Gordon Lemme, Kilian Armin Nölscher, Erhao Bei, Christian Hermeling · 5 authors
In this paper, we use the blockchain technology to design a prototype to secure process data from a 3D-printer. Datastreams are gathered from various sources such as OPC UA servers and autonomous retrofit sensor nodes. This is followed by pre-processing for data reduction, storage in a data model, and the generation of a unique hash value over it. The hash values are stored in a blockchain using appropriate consensus methods, taking into account their temporal origin and production identification number. This also includes the context-related influence of sensor signals on the production process Restrictive access regulations using smart contracts make a partially or fully automated machine tool calibration possible. In this context, we show to realize a process partial or full automation through smart contracts. Physical machine tools and virtual simulations are integrated into the blockchain network to document the stability and performance.
Transformation of BPMN business process model will be a very important topic in the future of the Hyperledger Fabric blockchain environment. Machine transformation can increase the quality of transformation and thus reduce errors. The research paper first describes BPMN and the Hyperledger Fabric environment, what smart contracts are and why they are so important. In the second part, the raw transformation model is described, where the inputs for the transformations are BPMN and the metadata file, and the result is a smart contract written in Java that can be imported into the Hyperledger Fabric environment.
Zusammenfassung Distributed Ledgers werden seit ihrer Entstehung 2009 von vielen Seiten als Mittel zur grundlegenden Umgestaltung ganzer Branchen angepriesen. Während die Technologie sicherlich Potenzial bietet, diverse Steuerungs- und Abwicklungsprozesse zu revolutionieren, bedingt eine solche Umstellung einerseits fundiertes Wissen hinsichtlich der Rollen und Prozesse im entsprechenden Wirtschaftsumfeld sowie der technologischen Grundlagen von Distributed Ledgers, um dauerhaft Mehrwert zu schaffen. Dieses Buchkapitel zeigt am Beispiel der Energieversorgung auf, welche Faktoren für eine mehrwertgenerierende, sichere Implementierung der Ledger-Technologie berücksichtigt werden müssen: von technologischen Fragen bis zur Frage nach neuen Geschäftsmodellen und den damit verbundenen Risiken.
Purpose Following the call for strengthening the third pillar of knowledge in entrepreneurship as well as work-applied management contexts constituted by pragmatic design principles, we present a case study on an insurtech for insurance firms specialized in smart contract insurance solutions such as flight delay or ski resort insurance. Design/methodology/approach Design science. Findings This not only serves as a pointer for how insurances may master their digital transformation while remaining competitive. But moreover, on the meta level, we find that the adoption of entrepreneurial design principles by the students, whose experiential project represents our case study, does not necessarily require continuous support or foundational knowledge to be delivered beforehand. However, for a deeper or more holistic assessment of the case sketched in their project, it makes sense to introduce them to newer developments such as the simple, practical framework of the Entrepreneur's Question Index. Originality/value Innovative teaching method on innovative topics.
Johannes Sedlmeir, Hans Ulrich Buhl, Gilbert Fridgen, Robert Keller
Zusammenfassung Der enorme Stromverbrauch von Bitcoin hat dazu geführt, dass in Wissenschaft und Praxis oft eher undifferenziert Diskussionen über die Nachhaltigkeit von Blockchain- bzw. Distributed-Ledger-Technologie allgemein geführt werden. Allerdings ist die Blockchain-Technologie bereits heute alles andere als homogen – nicht nur hinsichtlich ihrer Anwendungen, die mittlerweile weit über Kryptowährungen hinaus in Wirtschaft und öffentlichen Sektor reichen, sondern auch bezüglich ihrer technischen Charakteristika und insbesondere ihres Stromverbrauchs. Dieser Beitrag fasst den Status quo des Stromverbrauchs verschiedener Implementierungen von Blockchain-Technologie zusammen und geht dabei besonders auf das kürzlich erfolgte Bitcoin Halving sowie sogenannte ZK-Rollups ein. Wir argumentieren, dass Bitcoin und andere Proof-of-Work-Blockchains zwar in der Tat sehr viel Strom verbrauchen, aber bereits heute alternative Blockchain-Lösungen mit deutlich geringerem Stromverbrauch verfügbar sind und weitere vielversprechende Konzepte erprobt werden, die gerade den Stromverbrauch von großen Blockchain-Netzwerken in naher Zukunft noch einmal deutlich senken könnten. Daraus schließen wir, dass die Kritik am Stromverbrauch von Bitcoin zwar legitim ist, jedoch daraus nicht eine Energieproblematik von Blockchain-Technologie generell abgeleitet werden darf. In vielen Fällen, in denen mithilfe von energieeffizienteren Blockchain-Varianten Prozesse digitalisiert oder verbessert werden können, darf sogar per Saldo durchaus mit Energieeinsparungen gerechnet werden.
The information systems of decentralized organizations are now networked as components of a global information system. Organizations, individuals and software act autonomously and are at the same time cooperatively involved in the creation of services. The planning and execution of the necessary interactions in the form of processes are not under the control of individuals. For the development and execution of processes under decentralized coordination, this work proposes an approach based on blockchain technologies. This addresses, on the one hand, the design of decentralized organizations and, on the other hand, the coordination of development that is distributed within such systems and is not centrally controlled. The thesis describes the decentralization and the model-based development of process-oriented systems from an organizational theory perspective. The focus is then on decentralized blockchain systems as development and execution platforms, with which the binding nature and integrity of transactions between a priori unknown nodes of a network can be guaranteed. The development and execution of processes are implemented on this basis using a model-based approach. This is established by an architectural framework for conceptual modeling, for cooperative modeling and for the tracking of instances. The conceptual modeling of networks, processes and instances makes use of the semantic object model (SOM) in order to map the task level of decentralized organizations to a decentralized task management level. The cooperative modeling and the tracking of instances use technologies for distributed version management in connection with smart contracts of the blockchain system Ethereum. The demonstration of the applicability of the approach based on a case study and a software implementation concludes the work.
This thesis aims to add knowledge that contributes to answering the question of how digital transformation technologies can contribute to increasing customer value in logistics and supply chain management (L&SCM), and how manufacturing companies can mindfully use them. The output of the thesis is an architectural framework that proposes performance components, approaches and methodologies that can help in capturing this customer value. To build the basis for such a framework, this research first deduces and presents the underlying definition of digital transformation and describes its potential for, as well as current barriers for its application in, L&SCM. The study uses a systematic literature review to identify nine underlying digital transformation technology bundles. These are: auto-identification technologies; information and communication technologies; the cloud; cyber physical systems; analytics; distributed ledger; automation technologies; augmented and virtual reality; and additive manufacturing. These technologies served as inputs for a nominal group technique workshop aiming to conceptualize the dimensions of customer value based on the technologies. The derived dimensions are information disclosure, time, product/production, service/assistance, quality, choice options, and planning. Based on these findings, this thesis presents an impact assessment for customer-based L&SCM performance. The three-plus-one customer value propositions are availability, servitization, co-creation, and cognition as enhancement. Expert interviews provide the data for the architectural framework for capturing customer value based on digital transformation technologies in L&SCM. The six dimensions covered are the customer value proposition; the value portfolio; scope of collaboration; human resource management and organization; performance management; as well as the (re-)adjusting value assessment. The main scientific contribution lies in conceptualizing the customer value for L&SCM based on digital transformation technologies whereas the architectural framework constitutes the main practical contributions.
Die längst überfällige Neugestaltung des europäischen Stromnetzes erfordert eine Aufteilung der Hauptenergiepools in kleinere und regionale Energieerzeuger. Die Vor-Ort-Produktion von erneubaren Energie kann einen positiven Beitrag zur Entlastung der Stromnetze leisten und damit die Netzstabilität erhöhen und die Kosten senken. Darüber hinaus ermutigen blockchainbasierte Smart Contracts Prosumer dazu, sich über das Peer-to-Peer-Netzwerk am direkten Handel zu beteiligen. Die dadurch geschaffene Transparenz eliminiert Intermediäre, erhöht die Entscheidungsfreiheit der User und verringert die Marktmacht der Hauptanbieter. Mit den passenden regulatorischen Maßnahmen kann diese Transformation beschleunigt und vorangetrieben werden. All dies kann eine breitere Beteiligung an der Ökostromerzeugung erleichtern und zu einem nachhaltigeren Stromnetz beitragen.
Purpose: The study provides a recent overview of the diffusion of blockchain technology in the logistics industry. It reveals the adoption of blockchain technology at German logistics service providers (LSPs) and their expectations regarding the future relevance of the technology. Based on the TOE Framework adoption supporting and inhibiting factors are identified. Methodology: In a first step, LSPs listed in the “Die Top 100 der Logistik 2016/2017” were contacted and questioned about their blockchain activities. Based on the responses, qualitative interviews were conducted with seven participants as part of a three-stage Delphi study. Findings: In particular small and medium-sized German LSPs are currently hardly involved in blockchain technology. Larger LSPs are beginning to define their own use cases and are trying to develop them further in joint projects with partners. A systematic use is currently not taking place. Originality: The study reveals the current discrepancy between rapidly evolving theoretical approaches for the use of blockchain technology in logistics, on the one hand, and the absence of the technology in everyday operations on the other hand. It also reveals a reluctant attitude of the management towards the technology.
Produzierende Unternehmen stehen unter großem Veränderungsdruck, der durch wachsende Produktkomplexität, steigende Kundenanforderungen und digitale Geschäftsmodelle induziert wird. Vorherrschende Trends wie Industrie 4.0 und Digitalisierung müssen genutzt werden, um nicht nur die Produktion effizienter zu gestalten, sondern auch innovative Geschäftsmodelle zu entwickeln. Diese gewährleisten, dass Unternehmen neue Märkte erschließen und neue Kunden gewinnen. Die von Unternehmen in der Vergangenheit fokussierten produktzentrierten Geschäftsmodelle werden durch die Digitalisierung in nutzerzentrierte Geschäftsmodelle transformiert. Zudem ist gerade eine Veränderung im Verhalten der Kunden zu beobachten, die sich zunehmend gezielt für Produkte mit höherem Leistungsumfang in Bezug auf digitale Fähigkeiten entscheiden, sodass sich die Digitalisierung ebenfalls in den Produkten wiederfindet. Dauerhafte Wettbewerbsfähigkeit bedarf folglich erweiterter digitaler Leistungen in Produkten.
In den vergangen Jahren haben Corwd-Sensing-Anwendungen immer mehr an Relevanz gewonnen. Mit der Zunahme von mobilen Geräten nahm auch die Verwendung dieser als Sensoren zur Datenerhebung zu. In dieser Arbeit betrachten wir hierbei die Nutzung eines solchen Systems zur Verfolgung mobiler Objekte. Smart-Contracts bieten seit wenigen Jahren die Möglichkeit, dezentral auf einer Blockchain Anwendungen zu implementieren, welche nicht auf einen einzelnen Server angewiesen sind. Smart-Contracts sind transparent und können außerhalb der ersichtlichen, implementierten Möglichkeiten nicht manipuliert werden. Mobile-Target-Tracking-Anwendungen selbst sind keine Neuheit mehr, wohl aber die dezentrale Ausführung dieser auf einer Blockchain. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Mobile-Target-Tracking-Anwendung implementiert, welche mithilfe von Crowd-Sensing ein Objekt sucht. Die erfassten Daten werden an den Smart-Contract in der Ethereum-Blockchain gesendet, dort gespeichert und nach Erreichen bestimmter Kriterien ausgewertet. Die korrekten Meldungen sollen vom Smart-Contract mit einem Ether-Betrag belohnt werden. Dazu werden in dieser Arbeit verschiedene Algorithmen zum Finden einer konsistenten Menge von Sichtungen diskutiert. Die Herausforderungen der Implementierung und die Evaluation der entstandenen Smart-Contracts werden in dieser Arbeit vorgestellt.
Die digitale Transformation stellt das Supply Chain Management vor große Herausforderungen. Es muss Antworten und Lösungen finden, um in einem global vernetzten Marktumfeld die Wettbewerbsfähigkeit der Supply Chain sicherzustellen. Das Konzept der Blockchain und der Smart Contracts versprechen großes Potenzial. Gerade im Bereich der Prozessautomatisierung und der Kostensenkung, durch das Entfallen bisher notwendiger Clearingstellen. Allerdings stellt sich auch immer die Frage nach der Datensicherheit und Schutz vor unbefugter Manipulation. Ziel dieser Arbeit ist es Anwendungsmöglichkeiten und Potenziale einer Blockchain und Smart Contracts im Supply Chain Management zu identifizieren und zu beschreiben
Michael Hinterstocker, Florian Haberkorn, Andreas Zeiselmair, Serafin von Roon
Only a small share of German households make use of the opportunity to regularly switch their electricity supplier in order to fulfill their needs. Besides the relatively low possible monetary savings, another reason is the fact of long running contracts. The process of supplier switching for stakeholders in the energy market is quite time-consuming. This is caused by inefficient design of the process steps due to a lack of automation, of common data management and of direct communication between these stakeholders. Two options for optimizing this by means of a blockchain-based system are described and discussed here. These allow simplified communication between participating parties and therefore potentially quicker completion of the process. They enable automation of the whole process, prevent delays due to inconsistent data and therefore, allow intraday switching. An exemplary proof-of-concept implementation on the Ethereum blockchain shows the feasibility of the approach. Nevertheless, the advantages and disadvantages when compared to an alternative automated implementation, which is not blockchain-based, are still to be thoroughly examined.
Innerhalb der letzten Jahre wurden Blockchain-Technologien in vielen traditionellen Sektoren (z.B. im Finanzbereich) adaptiert. Dadurch wurden existierende Systeme neu überdacht und ganzheitlich neuartige Systeme erfunden. Allerdings blieb während dieser Zeit des raschen Fortschritts der Fokus stets auf der schnellen Produktentwicklung, was zu vielen Sicherheitsproblemen geführt hat durch die mehrere hundert Millionen von USD gestohlen oder verloren wurden. Nahezu alle derzeitig öffentlichen Blockchains bieten keine formale Semantik oder formales Framework zur Verifizierung von Smart-Contract-Code. Diese Arbeit präsentiert eine neuartige Semantik für Smart-Contract-Interaktionen und eine state-of-the-art Implementierung eines smart-contract-basierenden Investmentfonds für die Ethereum Blockchain. Der Fokus liegt darauf, eine formale Semantik für Smart Contracts mit dem tatsächlichen, wirtschaftlichen Anwendungsfall eines Investmentfonds zu verbinden. Genauer gesagt, die eingeführte Semantik bietet einen neuartigen Denkansatz dadurch, dass sie Smart Contract Interaktionen und nicht einzelne Smart-Contract-Ausführungen in den Mittelpunkt stellt. Die Blockchain wird durch einen Global State repräsentiert, auf welchem komplexe Transaktionen durch eine Big-Step-Semantik modelliert werden können. Der im Laufe dieser Arbeit entwickelte Investmentfonds ERCFund macht es möglich, in ein aktiv verwaltetes Portfolio von ERC20-Tokens und Ether zu investieren. Dies wird realisiert durch Tokens, welche als Anteil des Investmentfonds genutzt werden und je nach Bedarf gemünzt und vernichtet werden können. Außerdem unterstützt die Software mehrere fortgeschrittene Funktionen, wie z.B. Cold-Wallet-Support und Multi-Signature-Schutz durch Off-Chain-Signaturen. Wir zeigen, dass die eingeführte Semantik in einer realen, geschäftlichen Situation anwendbar ist, indem wir eine wesentliche Sicherheitsfunktion des Investmentfonds adaptieren und formal beweisen.
In zunehmendem Maße wird das Finanzsystem von digitalen Technologien beeinflusst. Welche Potenziale bringen diese neuen Technologien für das Geld- und Austauschsystem mit sich? Und wie können diese für eine nachhaltige Entwicklung eingesetzt werden?
Like how VoIP (Voice over Internet Protocol) disrupted cross‐border telephony, Bitcoin will bring huge savings and improved service in cross‐border payments and will therefore create the MoIP (Money over Internet Protocol) (Pantera Capital). Anhand einiger typischer Gradmesser der Netzwerkökonomie soll in der Folge aufgezeigt werden, welche massive Entwicklung das von Satoshi Nakamoto vorgeschlagene neue kryptografische Transaktionssystem innerhalb einer Zeitspanne von gut sechs Jahren genommen hat.
Darüber hinaus hat Bitcoin jedoch noch zusätzliche Vorteile: So wie im 19. Jahrhundert der Goldstandard eine Welle der Globalisierung losgelöst hat, kann der Bitcoin die Globalisierung von Handel und Dienstleistung auf eine neue Stufe heben. Der Bitcoin macht das Internet zur Währungsunion (Bitcoinblog.de). Die Bitcoin‐Architektur ermöglicht Dieses neue elektronische und weltweit verfügbare Zahlungssystem Die Bitcoin‐Technologie verteilt die Transaktionsverantwortlichkeiten über ein dezentrales Computernetzwerk, wodurch die Notwendigkeit der Involvierung teurer Finanzinstitute und Zahlungsdienstleister zur Authentifizierung und Überprüfung wegfällt und damit die Transaktionskosten und die Transaktionsdauer vermindert werden können.
Banks, as they exist now, are obsolete and will not exist as we know them in 10 years. Period. Without a doubt. We’ve seen this movie before. Is anyone using Delphi? CompuServe? AOL? What did they have in common? They tried to retrofit the Internet’s HTTP technology into their systems. They tried to force everyone into their closed loopholes. It worked, temporarily. You had a jump in revenues and profit, and then everybody found out you can deal directly with the source. You don’t need them They’re gone. The banking system is trying to do the same thing (Reggie Middleton, CEO of Veritaseum, designing P2P Smart Contracts through blockchain tech & inventor of UltraCoin). Wie schon oft in diesem Buch aufgezeigt, nutzt die Finanzwirtschaft schon jahrzehntelang Softwaresysteme wie das SWIFT-System, hat es aber bis dato geschafft, sich von der Digitalisierung des Internets abzugrenzen.
Die Möglichkeit der Programmierbarkeit des Bitcoins ist fast ein nachträglicher Einfall, auch wenn Sidechain‐Vorschläge diese Programmierbarkeit ein wenig leichter machen wollen und es bereits Altcoins mit verschiedenen spezifischen Anwendungen gibt. Im Gegensatz dazu wurde das Kryptowährungstechnologieprojekt Ethereum von Vitalik Buterin, seinem Erfinder, von Tag 1 als Software‐Entwicklungsplattform für dezentrale Applikationen konzipiert, und ihre Blockchain wurde speziell entwickelt, um die Ausführung dieser dezentralen Apps (auch Dapps genannt) zu unterstützen. Vitalik Buterin, 1994 in Russland geboren, war vor der Gründung von Ethereum auch involviert in die Entwicklungsprojekte Colored Coins und Mastercoins. Er gewann 2014 den "World Technology Award" und ein Stipendium des Risikokapitalgebers Peter Thiel. In dem Diskussionspapier zu Ethereum skizzierte Buterin vor allem die Grenzen einer Programmierbarkeit der Bitcoin‐Blockchain und schlug die Erstellung einer neuen komplett programmierbaren Blockchain mit einer turing‐vollständigen Programmiersprache vor. Anders als andere Blockchain‐Projekte soll die Ethereum Software nicht nur für einen Zweck nutzbar sein – sondern soll die Basis für die Erarbeitung aller möglichen Arten von Lösungen sein und dabei die Umsetzung intelligenter Verträge (Smart Contracts) ebenso erfassen als auch die Ethereum‐spezifische Idee von dezentralen autonomen Organisationen (DAOs).