Logistik-IT: Nachhaltig dank Blockchain

Ein Projekt am FIR an der RWTH Aachen untersucht, wie eine Blockchain-Applikation aufgebaut sein muss, um aktuelle Anforderungen des SCM zu erfüllen.

Der Nachweis von Nachhaltigkeitskriterien entlang der Supply Chain gewinnt zunehmend an Bedeutung. Bild: FIR an der RWTH Aachen
Der Nachweis von Nachhaltigkeitskriterien entlang der Supply Chain gewinnt zunehmend an Bedeutung. Bild: FIR an der RWTH Aachen
Therese Meitinger
LOGISTIK-IT

Nachhaltiges Wirtschaften und verantwortungsvoller Umgang mit Ressourcen und Umwelt haben in der deutschen Gesellschaft sowie für Unternehmen einen hohen Stellenwert erlangt. Das belegt etwa das 12. Hermes-Barometer von 2020. Um Aussagen zur Nachhaltigkeit von Endprodukten treffen zu können, müssen relevante Informationen über die gesamte Lieferkette aufgenommen und verteilt werden. Dies erfordert Transparenz. Mit der stärkeren Verflechtung der Unternehmen und dem Austausch umfassender, teilweise sensibler Daten, gewinnen aber auch die Themen Datensicherheit und Datenschutz an Relevanz. Die zunehmende Integration von IT-Systemen erhöht ebenfalls den potenziellen Schaden durch Angriffe.

Die technologische Grundlage für die geforderte Transparenz und IT-Sicherheit kann die Blockchain bieten – eine verteilte Datenbank mit außerordentlicher Datensicherheit, Verfügbarkeit von Informationen in Echtzeit im gesamten Netzwerk und hoher Verlässlichkeit. Daten zu Emissionen, Arbeitsbedingungen, Materialherkunft und weiteren Nachhaltigkeitskriterien lassen sich so entlang der Lieferkette aufnehmen und verteilen. Im Forschungsprojekt „ABChain“ untersuchen Wissenschaftler am Forschungszentrum FIR der RWTH Aachen, wie eine Blockchain-Applikation im SupplyChain Management aufgebaut sein muss, um den Anforderungen durch die beteiligten Stakeholder sowie den technologischen Bedingungen der Blockchain-Technologie zu entsprechen.

Interviews als Grundlage

Dass die Blockchain sich rein technologisch für den Einsatz im Supply Chain Management eignet, bedeutet jedoch nicht, dass ihre Potenziale auch effizient genutzt werden. Aus diesem Grund soll im Projekt „ABChain“ zwischen dem 1. Juli 2020 und dem 30. Juni 2022 eine anwendungsfallspezifische Blockchain-Architektur entwickelt werden. Diese Architektur soll sowohl die Anforderungen der Anwender als auch der Anbieter berücksichtigen. Dazu führten die Wissenschaftler in einem ersten Schritt elf Interviews mit produzierenden Unternehmen und Logistikdienstleistern als Anwender sowie Softwareanbietern und Blockchain-Start-ups als Anbieter durch. Hinzugezogen wurden außerdem Experten im Bereich des Datenschutzes sowie der Identifizierung von Produkten mithilfe eindeutiger IDs.

Eine zentrale Anforderung, die alle befragten Anwender formulierten, lag in der nahtlosen Integration der Blockchain-Lösung in bestehende IT-Systeme, um den Aufwand im Tagesgeschäft zu minimieren. Hierbei sollte stets die Möglichkeit zur Unterscheidung zwischen relevanten und irrelevanten Daten für das Teilen entlang der Lieferkette bestehen. Bei der Synchronisierung der Daten sollte laut den Anwendern außerdem eine Konsistenzprüfung erfolgen, die das Schreiben falscher Daten in die Blockchain erschwert.

Eine große Rolle spielten in den Interviews auch die Datensicherheit und der Zugriff auf die Daten durch Partner sowie Dritte. Dabei waren vor allem die Erstellung eines Informationssicherheitskonzeptes und das Einhalten der DSGVO – die auch das Löschen von Daten vorsieht – zentrale Anforderungen. Außerdem war es den produzierenden Anwendern sehr wichtig, dass sie selbst bestimmen können, wer welche Daten einsehen kann. Sie verlangten eine präzise Steuerung im Hinblick darauf, welche Daten auch im späteren Verlauf der Lieferkette an Dritte oder die Öffentlichkeit gelangen können. Bei den Logistikdienstleistern war dies kein Fokus, da größtenteils deren Kunden steuern, wer entsprechende Daten einsehen kann, und die Datenhoheit nicht bei ihnen selbst liegt. Diese Sicherheitsanforderungen lassen sich technologisch über die Schlüsselpaare in der Blockchain sowie die redundante Datenhaltung erfüllen.

Wer darf auf Daten zugreifen?

Im Rahmen der Gestaltung der Zugriffsrechte war auch die Governance der Blockchain-Applikation ein wichtiges Thema. Hierbei gilt es diejenigen Unternehmen und Richtlinien zu bestimmen, die im Zweifelsfall über die Gültigkeit von Daten und Transaktionen entscheiden können. Dieses Thema soll auch im weiteren Projektverlauf genauer betrachtet werden.

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Zusätzlich zu den Anforderungen wurden in den Interviews potenzielle Anwendungsfälle für eine Blockchain-Applikation im SupplyChainManagement besprochen. Die wichtigsten Anwendungsfälle der Gesprächspartner sind demnach eine allgemeine Produktrückverfolgung über den Produktlebenslauf und insbesondere von Nachhaltigkeitskriterien wie dem CO2-Verbrauch entlang der ganzen Lieferkette. Auch die Rückverfolgung von Zertifikaten wurde herausgestellt, da diese insbesondere bei Bio- oder fair hergestellten Rohstoffen beziehungsweise Produkten eine große Rolle spielen.

Neben den Anwendungsfällen im Bereich der Nachhaltigkeit wurde außerdem die Abwicklung von Zahlungen bei Lieferungen, insbesondere bei Schüttgut, oder aber eine Rückverfolgung sicherheitsrelevanter Bauteile von Produkten aufgeworfen. Die generelle Transparenz in der SupplyChain, die die Einführung einer solchen Lösung schafft, ermöglicht jedoch noch weitere Anwendungsfälle zur Optimierung und Verbesserung der überbetrieblichen Prozesse.

Das IGF-Vorhaben 21256 N der Forschungsvereinigung FIR e.V. an der RWTH Aachen wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. tm

Autoren: Jessica Rahn, Fachgruppe Produktionsplanung im Bereich Produktionsmanagement, und Tobias Schröer, Bereichsleiter Produktionsmanagement, beide am FIR an der RWTH Aachen.

Wie funktioniert eine Blockchain?

Die Nutzung der Hashfunktionen in einer Blockchain schließt es praktisch aus, dass Daten manipuliert oder gelöscht werden. Blockchains basieren auf kryptografischen Hashfunktionen, welche die Informationen in eine Zeichenfolge fixer Länge umwandeln, den Hashwert. Dabei ergeben dieselben Informationen immer denselben Hashwert, auch nur leicht veränderte Funktionen ergeben jedoch einen stark abweichenden Hashwert, während der Hashwert selbst keine Informationen preisgibt.

Die Echtheit der Information wird zudem durch ein mathematisches Schlüsselpaar sichergestellt. Der Versender der Information signiert mit seinem persönlichen Schlüssel, der Empfänger kann die Daten nun mit dem zum Versender passenden Schlüssel öffnen. So ist es nicht möglich, dass die Manipulation von Informationen im Nachhinein unentdeckt erfolgt und die Authentizität der Informationen lässt sich garantieren. Die dezentrale Speicherung bei einer ausreichenden Anzahl von Netzknoten bietet Sicherheit gegen Datenverlust. Selbst wenn Daten in einem Unternehmen beziehungsweise an einem Netzknoten verloren gehen, sind so die Daten noch bei anderen Stakeholdern gesichert. Das Risiko für einen permanenten Verlust von Daten ist somit minimal. Diese dezentrale Speicherung führt auch dazu, dass alle beteiligten Stakeholder die Daten lokal zur Verfügung haben und somit jederzeit darauf zugreifen können.

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Artikel Logistik-IT: Nachhaltig dank Blockchain
Seite 30 bis 31 | Rubrik PROZESSE