Blockchain: Die Vorteile und die Nachteile

Im Frühsommer 2017 schien das Zeitalter der Kryptowährungen angebrochen zu sein. Bitcoins und Ethereum eilen von Höchstkurs zu Höchstkurs. Während die Hausse dieser Spekulationsobjekte an die euphorischen Zeiten des Neuen Marktes an der Deutschen Börse um die Jahrtausendwende erinnert und mittlerweile eine Investition wohl bereits mehr Risiken als Chancen birgt, steht die Basistechnologie, die das Ganze als Rückgrat zusammenhält, nämlich die Blockchain, vermutlich erst am Anfang ihrer Erfolgsgeschichte.

Ursprünglich erdacht vom Bitcoin-Schöpfer Satoshi Nakamoto als untrügliches Dokumentationsvehikel zum Nachweis der Existenz von dezidierten Bitcoins und den dazugehörigen Eigentumsverhältnissen, weist das Konzept eine Reihe von Vorteilen auf, dazu allerdings auch einen erheblichen Nachteil.

Im Unterschied zu bisherigen Verfahren für die Dokumentation von Eigentumsübertragungen, wie sie etwa im Zahlungsverkehr oder im Börsenhandel stattfinden, ist die Blockchain so konzipiert, dass die Anwendung und die dazugehörigen Daten nicht in einer zentralen Instanz, wie etwa auf einem Server bei einer Bank, gespeichert werden, sondern über alle Teilnehmer des Systems verteilt sind. Sämtliche Nutzer der Technologie übernehmen gemeinsam die Funktion einer Kontrollinstanz, die für die Integrität und Richtigkeit des Systems einsteht. Dadurch können Angriffe auf das System selbst verhindert werden, ohne dass einer zentralen Instanz vertraut werden muss.

Bei der Blockchain-Technologie ergibt sich somit kein Bedarf für eine vertrauenswürdige dritte Partei. Da Letztere stets darauf bedacht sein muss, die Kosten ihrer Dienstleistung den Systemnutzern direkt oder indirekt in Rechnung zu stellen, ergibt sich ein erhebliches Effizienzpotenzial, wenn Geschäftsprozesse so organisiert werden können, dass diese Institution überflüssig ist.

Das ruft all jene auf den Plan, denen die Gebühren der Banken sowieso ein Dorn im Auge sind. Es wird eine schöne neue Welt entworfen, in der Zahlungen direkt zwischen Zahlungspflichtigem und Zahlungsempfänger, also Peer-to-Peer, abgewickelt werden, und das auch noch in Echtzeit. Aber ist das eine Vision mit echten Realisierungspotenzial oder doch ein Trugbild? Um die Frage beantworten zu können, muss man sich die Funktionsweise einer Blockchain ansehen.

Große Sicherheit

Der Begriff Blockchain bezieht sich auf einen Grundpfeiler der Architektur, der sich von den Architekturen anderer Peer-to-Peer-Systeme unterscheidet: das Zusammenfassen von Datensätzen in Arrays, die auf ihren jeweiligen Vorgänger verweisen und auf alle Teilnehmer des Netzwerks verteilt sind. Der häufig verwendete Begriff "Distributed Ledger" beschreibt dabei ein zentrales Prinzip dieser Technologie.

Anstatt Transaktionen auf einer einzigen zentralen Datenbank zu speichern, wird eine komplette Kopie des Journals bei jedem Teilnehmer in diesem Netzwerk gespeichert. Das macht eine nachträgliche Änderung eines Eintrags praktisch unmöglich. Sie müsste auf allen Kopien der Datenbasis nachvollzogen werden. Oder wenn es verschiedene Versionen gibt, dann mindestens in der Mehrheit der Instanzen.

In der Tat verfolgen originäre Blockchain-Versionen wie Bitcoin oder Ethereum ein demokratisches Mehrheitsprinzip. In einem sogenannten Proof-of-Work-Ansatz werden von jedem Teilnehmer stets alle Verknüpfungen von Anfang an bis zur letzten gegenwärtigen Transaktion nachgerechnet und verifiziert. Damit ist die Integrität des Systems gewährleistet.

Eine vertrauenswürdige Institution im System samt den damit verbundenen Kosten ist überflüssig. Menschen können Zahlungen an andere Menschen leisten, ohne diese notwendigerweise zu kennen. Die Funktion des Intermediärs übernimmt bei Blockchain-Transaktionen der kryptografische Beweis. Vertrauen wird durch das System geschaffen.

Ein wesentlicher Nachteil der Blockchain besteht aber darin, dass alle Transaktionen aufgezeichnet und wie in einem Buchungsjournal mitgeführt werden. Je größer die Zahl der Transaktionen ist, die abgewickelt werden sollen, desto mehr fällt dieser Nachteil ins Gewicht. Bei zirka 200.000 Transaktionen pro Tag auf der Bitcoin-Blockchain bewegen wir uns heute bereits im Bereich jenseits von 100 GB für die Blockchain.

Und damit ist eines völlig klar: Für die zirka 20 Milliarden Überweisungen pro Jahr im deutschen Inlandszahlungsverkehr ist sie schlicht untauglich. Zu der großen Datenmenge kommt ja noch die notwendige Rechenleistung, um im Rahmen des Proof-of-Work-Konzepts die Integrität der Blockchain immer wieder neu zu bestätigen. Die erfordert nicht nur große Rechnerkapazitäten, nein, diese Rechner benötigen auch eine Unmenge Strom, um die Verknüpfungshistorie nachzuvollziehen.

Absurder Systemumfang

Zu allem Überfluss haben wir es im Massenzahlungsverkehr mit einer sehr großen Anzahl von Beteiligten zu tun. Wo heute in der Bitcoin-Community Hunderttausende Teilnehmer an der Blockchain hängen, würde morgen die Teilnehmerzahl im mittleren zweistelligen Millionenbereich liegen. Neben der Größe der Blockchain in GB (und dann schon bald in TB) führt die Explosion der Instanzen der Blockchain zu einem absurden Umfang des Gesamtsystems, das in diesen Dimensionen wirt­schaftlich gar nicht mehr darstellbar wäre. Auch die heute als Vorteil angeführte Schnelligkeit der finalen Bestätigung einer Transaktion bliebe bei einem System des geschilderten Ausmaßes auf der Strecke.

Vier Anwendungsfälle

Wo die Blockchain von ihren Befürwortern ursprünglich als disruptive Innovation gesehen wurde, nämlich im Zahlungsverkehr zwischen Privatpersonen, erweist sie sich also bei näherem Hinsehen als Trugbild. Das ist das Schicksal mancher Vision in der Vergangenheit gewesen. Bei der Blockchain wird dies aber nicht das Ende der Geschichte sein. Dazu sind die Vorteile zu offensichtlich. Wenn sie für einfache Transak­tionen mit sehr hohen Stückzahlen nicht taugt, dann sollte man nach alternativen Einsatz­möglichkeiten schauen. Diese finden sich sowohl in der Finanzindustrie als auch in anderen Bereichen.

Vier Anwendungsfälle sollen im Folgenden kurz vorgestellt werden:

1. OTC-Derivate bei Banken und Versicherungen.

2. Dokumentärer Auslandszahlungsverkehr.

3. Öffentliche Register.

4. Dezentrale Energieversorgung.

1. OTC-Derivate

Over-the-Counter-(OTC-)Derivate sind heute aus der Finanzindustrie kaum noch wegzudenken. Versicherer setzen sie ein, um sich selbst gegen allzu hohe Schäden aus Naturkatastrophen abzusichern, Banken steuern mit ihrer Hilfe das Zinsänderungsrisiko, Investoren sichern sich mit ihnen den Einfluss auf Unter­nehmen, ohne direkt sichtbar zu sein. OTC-Derivate sind als Finanzinstrumente besonders flexibel, sie können auf jede Situation zugeschnitten werden. Allerdings sind sie auch aufwendig in der Verwaltung und ziehen komplexe Prozesse in den Back Offices der beteiligten Finanzinstitutionen nach sich. Da ihr Aufkommen begrenzt ist, scheinen sie prädestiniert für den Einsatz einer Blockchain.

Sogenannte Cat-Swaps oder Cat-Anleihen setzen Versicherer ein, um im Rückversicherungsbereich Naturkatastrophen abzusichern. Bei solchen Derivaten wird ein genau beschriebenes Trigger-Ereignis zum Auslöser von Zahlungsströmen, die den mit diesem Ereignis verbundenen Schaden aus dem Erstversicherungsbereich kompensieren. Das Vertrags-Management erfordert einen hohen manuellen Arbeitsaufwand. Die Blockchain kann in diesem Szenario einiges bewirken, handelt es sich doch um überschau­bare Stückzahlen. Dieser Anwendungsfall erfährt ein weiteres Optimierungspotenzial durch den Einsatz von intelligenten Verträgen (Smart Contracts).

Voraussetzung dafür ist die Erweiterung der eingesetzten Blockchain mit einer eigenen Programmiersprache zur Erstellung von Applika­tionen. Dies ist zum Beispiel bei Ethereum der Fall. Damit könnten alle Ereignisse im Lifecycle des Swaps (einschließlich der daraus resultierenden Transaktionen) innerhalb der Blockchain direkt implementiert werden. Damit schließlich eine vollständig automatisierte Vertragsabwicklung stattfinden kann, ist in diesem Kontext noch die Einbindung externer Wetterdaten in Smart Contracts zu realisieren.

Für diese in Expertenkreisen als "Orakelproblem" bezeichnete Thematik gibt es schon die ersten Konzepte zur Lösung. Auch hier wäre die Technologie in hohem Maße manipulationssicher, da nicht mehr eine Instanz, sondern viele dezentrale Instanzen Veränderungen verifi­zieren. Das Vertrauen ist somit ein integraler

Vorteil der Technologie und macht neben den zen­tralen Prüfinstitutionen auch zeitaufwendige Prüfprozesse in den Workflows der beteiligten Geschäftspartner überflüssig.

Ein weiteres Beispiel aus der Finanzwelt sind die Equity Swaps. Diese in der Praxis zum Beispiel für die Vorbereitung einer Übernahme von Unternehmen eingesetzten Finanzinstrumente zeichnen sich bislang durch eine komplexe Geschäftsabwicklung aus, bei der zum Beispiel fortlaufend Market-to-Market-Bewertungen stattfinden, Sicherheitszahlungen (Margins) fällig werden und Corporate Actions als Pflichtmitteilungen vorzunehmen sind. Bislang ist es in diesem Marktsegment bei den Banken üblich, dass dafür proprietäre Systeme mit proprietären Datenformaten eingesetzt werden.

Das bedeutet, dass jeder Marktteilnehmer für den Handel mit n verschiedenen Kontrahenten auch n verschiedene Schnittstellen entwickeln, testen und warten muss. Dies könnte revolutioniert werden, wenn alle Swap-Transaktionen für eine bestimmte Aktie in Zukunft auf einer gemeinsamen Blockchain abgebildet werden. Ist diese, wie oben beschrieben, mit einer eigenen Programmiersprache ausgestattet, dann können alle Ereignisse im Lifecycle des Swaps einschließlich der daraus resultierenden Transaktionen innerhalb der Blockchain als Anwendung implementiert werden. Im hier vorgestellten Beispiel wurden im Jahr 2016 in einem Pilotprojekt 133 Testfälle erfolgreich durchgespielt.

2. Dokumentärer Auslandszahlungsverkehr

Das Auslandsgeschäft spielt für die deutsche Wirtschaft eine wichtige Rolle: 2015 wurden Waren im Wert von 1,2 Milliarden Euro ausgeführt und Waren im Wert von 950 Milliarden Euro importiert. 42 Prozent der Exporte gingen in Länder außerhalb der EU, oft waren die Handelspartner in Schwellen- oder Entwicklungsländern ansässig. Damit sind Risiken verbunden, die besonders abgesichert werden müssen.

Bisher wurden hier Dokumenten-Akkreditive (eine Form der Abwicklung des Zahlungs- und Kreditverkehrs bei Auslandsgeschäften) oder vergleichbare Bankprodukte als Zahlungs- und Absicherungsinstrumente eingesetzt. Konkret verhält es sich dabei so, dass zwei Banken für das Vertrauen zwischen Importeur und Exporteur sorgen: Die eine Bank versichert, dass die gekauften Güter geliefert wurden, und die andere, dass der zu zahlende Geldbetrag auf dem Konto verfügbar ist. Dadurch kommen Exporteur und Importeur überhaupt erst zusammen. Aus dem abstrakten Geschäft zwischen weit voneinander entfernten Geschäftsparteien wird ein Zug-um-Zug-Geschäft der klassischen Art: Ware gegen Geld.

Auch hier gilt: Geschäftsprozesse, die heute mit großem manuellem Aufwand verbunden sind, beinhalten das größte Potenzial einer Automatisierung in Form von Smart Contracts. Auch der dokumentäre Zahlungsverkehr wurde bereits auf einer Blockchain abgebildet. Ein Konsortium aus der Bank of America, Merrill Lynch, HSBC und der Infocomm Development Authority of Singapore hat im Spätsommer 2016 einen Proof of Concept aus insgesamt sieben Einzelschritten vorgestellt.

Das Geschäft beziehungsweise die einzelnen Geschäftsschritte wurden dazu als eine Reihe von Smart Contracts auf einer privaten Blockchain auf Basis des Hyperledger-Protokolls von IBM implementiert und liefen anschließend automatisiert ab. Damit ließen sich der manuelle Aufwand deutlich reduzieren und gleichzeitig die Prozesssicherheit erhöhen.

3. Öffentliche Register

Im öffentlichen Sektor zählen die dort geführten Register zu den am häufigsten genannten Anwendungsbeispielen. Die Blockchain mit ihrer nachvollziehbaren und transparenten Dokumentation von Transaktionen ähnelt in ihren Prinzipien der klassischen Registerführung sehr.

Als wesentliche Vorteile können die Transparenz sowie die Unveränderbarkeit der Einträge genannt werden. Ein Ziel des Blockchain-Einsatzes in der öffentlichen Verwaltung kann es sein, die fehlende staatliche Infrastruktur zu ersetzen. Dies gilt vor allem für weniger entwickelte Staaten. Auch die Korruption in diesem Bereich kann mit der Transparenz einer Blockchain wesentlich erschwert werden. Wo wir funktionierende Verwaltungen haben, können die Prozesse der Eigentumsübertragung, der Meldung von Personen oder Kraftfahrzeugen wesentlich verschlankt werden und für die Bürger weniger zeitaufwendig und insgesamt kostengünstiger gestaltet werden.

Neben der elektronischen Darstellung von verschiedenen öffentlichen Registern kann die Blockchain auch die Zusammenarbeit zwischen Verwaltungen erleichtern, um beispielsweise herauszufinden, ob bestimmte Informationen oder Dokumente bei einer Verwaltung vorliegen. Dabei kann auch der Austausch von Dokumenten zwischen Verwaltungen insofern vereinfacht werden, als dass für das Bestätigen der Herkunft und Echtheit eines Dokuments digitale Signaturen nicht zwingend benötigt werden.

Anforderungen aus dem E-Government-Gesetz könnten auf diese Weise erfüllt werden. Hier­bei gilt es jedoch zu berücksichtigen, dass Vertrauen zu schaffen eine Hauptfunktion staat­licher Register ist. Dieses Ziel muss das Han­deln von Staat und Verwaltung stets im Auge behalten.

4. Dezentrale Energieversorgung

Im Energiemarkt spielt zusätzlich das eigentliche Produkt Strom eine Rolle bei der Abwicklung der Geschäftsprozesse. Es finden also nicht nur Transaktionen von Werten und Informationen statt wie etwa im Bankgeschäft, sondern es muss auch der Handel von Energie über eine spezielle Netzinfrastruktur berücksichtigt werden.

Überträgt man die bisherigen Erfahrungen aus der Finanzwirtschaft auf die Energiewirtschaft, kann die Blockchain Enabler für ein dezentrales Energieliefersystem werden. Das heutige mehrstufige System vom Stromerzeuger, Übertragungsnetzbetreiber, Verteilnetzbetreiber bis hin zum Verbraucher lässt sich möglicherweise stark vereinfachen, indem Verbraucher und Erzeuger direkt in Verbindung gesetzt werden und es gelingt, die Netzsteuerung an die veränderten Anforderungen anzupassen.

Verbraucher können dabei gleichzeitig Erzeuger sein. Als sogenannte Prosumer mit Erzeugungskapazität für Strom durch Solaranlagen, Blockheizkraftwerke oder Windanlagen können sie Strom liefern. Gleichzeitig treten sie auch als Verbraucher auf. Die getätigten Transaktionen werden auf ein Blockchain-System übertragen, dort wird der Vorgang der Lieferung initiiert und gleichzeitig manipulationssicher dokumentiert. Die Abwicklung der Transaktionen erfolgt zwischen den Geschäftspartnern direkt über das Peer-to-Peer-Netz, dessen Rückgrat die Blockchain ist. Die Vision für eine zukünftige Blockchain-Anwendung im Energiesektor kulminiert in einem umfassenden, dezentral gesteuerten Transaktions- und Energieliefersystem.

Dazu gehört einerseits die Steuerung von Netzen durch Smart Contracts, die auf der Blockchain implementiert sind. Sie können durch feste Regeln für Energiefluss und -speicherung für die auf dem Energiemarkt notwendige Balance zwischen Angebot und Nachfrage sorgen. Dies erfordert zum Beispiel einen direkten Zugriff auf die Speicher und die Netze. Gleichzeitig können die Eigentumsverhältnisse im Hinblick auf den Strom selbst, aber auch hinsichtlich der dafür benötigten CO2-Zertifikate und Grünstrom-zertifikate abgebildet werden.

Fazit

Zusammengefasst lässt sich festhalten: Die Blockchain ist keine Lösung für Geschäftsprozesse mit einer großen Anzahl von einfachen Transaktionen. Aber sie hat unabhängig davon das Potenzial, komplexe Finanz- und Verwaltungstransaktionen zu digitalisieren und zu beschleunigen oder allgemein Dokumentationspflichten digital und sicher zu erfüllen. Deswegen kann es als sichere Prognose angesehen werden, dass diese Technik sich schon mittelfristig etabliert haben wird, und zwar unabhängig von der Frage, ob die sogenannten Krypto­währungen einen dauerhaften Platz in unserem Finanzsystem finden werden. Dabei wird sich die Blockchain keinesfalls nur auf den Einsatz in finanzwirtschaftlichen Geschäftsprozessen reduzieren lassen.

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