Blockchain-Werkstatt – Projekte

• WindNODE: Blockchain-basierter Flexibilitätenhandel

• WindNODE: Blockchain-basierter Peer-to-Peer Energiehandel

• Blockchain Testing Lab

• Digitale Identitäten in der Blockchain

• AEGIS

• Blockchain IoT-Broker

• Die menschliche Blockchain
  

Im Rahmen des vom BMWi unterstützten WindNODE Projekts wurde eine Blockchain basierte Plattform zur Umsetzung eines zukunftsweisenden Flexibilitätenhandel entwickelt. Ziel der entworfenen Plattform ist es, die Integration lokaler und erneuerbaren Energiequellen in das lokale Energienetz zu erleichtern. Gleichzeitig sollen die durch nachhaltige und erneuerbare Energiequellen kurzfristig zur Verfügung stehenden Flexibilitäten erstmalig zum Erhalt der Netzstabilität eingesetzt werden können.

In dem durchgeführten Projekt wurde der Handel von verschiebbaren Lasten durch den Einsatz von Smart Contracts umgesetzt und in einem privaten Ethereum Netzwerk bereitgestellt. Durch den Einsatz einer Blockchain sind eine dezentrale Nutzung sowie verteilte Datenhaltung möglich. Weiterhin ist durch die Verwendung eines privaten Blockchain-Netzwerkes die Privatheit und der Schutz der sensiblen Daten gewährleistet.

Im Kontext des durch das BMWi geförderten WindNODE Projekts eine innovative und effiziente Plattform für den Handel lokal erzeugter Energie entwickelt. Die Blockchain basierte Plattform ermöglicht es Besitzern von lokalen und erneuerbaren Energiequellen, überschüssig erzeugte Energie direkt und ohne Mittelsmänner an Verbraucher in ihrer Nachbarschaft zu vermarkten. Da dies für beide Handelspartner monetäre Vorteile darstellen kann, kann die vorgeschlagene Handelsplattform den Einsatz und die Akquise von nachhaltigen und erneuerbaren Energiequellen fördern und so einen Beitrag zur Energiewende leisten. Durch die ökonomischen sowie ökologischen Vorteile könnte die Plattform somit richtungsweisend für die Integration von Smart Grids in den Smart Cities der Zukunft sein.

Innerhalb der Plattform wird durch die Integration verschiedener Smart-Meter-Protokolle eine minutengenaue und Blockchain basierte Abrechnung der tatsächlich gehandelten Energie zwischen den Handelspartnern gewährleistet. Dabei ist sowohl das Speichern und Bereitstellen der Zählerdaten als auch der eigentliche Peer-to-Peer Energiehandel in Form von Smart Contracts umgesetzt. Diese werden in einem privaten Ethereum Netzwerk bereitgestellt, wodurch eine Zugriffskontrolle ermöglicht wird und somit die Privatheit und der Datenschutz der Zähler- sowie Handelsdaten gewährleistet werden kann.

Das Blockchain Testing Lab bietet die Möglichkeit, Blockchain-Technologien und deren Anwendungsfelder detailliert und praxisnah untersuchen, evaluieren und einsetzen zu können. In dem bereitgestellten Labor werden dabei verschiedene Implementierungen der Blockchain als eigenständige Peer-to-Peer Netzwerke zur Verfügung gestellt. Diese sind als Sandbox-Umgebungen zu verstehen und bieten einen idealen Playground zum Testen und Evaluieren von innovativen Blockchain-Anwendungen aus dem industriellen und akademischen Umfeld. Hierdurch bietet das Blockchain Testing Lab das Potential zur Evaluierung und Zertifizierung dieser neuartigen Applikationen.

Weiterhin ermöglicht der Einsatz verschiedener Blockchain-Technologien die Gelegenheit, die Grundlagen der Blockchain und ihrer vielfältigen Variationen genauer zu verstehen und bis auf die Netzwerk- und Protokollebene untersuchen zu können. Dies ermöglicht, die für einen spezifischen Anwendungsfall am besten geeignetste Blockchain-Variation evaluieren und auswählen zu können.

Besonders viel Potential wird der Blockchain bei der Verwaltung von digitalen Identitäten zugeschrieben. Im Rahmen des Projektes mit dem Berliner Startup Jolocom wurde ein funktionierender Prototyp für die Erstellung, Verifikation und Suche digitaler Identitäten in der Ethereum-Blockchain aufgebaut. Die Lösung wurde in das dezentrale Kommunikationsnetzwerk des Unternehmens integriert. Ziel war es, herauszufinden, inwiefern sich die Blockchain-Technologie grundsätzlich und die Ethereum-Blockchain im Speziellen für das Management von dezentral gespeicherten digitalen Identitäten eignen. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Integration etablierter dezentraler Technologien, wie Linked Data oder WebID. Darüber hinaus wurden zentrale Aspekte wie Datenschutz, Nutzerfreundlichkeit, Skalierbarkeit und Kosten analysiert. Die Ergebnisse des Projektes lieferten verwertbare Erkenntnisse und Orientierungshilfen für den Einsatz der Blockchain in unterschiedlichsten Domänen.

AEGIS ist eine Big Data Plattform zur Speicherung, Verarbeitung, Analyse und Handel von heterogenen und mehrsprachigen Daten aus vielfältigsten Domänen. Die Lösung ermöglicht einen unkomplizierten und web-basierten Einsatz von etablierten Big Data und Machine Learning Werkzeugen, wie Spark, Tensor Flow oder Jupyter. Dateneigentümer verfügen über volle Datensouveränität und können differenziert über die Freigabe ihrer Daten bestimmen. Auf Basis der Blockchainlösung Hyperledger Fabric werden Informationen über Datentransaktionen, Rechtevergabe und Nutzungsbedingungen transparent und manipulationssicher für alle Nutzer der Plattform verwaltet. 

Die Blockchain und verwandte Technologien werden bei der digitalen Vernetzung eine zentrale Rolle einnehmen. Das Internet der Dinge ist konzeptionell dezentral organisiert mit vielfältigsten Teilnehmern und Akteuren. Für einen effektiven und nachhaltigen Einsatz müssen Technologie- und Domänengrenzen überwunden werden. Zentral organisierte Lösungen stoßen hier an ihre Grenzen. Im Rahmen des Projektes wurde dieser konkrete Einsatz der Blockchain praktisch erprobt. Dafür wurde eine prototypische FOKUS-weite Broker-Plattform auf Basis der Hyperledger Fabric Blockchain aufgebaut. Die grundsätzliche Funktion ist dabei ein Rollen und Rechte-basiertes Management von physischen Assets. Notebooks, Kameras, Bücher etc. werden dabei in verschließbaren Schränken aufbewahrt, deren Zugriff über NFC und die Smart Contracts in der Blockchain gesteuert wird. Dadurch ist zu jedem Zeitpunkt transparent, welche Assets von welchem Teilnehmer verwendet werden und welche Verfügbarkeiten bestehen. 

Wie funktioniert eine Blockchain? Wie sieht eine Transaktion aus und wieso kann sie nicht manipuliert werden? Um Blockchain zu verstehen muss man sie erleben. In diesem Tutorial werden Sie daher Teil eines Blockchain-Netzwerkes. Sie übernehmen die unterschiedlichen Rollen eines Blockchain-Knotens, in dem Transaktionen verteilt, verifiziert und gespeichert werden. Doch Vorsicht! Schwarze Schafe versuchen immer wieder Fälschungen einzustreuen und das System zu attackieren. Ein kurzweiliges Spiel mit Lerneffekt. Ganz nebenbei erfahren Sie, wie Konsens in einem verteilten Netzwerk entsteht und was im inneren einer Blockchain tatsächlich stattfindet.