IoT und Blockchain
Dezentral verknüpft
Veröffentlicht in Ausgabe 12/2022 - PRAXIS
Eine relativ neue Technologie, die in vielen Bereichen für Neu- und Weiterentwicklungen sorgt, ist die Blockchain. Sie verteilt Daten an verschiedene Quellen, um diese sicher und geschützt zu halten. Gleichzeitig bietet die Blockchain einen überprüfbaren Überblick, wie diese Daten interagieren, sich verändern oder verändert werden. Als Teil der Distributed-Ledger-Technologien (DLT) ist die Blockchain speziell für die Archivierung und Transaktion von Daten entwickelt. Dadurch kann sie IoT-Unternehmen helfen, sowohl einzelne Geräte als auch die von ihnen gespeicherten und verbundenen Daten zu schützen. Damit macht die Blockchain das IoT sicherer und stärkt letztlich das Vertrauen in die Technologie.
Anwendungsmöglichkeiten für die Blockchain im IoT
Wer mit der Blockchain IoT-Anwendungen verbessern will, hat mehrere Möglichkeiten. So lässt sich die Blockchain als eine Art erweitertes Archiv für Daten und Geräte einsetzen. In diesem ist dann jederzeit erkennbar, zu welchem Zeitpunkt Änderungen stattfanden, wer zuletzt auf die Daten oder das Gerät zugegriffen hat und wie vertrauenswürdig das Gerät in der Vergangenheit war. In manchen Fällen lässt sich sogar erkennen, was eine Änderung verursacht hat. Gerade bei der Suche nach einer möglichen Fehlerquelle oder einem Angriff auf das System ist dies äußerst nützlich.
Mit Blick auf die Prozessautomatisierung ist die verteilte Informationskette sehr hilfreich: Die Blockchain kann auf Basis vorkonfigurierter Bedingungen sowohl Daten verarbeiten als auch automatische Prozesse auslösen. Eine klassische Programmierung nach dem Prinzip "if this then that" funktioniert innerhalb der Blockchain hervorragend. Sobald vordefinierte Bedingungen erfüllt sind, kann über die Blockchain der entsprechende Befehl für eine bestimmte Aktion gegeben werden. Doch obwohl die Blockchain das IoT verbessern kann, gibt es noch Unsicherheiten und zahlreiche Fragen von Unternehmen und Anwendern, die es für die Umsetzung noch zu beantworten gilt.
Eine relativ neue Technologie, die in vielen Bereichen für Neu- und Weiterentwicklungen sorgt, ist die Blockchain. Sie verteilt Daten an verschiedene Quellen, um diese sicher und geschützt zu halten. Gleichzeitig bietet die Blockchain einen überprüfbaren Überblick, wie diese Daten interagieren, sich verändern oder verändert werden. Als Teil der Distributed-Ledger-Technologien (DLT) ist die Blockchain speziell für die Archivierung und Transaktion von Daten entwickelt. Dadurch kann sie IoT-Unternehmen helfen, sowohl einzelne Geräte als auch die von ihnen gespeicherten und verbundenen Daten zu schützen. Damit macht die Blockchain das IoT sicherer und stärkt letztlich das Vertrauen in die Technologie.
Anwendungsmöglichkeiten für die Blockchain im IoT
Wer mit der Blockchain IoT-Anwendungen verbessern will, hat mehrere Möglichkeiten. So lässt sich die Blockchain als eine Art erweitertes Archiv für Daten und Geräte einsetzen. In diesem ist dann jederzeit erkennbar, zu welchem Zeitpunkt Änderungen stattfanden, wer zuletzt auf die Daten oder das Gerät zugegriffen hat und wie vertrauenswürdig das Gerät in der Vergangenheit war. In manchen Fällen lässt sich sogar erkennen, was eine Änderung verursacht hat. Gerade bei der Suche nach einer möglichen Fehlerquelle oder einem Angriff auf das System ist dies äußerst nützlich.
Mit Blick auf die Prozessautomatisierung ist die verteilte Informationskette sehr hilfreich: Die Blockchain kann auf Basis vorkonfigurierter Bedingungen sowohl Daten verarbeiten als auch automatische Prozesse auslösen. Eine klassische Programmierung nach dem Prinzip "if this then that" funktioniert innerhalb der Blockchain hervorragend. Sobald vordefinierte Bedingungen erfüllt sind, kann über die Blockchain der entsprechende Befehl für eine bestimmte Aktion gegeben werden. Doch obwohl die Blockchain das IoT verbessern kann, gibt es noch Unsicherheiten und zahlreiche Fragen von Unternehmen und Anwendern, die es für die Umsetzung noch zu beantworten gilt.
Herkunft der Daten prüfen
Schon heute nutzen zahlreiche Unternehmen Daten als Grundlage für wirtschaftliche Entscheidungen und Prozesse. Eine wichtige Quelle im Ablauf zahlreicher Firmen sind die IoT-Sensoren und -Geräte. In den vergangenen Jahren sind Menge und Bedeutung dieser Daten exponentiell gewachsen – und dieses Wachstum ebbt noch lange nicht ab. Wer den Datenschatz im eigenen Unternehmen heben und vor allem nutzen kann, wird mittelfristig erfolgreicher sein. Gleichzeitig steigert dieser Umstand aber auch das Risiko von Datendiebstahl, -manipulation und -missbrauch.
Es wird daher immer entscheidender für Unternehmen, aber auch Regierungen und Privatpersonen, die Herkunft der Daten zu kontrollieren und zu dokumentieren. Das trifft noch mehr zu, wenn die Daten von Dritten stammen, die durch Veränderungen und Manipulation großen Schaden anrichten können. Daten könnten auch ganz bewusst von einem Unternehmen verändert werden, um Betrug zu verbergen, oder vom Staat manipuliert werden, um die öffentliche Meinung zu beeinflussen – was sich aktuell auch im sogenannten Informationskrieg zeigt.
Troubleshooting von IoT-Geräten
Die Blockchain ist nicht unbedingt notwendig, um Fehler, Downtimes und Unstimmigkeiten in IoT-Netzwerken festzustellen und diese zu beheben. Allerdings werden diese Vorfälle heute meist isoliert betrachtet und nur sehr selten automatisch mit zurückliegenden Fehlfunktionen eines bestimmten Gerätes in Verbindung gebracht. Es ist nicht leicht, bei Tausenden von IoT-Devices innerhalb eines Netzwerks die gesamte Historie jedes einzelnen Bestandteils permanent parat zu haben. Unternehmen müssen aber eine Möglichkeit haben, Fehlerquellen bei wiederholten Problemen eines Geräts zuverlässig zu identifizieren. Wenn dies nicht funktioniert, wird immer nur kurzfristig auf Ausfälle reagiert – man kümmert sich nur um die Symptome, statt der eigentlichen Ursache auf den Grund zu gehen.
Mithilfe der Blockchain erhält jedes Gerät einen eindeutigen Identifikationsschlüssel, über den verschlüsselte Anfrage- und Antwortnachrichten versendet werden. Dieser Schlüssel ist dann auch die Basis, um ein Profil für jedes Gerät zu erstellen und auf diese Weise die Historie schnell und einfach zu prüfen. Das liefert Unternehmen mehr Daten, um die Wartung zu optimieren. Welche Geräte müssen ersetzt werden? Handelt es sich bei dem Ausfall um einen Einzelfall oder um ein Muster fehlerhaften Verhaltens bei einem bestimmten Gerät? Das lässt sich dank des Schlüssels innerhalb kürzester Zeit beantworten.
Automatische Prozesse verbessern
Einer der größten Vorteile des IoT ist die Automatisierung von Prozessen. Daher können Vorfälle, die IoT-Sensoren registrieren, sehr schnell extreme Negativfolgen für den gesamten Prozess und damit das Unternehmen haben. Sollte beispielsweise ein Bohrkopf aufgrund von Verschleiß kaputt gehen, wird dies in der Regel von entsprechenden Sensoren erkannt. Wenn nun aber die Ersatzteillieferung mehrere Tage dauert, führt das im Ernstfall zu einem kompletten Ausfall mit hohen Kosten. Der Sensor sollte daher nicht nur frühzeitig Informationen oder Vorhersagen über ein defektes Bauteil liefern, sondern eine automatisierte Reaktion zur Behebung des Fehlers auslösen – in diesem Fall also einen Bestellvorgang für das passende Ersatzteil.
Mit sogenannten Smart Contracts können mit der Blockchain Prozesse für einzelne Geräte unter bestimmten Bedingungen vorab und automatisch genehmigt werden. Im oben genannten Predictive-Maintenance-Beispiel würde der Blockchain die Rolle als "vertrauenswürdige Autorität" zugeteilt. Somit kann die Transaktion der durch den Sensor ausgelösten Ersatzteilbestellung legitimiert werden.
Fehlender rechtlicher Rahmen
Die Vorteile der Blockchain für das IoT liegen also auf der Hand. Jedoch sind viele Funktionen heute noch nicht so vollumfänglich einsatzfähig, wie sich das die Industrie wünschen würde.
Einige technische Herausforderungen stehen dem Einsatz der datenintensiven Blockchain-Technologie noch im Weg, zum Beispiel die begrenzte Lebensdauer der Batterien in IoT-Geräten. Daneben gibt es noch einiges zu tun bei Datenschutz und offiziellen Richtlinien. Zuverlässige Regularien für den Einsatz von Blockchain im IoT finden sich bislang nicht. Unternehmen sind also noch weitgehend auf sich allein gestellt, was besonders in puncto Datenschutz zu einem großen Risiko führen könnte. Ein Risiko, das viele Unternehmen bislang nicht eingehen wollen und können. Denn bei der Transparenz, die die Blockchain bietet und ermöglicht, können auch zu viele Informationen an Dritte weitergegeben werden.
Um das Risiko zu minimieren, müssen die Zugänge der einzelnen Parteien und die Parameter für die gemeinsame Nutzung klar definiert und abgegrenzt sein. Vorbereitung und eine klare Strategie für die Umsetzung sind also wesentlich, um alle Parameter für die Blockchain von Anfang an korrekt aufzusetzen. Solange aber Unternehmen dabei nicht auf einen klaren rechtlichen Rahmen setzen können, benötigt dies Zeit und verursacht Kosten. Diese Investition können gerade kleine und mittelständische Unternehmen nur selten tätigen.
Fazit
Die Vorteile der Blockchain sind zu groß, als dass sie mittelfristig nicht Standard im Internet der Dinge werden sollte. Die Zukunft dürfte zeigen, wie die Blockchain-Technologie konkret im IoT zum Einsatz kommt. Ebenfalls muss man noch beobachten, wie Herausforderungen wie Datenschutz, rechtliche Auswirkungen und Batterielebensdauer angegangen werden. Doch schon heute sehen wir, dass die Branche beständig daran arbeitet, die Hürden abzubauen und die Blockchain im IoT aufgehen zu lassen. Doch auch abseits davon bietet die Blockchain-Technologie schon heute viele Vorteile für Unternehmen.
(dr)
Martin Giess ist CTO und Mitbegründer bei EMnify.