking;248
8.2.2.4;12.2.4 Transparente Waren- und Frachtdeklaration und -dokumentation (Tracing);249
8.2.2.5;12.2.5 Cyber Security;250
8.2.2.6;12.2.6 Bewertung von Geschäftspartnern;251
8.2.2.7;12.2.7 Kollaborative Plattformen;251
8.2.3;12.3 Beurteilung eines Blockchain-Einsatzes in der maritimen Logistik;252
8.2.3.1;12.3.1 Konkurrenzdenken vs. offene Struktur einer Blockchain;253
8.2.3.2;12.3.2 Vorhandene vs. benötigte IT-Infrastruktur;254
8.2.3.3;12.3.3 Kosten der Einführung vs. Kosteneinsparung bei Nutzung;254
8.2.3.4;12.3.4 Größe des Netzwerks vs. Latenz/Speicherung;255
8.2.3.5;12.3.5 Skepsis gegenüber neuer Technologie vs. Dringlichkeit der Einführung neuer Technologie;256
8.2.4;12.4 Ausblick;257
8.2.5;Literatur;258
9;Teil VI: Energie;261
9.1;13: Transformation oder Disruption im Energiemarkt?;262
9.1.1;13.1 Wandel im Energiemarkt;263
9.1.1.1;13.1.1 Das Stromnetz;263
9.1.1.2;13.1.2 Smart Grid;265
9.1.1.3;13.1.3 Dezentrale Energieerzeugung: Prosumenten und Crowd Energy;266
9.1.2;13.2 Blockchain Applikabilität im Energiebereich;267
9.1.3;13.3 Einführung von Blockchain im Energiebereich – Herausforderungen auf der Systemebene;272
9.1.4;13.4 Überblick Blockchain-Projekte im Energie-Bereich;275
9.1.5;13.5 Fallstudien;278
9.1.5.1;13.5.1 Brooklyn Microgrid, New York, Vereinigte Staaten;278
9.1.5.2;13.5.2 White Gum Valley development project, Fremantle, Australien;280
9.1.5.3;13.5.3 Quartierstrom, Walenstadt, Schweiz;281
9.1.6;13.6 Chancen und Risiken für Blockchain im Energiesektor – eine Zusammenfassung;282
9.1.7;13.7 Ausblick;283
9.1.8;Literatur;284
9.2;14: P2P-Energiehandel;288
9.2.1;14.1 Motivation;289
9.2.2;14.2 Ausgangssituation;290
9.2.3;14.3 Regulatorischer Rahmen;292
9.2.3.1;14.3.1 Energiewirtschaftsrecht;293
9.2.3.2;14.3.2 Zivilrecht;294
9.2.3.3;14.3.3 Datenschutzrecht;295
9.2.4;14.4 Peer-to-Peer-System;296
9.2.4.1;14.4.1 Technische Konzeption;296
9.2.4.2;14.4.2 Entwicklungssystem;300
9.2.5;14.5 Erzeugungs- und Verbrauchsprognosen;302
9.2.5.1;14.5.1 Verbrauchsmodell;304
9.2.5.2;14.5.2 Produktionsmodell;307
9.2.6;14.6 Fazit;312
9.2.7;Literatur;313
10;Teil VII: Wirtschaft & Gesellschaft;317
10.1;15: Sicherung des intellektuellen Kapitals mit Knowledge Blockchains;318
10.1.1;15.1 Dokumentation von Informationen und Wissen in Modellen;319
10.1.2;15.2 Architektur einer Knowledge Blockchain;319
10.1.2.1;15.2.1 Abbildung von Modellen in Blockchains;321
10.1.2.2;15.2.2 Aufbau von Blöcken;323
10.1.2.3;15.2.3 Mining-Protokoll;325
10.1.3;15.3 Anwendung des Konzepts anhand eines Compliance-Beispiels;327
10.1.3.1;15.3.1 Nachverfolgung von Wissen über die Zeit;327
10.1.3.2;15.3.2 Verbindlichkeit und Zuordenbarkeit zu Akteuren;330
10.1.3.3;15.3.3 Zugriffsrechte und Delegationsmechanismen;331
10.1.3.4;15.3.4 Nachweis der Existenz von Wissen;332
10.1.4;15.4 Fazit: Integrität und Verbindlichkeit ohne zentrale Koordination;333
10.1.5;Literatur;334
10.2;16: Blockchain-Voting für MyPolitics und OurPolitics;337
10.2.1;16.1 Anforderung an ein elektronisches Wahlsystem;338
10.2.2;16.2 Sicherheit elektronischer Wahlen;339
10.2.3;16.3 Klassifikation Blockchain-basierter E-Voting-Systeme;341
10.2.4;16.4 Fallbeispiel BroncoVote;342
10.2.5;16.5 E-Voting-Protokoll mit blinden Signaturen;344
10.2.6;16.6 Überwindung politischer Krisen durch Fuzzy Voting;346
10.2.7;16.7 Spannungsfeld zwischen MyPolitics und OurPolitics;349
10.2.8;16.8 Chancen und Risiken;350
10.2.9;Literatur;352
10.3;17: Disruptives Publizieren mit der Blogchain;354
10.3.1;17.1 Einleitung;355
10.3.2;17.2 Die 3 Phasen digitaler Disruption;357
10.3.2.1;17.2.1 Phase 1: Erkenntnis-Phase;358
10.3.2.2;17.2.2 Phase 2: Prozessbildungs-Phase;358
10.3.2.3;17.2.3 Brauchen wir Intermediäre?;359
10.3.2.4;17.2.4 Phase 3: Demokratisierungs-Phase;360
10.3.3;17.3 Wissenschaftliche Begutachtung und Publikation;361
10.3.4;17.4 Blogchain als wissenschaftliche Publikationsform;363
10.3.5;17.5 Wege zur Umsetzung;366
10.3.5.1;17.5.1 Praktische Umsetzung;366
10.3.5.2;17.5.2 Veränderungen von Prozessabläufen und Akzeptanz der Lösung;367
10.3.5.3;17.5.3 Perspektiven für das Publikationswesen;368
10.3.6;17.6 Bewertung, vergleichbare Ansätze und Ausblick;369
10.3.7;Literatur;370
11;Glossar;372
12;Stichwortverzeichnis;375