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Blockchain: Blockchain für mehr Sicherheit im IoT

Blockchain – der am heißesten diskutierte Technologie-Trend über alle Branchen hinweg. Vielversprechend wird das neue Verfahren sogar als Gamechanger bezeichnet. Die primäre Intention dahinter ist es, die gemeinsame Nutzung von Daten und Transaktionen im Internet of Things sicherer zu machen.

Blockchain Bildquelle: © Monsit Jangariyawong - 123rf

Laut eines aktuellen Forschungsprojekts der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg erachten 70 Prozent der befragten deutschen Unternehmen Blockchain als wichtig für ihre Branche. Mögliche Anwendungsszenarien liegen etwa im Bereich Connected Cars oder im Gesundheitsbereich:  Vernetzungsfähige Autos wären beispielsweise in der Lage automatisch Parkgebühren zu bezahlen. Eine Mobility-as-a-Service (MaaS)-Station könnte Pendlern zur Verfügung stehende Fortbewegungsoptionen anbieten und die Gebühren für öffentliche Verkehrsmittel, Car- und Fahrrad-Sharing automatisch abrechnen. Im Gesundheitsbereich sind Szenarien vorstellbar, bei denen Medikamente, die ein Patient erhält, in einer elektronischen Kartei gespeichert werden. Diese ist dann für wichtige Beteiligte wie Ärzte und Apotheker einsehbar. Aber auch im Bereich Internet of Things stößt die Technologie auf reges Interesse – bisher kommt die Blockchain-Technologie jedoch vor allem als Grundlage vieler digitaler Währungen wie Bitcoin zum Einsatz.

Allgemein lässt sich die Blockchain am besten als dezentrale Datenbank beschreiben, in der Datensätze, Ergebnisse oder Transaktionen, die in Blöcken zusammengefasst sind, über eine kryptographische Signatur zu einer sogenannten Datenkette verknüpft werden. Die gespeicherten Daten gelten dabei als besonders fälschungssicher, denn es können lediglich Datensätze zur Blockchain hinzugefügt, nicht aber entfernt oder geändert werden. Jeder Datensatz enthält dabei einen sogenannten Hashwert, eine Art digitalen Fingerabdruck. Abgeschlossen wird ein Block mit einem sogenannten Header, der neben einem Hashwert, der sich aus sämtlichen Hashwerten des Blocks ergibt, auch den Hashwert des vorherigen Blocks enthält. Um einen Datensatz zu ändern müsste demnach die gesamte Kette verändert werden. Der Weg der Datensätze  lässt sich dadurch auch detailliert nachvollziehen – lediglich die handelnden Personen hinter ihnen sind nicht für jedermann einsehbar.

Die Datenbank selbst wird dezentral von verschiedenen, unabhängigen Servern, sogenannten Nodes oder Knoten, verwaltet. Wird ein neuer Datensatz in das sogenannte Peer-to-Peer-Netz hinzugefügt, tauschen sich die Knoten automatisch aus und synchronisieren sich, damit jeder Teilnehmer dieses Systems die gleichen Informationen besitzt. Der Ausfall einzelner Server beeinflusst daher nicht die Funktionsfähigkeit des Netzes oder die Speicherung der Daten. Zudem müssten Manipulationen auf der Mehrzahl der Nodes durchgeführt werden, um wirksam zu sein.  

Die Vorteile der Blockchain liegen demnach zum einen in ihrer Fälschungs- und Manipulationssicherheit. Zum anderen wird durch das Peer-to-Peer-System Korruption und die Einflussnahme Einzelner ausgeschlossen, da keine verwaltende Instanz mehr notwendig ist. Denn auch die Verifizierung neuer Datensätze läuft in diesem System über die Nodes, die mithilfe der Hashwerte die Echtheit der neuen Daten berechnen können. Zudem lässt sich der Weg der ausgetauschten Datensätze, Transaktionen und Informationen von jedem Teilnehmer gleichermaßen einsehen – lediglich die Personen hinter den Vorgängen sind anonymisiert. Die Technologie bietet daher ein hohes Maß an Transparenz.