Blockchain?! Das ist doch das mit den Bitcoins, oder?

Blockchain?! Das ist doch das mit den Bitcoins, oder?

Mit dem Begriff „Blockchain“ verbinden die meisten Menschen Kryptowährungen wie Bitcoin oder Ethereum. Was vielen nicht bewusst ist: Kryptowährungen stellen nur einen speziellen Anwendungsfall für die Verwendung einer Blockchain dar. Vorteile bietet diese Technologie auch für den 3D-Druck. Warum genau eignet sich Blockchain für diese Art der Fertigung?

Die eigentliche Idee hinter einer Blockchain ist die (nahezu) manipulationssichere, dezentrale Speicherung beliebiger Daten mittels kryptographischer Methoden. Dies schließt nicht nur simple Textdateien, Bilder oder die Dokumentation von Transaktionen in Kryptowährungen ein. Es können auch komplett automatisierte Verträge bzw. Programmabläufe, sogenannte Smart Contracts, samt durchgeführter Aktionen und Transaktionen fälschungssicher und damit nachweisbar hinterlegt werden.

Diese Eigenschaften machen das Thema Blockchain natürlich nicht nur für Finanztransaktionen in Bitcoin interessant, sondern für alle Anwendungsgebiete, in denen das Thema Nachweisbarkeit eine entscheidende Rolle spielt. Die Vorteile der Blockchain-Technologie für eines dieser Anwendungsgebiete, nämlich für die Additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck wurde daher im Rahmen der zweiten Software AG Innovation Week im letzten Herbst genauer beleuchtet.

Die Innovation Week ist ein Software AG-interner Hackathon zur Förderung und prototypischen Umsetzung von innovativen Ideen und Konzepten im Rahmen einwöchiger Kurzprojekte. Sie findet zweimal im Jahr jeweils im Frühjahr und Herbst statt. Die Ideen für die Kurzprojekte kommen direkt von Mitarbeitern und werden von diesen in kleinen Teams während der Innovation Week prototypisch umgesetzt. Die gewonnenen Erkenntnisse und Ergebnisse werden am Ende der Innovation Week in einem Webcast vorgestellt und fließen gegebenenfalls auch in Produkte der Software AG ein.

Blockchain: Sensible Daten müssen manipulationssicher sein

Die additive Fertigung bietet neue Ansätze in der Fertigung. Hierbei werden Erzeugnisse durch sukzessives Auftragen von Materialschichten produziert. Mit 3D-Druckverfahren wie DMLS (Direct Metal Laser Sintering) können durch spezielle Formgebung komplexe funktionale Komponenten mit geringem Gewicht hergestellt und Ersatzteile lokal bedarfsgerecht produziert werden. Für zulassungsrelevante Industriezweige, in denen die Erzeugnisse u.a. mechanischen oder thermischen Anforderungen genügen müssen, ist deren Fertigungsvorgang mit einer Vielzahl von Branchenanforderungen und Zulassungsschritten verbunden. Um das Potenzial der additiven Fertigung auch hier voll ausschöpfen zu können, ist es notwendig, die Daten der einzelnen Prozessschritte (Konstruktion, Fertigung, Nachbearbeitungsprozesse und begleitende Qualitätssicherung) zu bündeln und allen berechtigten Personen zugänglich zu machen. Da es sich hierbei um sensible Daten handelt, muss gewährleistet sein, dass diese auch nachträglich nicht mehr geändert werden können. Die während des Fertigungsvorgangs gesammelten Sensordaten werden konkreten Bauteilen zugeordnet. So kann dokumentiert werden, ob die Vorgaben für jedes additiv gefertigte Teil eingehalten werden.

Wenn Blockchain-Technologien wie Smart Contracts verwendet werden, können sämtliche Daten der additiven Fertigung vom 3D-Design über die Zuordnung von Fertigungsanforderungen und Fertigungsprotokolle manipulationssicher in einer Blockchain-basierten Plattform verwaltet werden.

Prototyp einer Blockchain-basierten Web-Plattform für den 3D-Druck entwickelt

In der Innovation Week nun wurde das Projekt „Blockchain-based Additive Manufacturing Management“ angegangen. Das Ziel: eine prototypische Entwicklung einer Blockchain-basierten Web-Plattform für die Additive Fertigung, welche den gesamten Fertigungsprozess von der Vermarktung und Zertifizierung der 3D-Modelle bis hin zur Druckbeauftragung und -durchführung abbildet sowie automatisiert und fälschungssicher dokumentiert.

Das Ergebnis des Hackathons ist vielversprechend: Die entstandene Web-Plattform mit angeschlossener Blockchain ermöglicht es Designern, 3D-Modelle wie z.B. Maschinenersatzteile für den 3D-Druck von zugelassenen Zertifizierungsstellen zertifizieren zu lassen und anschließend über einen Webshop zu vertreiben. Zu jedem 3D-Modell wird eine eindeutige Prüfsumme (Hash) berechnet und unveränderlich in der Blockchain abgelegt, welche das Modell eindeutig identifiziert. Hierdurch kann jederzeit verifiziert werden, ob ein 3D-Modell im Nachhinein verändert wurde. Aus Speicherplatzgründen werden die 3D-Modelle selbst nicht in der Blockchain abgelegt. Sie werden stattdessen im sogenannten Interplanetary File System gespeichert und über ihren in der Blockchain gespeicherten Hash dort eindeutig identifiziert.

Bei der Zertifizierung wird dann geprüft, ob das jeweilige Modell für den 3D-Druck zugelassen ist und welche Vorschriften eingehalten werden müssen. Hier können beispielsweise die zugelassenen Materialien und Materialeigenschaften, sowie Bedingungen an den Druckprozess, wie das Einhalten bestimmter Temperaturbereiche, definiert werden. Diese Parameter werden im Anschluss manipulationssicher in der Blockchain für das entsprechende Modell abgespeichert.

Die Kaufabwicklung wird ebenfalls über die Blockchain in Kombination mit einem Smart Contract automatisiert und abgesichert. Hierbei wird genau festgelegt, welcher Käufer von welchem Verkäufer welches 3D-Modell zu welchem Preis erwirbt. Käufer und Verkäufer werden hierbei anhand ihrer Blockchain-Adressen identifiziert, das 3D-Modell wie oben beschrieben über seinen Hash. Der Vertrag als auch die darin definierten Transaktionen werden unveränderlich in der Blockchain abgespeichert. Dadurch wird der Kaufpreis automatisch dem Käufer abgezogen und dem Verkäufer gutgeschrieben. Außerdem wird der Nachweis erbracht, ob ein Käufer das Recht zum 3D-Druck eines bestimmten Modells erworben hat oder nicht.

Die zertifizierten 3D-Modelle können nach Erwerb oder Lizensierung direkt auf einem 3D-Drucker gedruckt werden, der mit der IoT-Plattform Cumulocity verbunden ist. Durch einen weiteren Smart Contract wird der Druckauftrag an einen Cumulocity Agent übertragen, der den Druckvorgang steuert und in Echtzeit überwacht. Die bei der Herstellung erfassten Sensorwerte werden dezentral gespeichert und deren Prüfsumme unveränderlich in der Blockchain abgelegt. So kann jederzeit validiert werden, ob beim Druck all das eingehalten wurde, was zuvor bei der Zertifizierung als Bedingung definiert worden war. Zusätzlich werden die erfassten Sensorwerte an Cumulocity übermittelt und mit der Streaming-Analytics-Plattform Apama verarbeitet- So kann der Druckvorgang in Echtzeit überwacht werden. Das heißt konkret, dass aus den in der Blockchain formulierten Bauteilanforderungen automatisiert ein Programm zur Überwachung der Sensordaten (Event Monitor) erzeugt wird. Sollte es zu Abweichung der Produktion gegenüber den Vorgaben kommen, wird eine Warnung ausgelöst. Werden Grenzwerte überschritten, kann der Druck auch abgebrochen werden.

Blockchain-Technologie in Forschungsprojekten

Die Möglichkeiten der Blockchain-Technologie werden übrigens auch im Rahmen des durch das BMWi geförderten Forschungsprojekts AUDIo genauer untersucht. Hier geht es um die Entwicklung einer Auditlösung für datengetriebene Dienstleistungen mit Machine Learning-Ansätzen auf Basis der Blockchain.

In dem vom BMWi geförderten Forschungsprojekt AMCOCS wird eine KI-gestützte Plattform für digitale Prüf- und Zertifizierungsverfahren in der additiven Fertigung erforscht. Hier bietet Blockchain, wie in dem entwickelten Demonstrator gezeigt, das Potential, die Integrität von Daten über mehrere Organisationen hinweg sicherzustellen.

In dem ebenfalls vom BMWi geförderten Forschungsprojekt Add2Log wird eine Plattform für dezentrale Produktion und Auslieferung von Bauteilen auf Basis additiver Fertigung und agiler Logistik erforscht und entwickelt. Bei der Fertigung von Bauteilen nach Konstruktionsplänen von Kunden, ist es wichtig, sicherzustellen, dass die zur Verfügung gestellten Pläne nur für die vertraglich vereinbarten Zwecke und in dem vereinbarten Umfang verwendet werden. Digitales Lizenzmanagement auf Basis von Blockchain-Technologie kann dabei helfen, dieses zu gewährleisten.

Und auch in der Energieversorgung kann diese Technologie genutzt werden. In dem vom BMBF geförderten Forschungsprojekt SynErgie 2 wird untersucht, wie Blockchain und ähnliche Technologien beim lokalen Handel und Nachweis in der flexiblen Energieversorgung von Fabriken anhand von Maschinen- und Stromzählerdaten genutzt werden kann.

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„Was das Internet für Informationen ist, ist die Blockchain für Transaktionen“

„Was das Internet für Informationen ist, ist die Blockchain für Transaktionen“

Interview mit Andrea Bürck, Head of Sales bei TYMLEZ

Frau Bürck, Sie arbeiten beim deutsch-niederländischen Blockchain-Start-up TYMLEZ und waren auch bei der diesjährigen InnovationTour dabei. Können Sie uns erklären, was TYMLEZ macht und wie Sie mit der Software AG zusammenarbeiten?

A. Bürck: Die TYMLEZ Solution Plattform nutzt Blockchain, eine der wichtigsten Digitalisierungstechnologien, um sie für Unternehmen nutzbar zu machen. Einzigartig bei TYMLEZ sind vor allem die stark vorkonfigurierte Plattform, mit der ein Kunde mühelos mit seinem ersten Projekt starten kann. Außerdem bietet TYMLEZ eine hohe Integration mit verschiedenen SAP-Services wie zum Beispiel der neuen Hochgeschwindigkeitsdatenbank SAP HANA.
Unsere Partnerschaft mit der Software AG beruht darauf, dass die beiden Trendthemen IoT und Blockchain immer mehr zusammenwachsen. Ein Beispiel ist Track and Trace: Bringt man an Produkte oder Güter Sensoren an, senden diese Daten, die mithilfe einer IoT-Plattform wie Cumulocity ausgewertet werden können. Diese Daten können mit TYMLEZ in der Blockchain abgelegt, dort sicher vor Manipulation gespeichert und von dort weiterverarbeitet werden. So kann der Hersteller der Güter in unserem Beispiel sicher sein, dass diese in den verschiedenen Bearbeitungsschritten nicht manipuliert worden sind, was sehr wichtig für die Qualitätssicherung ist.

Auf der InnovationTour haben Sie den Besuchern der Ausstellung mehrere Showcases mit TYMLEZ gezeigt, die die für viele noch immer abstrakte Blockchain-Technologie veranschaulichten. Können Sie ein Beispiel nennen?

A. Bürck: Gern! Einer unserer Showcases stammt aus dem Healthcare-Bereich: Das niederländische Unternehmen Nico.lab entwickelte auf Basis von TYMLEZ eine KI- und Blockchain-basierte Lösung für Krankenhäuser zur besonders schnellen Behandlung von Schlaganfallpatienten bei gleichzeitig höchster Datensicherheit. Die Kombination von KI und Blockchain unterstützt die Ärzte bei der Auswertung von Hirn-Scans und trägt dazu bei, das Risiko einer Verschlechterung der Folgen für die Patienten deutlich zu verringern.
Zeit und Sicherheit sind bei Schlaganfällen ein sehr bedeutender Faktor. Aus diesem Grund ist die Blockchain für medizinische Einsatzgebiete geradezu prädestiniert.

Welche Entwicklungsschritte sehen Sie in naher Zukunft für Ihre eigene Branche?

A. Bürck: Blockchain wird in Zukunft eine ebenso große Rolle spielen wie das Internet. Denn was das Internet für Informationen ist, ist die Blockchain für Transaktionen.
Allein, dass die Bundesregierung einen Blockchain-Hub ins Leben rief spricht für sich: Der Einsatz der Blockchain ist im Grunde überall in solchen Bereichen denkbar, in denen es auf Transparenz für die Beteiligten einer Lieferkette oder eines Workflows ankommt, auf hohe Geschwindigkeit und größte Sicherheit in der Datenverarbeitung. Ich bin sicher, wir werden in naher Zukunft Blockchain in Bereichen wie der Verwaltung, in der medizinischen Versorgung oder auch beim Thema Digital Passport sehen. Da unterschiedliche Blockchains sich zunehmend miteinander verweben, wird diese Technologie ein ähnliches Netzwerk bilden wie das Internet.

Vielen Dank, Frau Bürck, für Ihre Zeit und die Hintergründe zur Zukunftstechnologie Blockchain!

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„Wir sollten aufhören, davon auszugehen, dass Menschen grundsätzlich faul und passiv sind”

„Wir sollten aufhören, davon auszugehen, dass Menschen grundsätzlich faul und passiv sind”

Interview mit Ralf Günthner, Senior Partner & Digital Transformer bei TEAM-FACTORY.

 

Herr Günthner, Sie sind Senior Partner & Digital Transformer bei TEAM-FACTORY. Können Sie uns mehr dazu sagen, womit sich genau beschäftigen?

Günthner: Sehr gern. Wir bei TEAM-FACTORY sind der Überzeugung, dass die 4. Industrielle Revolution ein Spiel mit neuen Regeln und neuer Dynamik ist. Wir stellen uns Fragen wie: Was bedeutet die Transformation für Unternehmen? Welche Chancen sind durch Nutzung von Daten möglich? Welche Geschäftsmodelle eröffnen sich durch das Neudenken von Wertschöpfungsketten? Was sind die Auswirkungen auf Führungskräfte und Mitarbeiter? Diese Fragen faszinieren uns – daher begleiten wir Unternehmen bei diesen anspruchsvollen Transformationsprozessen und auf dem Weg in die Arbeitswelt 4.0.

Dieses Jahr waren Sie auf der InnovationTour der Software AG zu Gast. Welche Themen haben Sie vorgestellt?

Günthner: Mein Vortrag hat versucht, die Brücke zwischen neuen Technologien wie IoT, Künstlicher Intelligenz oder Blockchain und Initiativen wie New Work oder Arbeiten 4.0 zu schlagen – das sind auch meine ganz persönlichen Herzensthemen. Ich wollte aufzeigen, warum der Mensch und seine kreativen Potentiale im Mittelpunkt der Digitalen Transformation stehen sollten und wie es Unternehmen gelingt, den Nutzen aus neuen Technologien in einer effizienten Art und Weise zu realisieren. Ganz zu Beginn habe ich versucht, Ordnung in den recht unübersichtlichen Dschungel von Begrifflichkeiten und Buzzwords wie Digitalisierung, IoT, Blockchain, Künstliche Intelligenz, Holacracy oder Sociocracy zu bringen. Danach zeigte ich die neuesten Erkenntnisse aus der Hirnforschung auf und wie man den „Kompass der Digitalen Transformation“ nutzen kann, um die Menschen in Unternehmen fit und resilient zu machen für die Reise in die Welt 4.0.

Das klingt sehr spannend. Können Sie einen kurzen Einblick dazu geben, worauf es Ihrer Meinung nach am meisten ankommt?

Günthner: Es ist natürlich schwierig, den gesamten Vortrag nun in wenigen Sätzen zusammenzufassen, aber eine integraler Punkt ist meiner Meinung nach folgender: Während wir bisher in hierarchisch organisierten Strukturen “top-down” gearbeitet haben, sollten Unternehmen vermehrt auf agile Strukturen und Selbstorganisation setzen. Wir sollten aufhören, davon auszugehen, dass Menschen grundsätzlich faul und passiv sind, Anreiz benötigen und kontrolliert werden müssen, um Leistung zu erbringen. Es ist meiner Meinung nach wenig zielführend, zu denken, dass Menschen nur ungern Verantwortung übernehmen und Führung deshalb unweigerlich nur mithilfe von Druck und Kontrolle funktionieren kann. Ich bin der Auffassung, dass wir weg von diesem negativen Mindset müssen und Vertrauen in die Kreativität der Mitarbeiter setzen sollten. Nur durch Kreativität entsteht Innovation! Aus meiner Erfahrung als Leader in verschiedenen Organisationen, würden viele Menschen gerne mehr Verantwortung für ihren Aufgabenbereich sowie die Digitale Transformation übernehmen. Dies ist auch der Grund dafür, warum Führung in einer digitalisierten Welt nur funktioniert, wenn das Leadership-Team der Belegschaft die nötigen Freiheiten und Handlungsspielräume lässt.

Herr Günthner, vielen Dank für das Gespräch!

Günthner: Danke Ihnen! 

Die InnovationTour der Software AG fand auch in diesem Jahr wieder statt. Mit Beiträgen zu den Themen API Management, Data Analytics und Industrie 4.0 stellte die Software AG selbst, aber auch namhafte Kunden spannende Projekte zur Schau – alles anhand realer Anwendungsbeispiele. Nähere Informationen zur InnovationTour 2019 finden Sie hier https://www.softwareag.com/de/company/events/iot_tour/default.ht.

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SIBOS 2018 – das Geschäftsforum für die globale Finanzgemeinde

SIBOS 2018 – das Geschäftsforum für die globale Finanzgemeinde

Vom 22. bis 25. Oktober findet in Sydney die SIBOS 2018 statt. Rund 8.000 Teilnehmer aus der Banken- und Fintech-Welt kommen zusammen und diskutieren die weitreichenden Veränderungen bei Banken und Finanzdienstleistern, die sich durch die Digitalisierung ergeben. Die Veranstaltung steht dieses Jahr unter dem Motto „Enabling the digital economy“.

Die Digitalisierung ist nichts Neues und ein Großteil der Banken reagiert bereits auf die Neuerungen, die sie mit sich bringt: Dazu gehören Programme zur Entwicklung von Plattformen, neue Partnerschaften und die Umsetzung von Real-time-Zahlungen. Zudem gibt es zahlreiche Anstrengungen, um Use Cases auf Basis der Blockchain neu zu definieren – beispielsweise bei der Abwicklung von Wertpapiergeschäften oder für Trade Finance. Selbst das Internet of Things findet langsam Einzug in Produkte und Services von Banken. Entsprechend finden sich Trendhemen wie Echtzeit-Zahlungen, Open/API Banking, Blockchain und Cyber Security im Konferenzprogramm der SIBOS wieder. Darüber hinaus beschäftigt sich die Veranstaltung mit den Fragen, welche großen neuen Themen am Horizont auftauchen und wie sich die Branche mittelfristig, das heißt in fünf bis zehn Jahren, verändert.

Eine Reise in die Zukunft

Ein guter Indikator für relevante Trends ist das Programm von Innotribe – einer Initiative der Gesellschaft SWIFT, das innovative Kollaborationen bei Finanzdienstleistungen fördert. In Sydney macht SWIFT Innotribe einen Sprung in das Jahr 2030. Dabei behandelt jeder Tag der SIBOS ein anderes Thema: Am ersten Tag geht es darum, wie durch Dezentralisierung das Vertrauen in Banken beziehungsweise Bankgeschäfte gestärkt werden kann. Was bedeutet es, wenn Individuen ihre eigenen Daten kontrollieren und bestimmen, wie diese Daten genutzt werden? Am zweiten Tag steht die mögliche Nutzung von Quantencomputern im Fokus – anstelle des typischen Themas Verschlüsselung, zeigt Innotribe, welche praktischen Anwendungen und Fähigkeiten die Technologie darüber hinaus für Banken bereithält. Am dritten Tag geht es um Vernetzung („Interconnectedness of everything“), also darum, wie das Internet of Things und Künstliche Intelligenz (KI) Entscheidungen unterstützen. Schließlich bilden diese drei Bereiche die Grundlage für eine Diskussion darüber, wie die Gesellschaft in Zukunft aussehen wird und wie die Menschen im Jahr 2030 mit diesen Technologien umgehen werden.

Spannend wird bei allen Diskussionen die Frage sein, wie sich diese neuen Ansätze in die bestehenden Prozesse und IT-Landschaften der Banken integrieren lassen. Denn eines ist sicher: Keine Bank fängt auf einer grünen Wiese an. Die Integration von Daten und die Automatisierung von Prozessen über Systemgrenzen hinweg werden einmal mehr die zentralen Enabler des technischen und sozialen Wandels sein. Aber wie lassen sich diese Transformationsprogramme steuern und verwalten? Neue Skills bei Mitarbeitern und Dienstleistern sind erforderlich, um im Projekt und später in der Produktion erfolgreich zu sein.

Die Software AG wird die SIBOS in Sydney besuchen und anschließend die wichtigsten Diskussionen und Themen der Veranstaltung in einem weiteren Beitrag zusammenfassen.

Erfahren Sie hier mehr über die Innovationen, die die Software AG in der Finanzbranche umsetzt.

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Ende-zu-Ende-Sicherheit ist ein Muss

Ende-zu-Ende-Sicherheit ist ein Muss

Letztes Jahr etablierte die Software AG einen Wissenschaftlichen Beirat. Das Gremium bietet der Software AG durch seine wissenschaftliche Perspektive wertvolle Impulse für (potenzielle) neue Technologietrends. In dieser Artikel-Serie beleuchten die Experten ihre Forschungsgebiete und geben einen kurzen Ausblick, wie sich diese künftig entwickeln werden. Prof Dr. Michael Waidner ist der Leiter des Fraunhofer-Instituts SIT und Inhaber des Lehrstuhls für Sicherheit in der Informationstechnik an der Technischen Universität Darmstadt. Er beschäftigt sich mit den Themen Cybersicherheit und Datenschutz sowie mit neuen Technologien wie etwa Blockchain.

Die Vernetzung produktionstechnischer Anlagen bietet großes Potenzial zur Steigerung von Effizienz und Agilität. Durch Cloud-Technologien ist der Status der Maschinen und der Produktion insgesamt immer im Blick und Änderungen an der Analagenkonfiguration können jederzeit flexibel nach Marktlage erfolgen. Auf der anderen Seite wirft diese Vernetzung auch neue Fragen der IT-Sicherheit auf. Information und Steuerung sind nun nicht mehr in physikalischen Anlagen, sondern in Software abgebildet und somit vielfältigen Angriffen ausgesetzt. Bei mangelnder Absicherung dieser Software können beispielsweise Konkurrenten Einblick in Produktionsverfahren erhalten oder Saboteure gar die Produkte manipulieren oder die Produktion stilllegen.

Dass Angriffe auf industrielle Anlagen keine theoretischen Konstrukte sind, wurde bereits 2010 mit dem Stuxnet-Wurm offenbar. Notwendig ist, alle eingesetzten Softwareprodukte automatisiert auf typische Schwachstellen in Code und Konfiguration zu untersuchen. Dies schließt in einer modernen digitalen Fabrik beispielsweise Webanwendungen, cloudbasierte Plattformanwendungen, mobile Apps und auf den Produktionsanlagen selbst ausgeführte Steuersoftware ein. Die Überprüfung muss, insbesondere in Zeiten agiler Entwicklungsprozesse, bei jedem Update neu erfolgen. Da eine manuelle Begutachtung des Systems durch Experten aufgrund der Größe und Komplexität realistischer Installationen nicht zu leisten ist, sind automatisierte Scanner unerlässlich.

Wo Schwachstellen nicht geschlossen werden können, müssen diese isoliert werden, um ein Ausnutzen zu verhindern oder zumindest unverzüglich zu detektieren. Hierzu ist es wichtig, Anomalien frühzeitig zu erkennen und dem Betreiber zu ermöglichen, passende Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Betreiber vertrauen zudem darauf, dass eingesetzte Plattformen wie etwa ADAMOS nicht nur sicher sind, sondern auch für die darauf aufbauenden Lösungen einfach nutzbare Sicherheitstechniken bereitstellen. Daher müssen die bereitgestellten Schnittstellen und Funktionen auch für nicht explizit geschulte Entwickler intuitiv sicher nutzbar sein.

Lesen Sie hier alle weiteren Beiträge des Wissenschaftlichen Beirats der Software AG:

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