Extrait
Potentiale und Risiken der Nutzung der Blockchaintechnologie im Bankenbereich
II
Inhaltsverzeichnis
Zusammenfassung ... I
Inhaltsverzeichnis ... II
Abkürzungsverzeichnis ... IV
Abbildungsverzeichnis ... V
1. Einführung ... 6
1.1. Entwicklung der Blockchain ... 7
1.2. Abgrenzung des Themas ... 7
1.3. Gang der Untersuchung... 8
2. Die Blockchaintechnologie ... 10
2.1. Funktionsweise ... 10
2.2. Aufbau der Blockchain ... 12
2.2.1. Hash-Algorithmus ... 12
2.2.2. Block ... 14
2.2.3. Blockchain... 16
2.2.4. Verteilte Blockchain... 18
2.3. Erzeugung von Konsens ... 22
2.3.1. Proof of Work ... 23
2.3.2. Proof of Stake ... 25
2.3.3. Weitere Konsensmechanismen ... 25
2.4. Blockchainvarianten ... 26
2.4.1. public permissionless Blockchain ... 27
2.4.2. public permissioned Blockchain ... 27
2.4.3. private permissioned Blockchain ... 28
2.5. Vorteile ... 28
2.6. Nachteile und Herausforderungen... 30
3. Anwendungsgebiete ... 33
3.1. Kryptowährungen ... 34
3.2. Zahlungsverkehr ... 36
3.3. Handelsplattformen ... 37
3.4. ,,Smart Contracts" ... 37
4. Konsequenzen für den Bankensektor ... 40
4.1. Aktueller Stand der Forschung per Juni 2017 ... 40
4.2. Auswirkungen auf den gesamten Finanzsektor... 42
4.3. Auswirkungen auf einzelne Kreditinstitute ... 43
4.4. Auswirkungen auf einzelne Geschäftsfelder, Produkte und Prozesse ... 43
5. Resultierende Handlungsoptionen und Aufgaben ... 44
5.1. Stärken... 44
5.2. Schwächen... 45
Potentiale und Risiken der Nutzung der Blockchaintechnologie im Bankenbereich
III
5.3. Chancen ... 45
5.4. Risiken ... 46
5.5. Zusammenfassung SWOT-Analyse ... 48
6. Fazit ... 49
Literaturverzeichnis ... VII
Potentiale und Risiken der Nutzung der Blockchaintechnologie im Bankenbereich
IV
Abkürzungsverzeichnis
CPU
Central Processing Unit
DAO
Decentralized Autonomous Organization
Bafin
Bundesanstalt für Finanzdienstleistungsaufsicht
BTC
Bitcoin
DApps
Decentralized Applications
DL
Distributed Ledger
GH
Gigahash
KYC
know your customer
OTC
over the counter
P2P
Peer to Peer
PoC
Proof of Capacity
PoS
Proof of Stake
PoW
Proof of Work
SHA
Secure Hash Algorithm
SWOT
Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats
USB
Universal Serial Bus
Potentiale und Risiken der Nutzung der Blockchaintechnologie im Bankenbereich
V
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Darstellung verschiedener Netzwerkstrukturen ... 12
Abbildung 2: Klartext vs. SHA256-Werte ... 13
Abbildung 3: Bildung eines Hash Wertes und die Bildung eines Block ... 14
Abbildung 4: einfache Darstellung eines Blocks ... 15
Abbildung 5: einfache Darstellung einer Blockchain mit 4 Blöcken ... 16
Abbildung 6: Auswirkung einer Änderung der Daten auf die Blockchain ... 17
Abbildung 7: Wiederherstellung des validen Zustands der Blockchain... 18
Abbildung 8: Darstellung einer verteilten Blockchain auf 3 Peers ... 19
Abbildung 9: Auswirkung der Veränderung der Daten in Peer A ... 20
Abbildung 10: Auswirkung der Veränderung der Daten in Peer A nach dem Mining .. 21
Abbildung 11: Das Problem der byzantinischen Generäle ... 23
Abbildung 12: Klassifizierung von Distributed Ledgern ... 27
Abbildung 13: Vorteile der Blockchaintechnologie ... 28
Abbildung 14: Nachteile und Herausforderungen der Blockchaintechnologie ... 30
Abbildung 15: Jahresstromverbrauch des Bitcoin Mining Netzwerks ... 31
Abbildung 16: Vorrangige Anwendungsfälle für Finanzinstitute ... 33
Abbildung 17: Liste mit denkbaren Anwendungsmöglichkeiten für die Blockchain ... 34
Abbildung 18: Verwendung von public und private Key... 35
Abbildung 19: Top Ten der Kryptowährungen gemessen an der Marktkapitalisierung 36
Abbildung 20: Reifegrad von Anwendungsfällen der Blockchain im Finanzsektor ... 40
Abbildung 21: Zusammenfassung SWOT-Analyse ... 48
Potentiale und Risiken der Nutzung der Blockchaintechnologie im Bankenbereich
6
1. Einführung
Die Entwicklung des Internets hat grundlegend verändert wie wir Menschen unseren In-
formationsaustausch organisieren. Jeder kann unabhängig von Ort und Zeit Informatio-
nen erhalten und verteilen. (vgl. Gössel 2016) Die Blockchain wird grundlegend verän-
dern wie wir zukünftig jegliche Form von Transaktionen abwickeln, indem Sie den Ver-
trauensbegriff völlig neu definiert.
,,Ohne Vertrauen wäre Gesellschaft nicht möglich, weil sonst die Schrittfolge des Alltags
nicht in Gang käme." (Stelzner 2012)
In unserer heutigen Gesellschaft entsteht Vertrauen in das etablierte System vor allem
durch das Zwischenschalten von Intermediären. Unsere Ökonomie ist geprägt durch das
verifizieren von Transkationen durch zentrale Instanzen. Doch dieses System ist anfällig.
Zum einen weil der Faktor Mensch als Fehlerquelle eine große Rolle spielt und zum an-
deren, weil die Abwicklung der Transaktionen durch zentrale Instanzen teuer ist und
lange dauert.
Der Begriff Systemvertrauen in diesem Zusammenhang definiert sich wie folgt:
,,Systemvertrauen beschreibt die Fähigkeit und Bereitschaft zur Gesamtheit der riskanten
Vorleistungen die eine funktionale Interaktion zwischen dem System und seinen relevan-
ten Umwelten ermöglichen. Systemvertrauen muss definiert werden als dynamische
Größe, nicht als eingeprägte Disposition." (Longmuß et al. 2012: 19)
Die dynamische Größe Systemvertrauen kann also beeinflusst werden, indem man die
riskanten Vorleistungen beeinflusst. Man könnte beispielsweise die störanfällige zentrale
Instanz durch einen hochsicheren Algorithmus ersetzen und genau dort knüpft das Kon-
zept der Blockchain an. Der Autor Andreas Antonopoulos nennt dieses neue Modell der
Sicherheit "Vertrauen durch Berechnung" welches "keine zentrale Autorität oder ver-
traute Dritte" involviert:
,,Keinem Teilnehmer wird vertraut, und niemandem muss vertraut werden. Es gibt keine
zentrale Behörde oder vertrauenswürdige dritte Partei in einem verteilten Konsensnetz-
werk. Diese Tatsache eröffnet ein völlig neues Netzmodell, da das Netzwerk nicht mehr
geschlossen, zugriffsgesteuert oder verschlüsselt werden muss. Vertrauen hängt nicht da-
von ab, schlechte Akteure auszuschließen, da sie kein Vertrauen vortäuschen können. Sie
können nicht vorgeben, die vertrauenswürdige Partei zu sein, da es keine gibt. Sie können
die zentralen Schlüssel nicht stehlen, da es keine gibt. Sie können die Kontrollhebel nicht
Potentiale und Risiken der Nutzung der Blockchaintechnologie im Bankenbereich
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am Kern des Systems ziehen, da es keinen Kern und keine Hebel der Steuerung gibt."
(Antonopoulos 2014)
1.1.
Entwicklung der Blockchain
Das Prinzip der Blockchain basiert auf der kryptografisch abgesicherten Verkettung von
Einzelblöcken welche von Stuart Haber & W. Scott Stornetta im Jahr 1991 beschrieben
wurde. 1996 und 1998 erweiterten Ross J. Anderson bzw. Bruce Schneier & John Kelsey
das Prinzip. 2000 entstand dann eine allgemeine Theorie zu kryptografisch abgesicherten
Verkettungen durch Stefan Konst, welche auch erste Umsetzungslösungen enthält. (vgl.
Haß 2014)
Ihren Ursprung hat die heutige Diskussion um die Blockchain allerdings in der Kryp-
towährung Bitcoin, welche im Jahr 2008 von einem Autor oder einer Autorengruppe un-
ter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto in dem Whitepaper ,,Bitcoin: a Peer to Peer eletro-
nic cash system" (Nakamoto 2008) vorgestellt wurde. Darin wird beschrieben, wie Zah-
lungen über ein Peer-to-Peer-Netzwerk abgewickelt werden können. Im Jahr 2009 veröf-
fentlichte Nakamoto die erste Version der Bitcoin-Software und damit die
Geburt der
ersten öffentlich verteilten Blockchain.
Die erste bemerkenswerte Transaktion folgte am 22. Mai 2010 als der Programmierer
Laszlo Hanyecz in einem Forum 10.000 Bitcoin für 2 Pizzen anbot.
1
Der Wert der 10.000
Pizzabitcoins dürfte im Juni 2017 bei ca. 20 Mio. USD liegen. Dies ist nicht wegen des
heutigen Wertes und der Kuriosität der Sache interessant, sondern weil die neue digitale
Währung Bitcoin erstmals in seiner Funktion als Zahlungsmittel Anwendung fand und
somit Grundstein für die heutige Diskussion der vielfältigsten Anwendungsfelder der
Blockchain in den verschiedensten Wirtschaftszweigen ist.
1.2.
Abgrenzung des Themas
Die Blockchaintechnologie und das Konzept dahinter sind noch relativ jung, jedoch ist
das öffentliche Interesse groß und es gibt unzählige Forschungsprojekte die die Anwen-
dungsmöglichkeiten erproben und zur Marktreife bringen wollen. Fast täglich kann man
1
Nachzulesen unter https://bitcointalk.org/index.php?topic=137.0
Potentiale und Risiken der Nutzung der Blockchaintechnologie im Bankenbereich
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der Fachpresse neue Meldungen über die Fortschritte in der Entwicklung entnehmen. Ge-
rade im Bankenmarkt sind die Anwendungsmöglichkeiten groß und klassische Prozesse
und Verfahrensweisen könnten in Zukunft durch die Blockchain obsolet werden. Nur wer
sich frühzeitig mit der Blockchain und dem Konzept dahinter auseinandersetzt und ver-
steht wie groß das Potenzial und die Möglichkeiten für die Banken sind, versteht auch,
dass die Blockchain Teil des Geschäftsmodells werden wird und muss. Für alle die diesen
Techniktrend verpassen, könnte es passieren, dass das bisherige Geschäftsmodell nicht
mehr rentabel ist. Eine Missachtung der Technologie könnte schnell in einem Innovators
Dilemma (vgl. Christensen 1997) enden. Wenn die Blockchain wirklich so disruptiv ist
wie einige glauben, dann könnte es den late Adoptern so gehen wie dem insolventen Fo-
tofilmhersteller Kodak, der die Entwicklung der Digitalkamera unterschätzt hat.
Diese Arbeit untersucht die möglichen Auswirkungen der Blockchaintechnologie auf den
Bankensektor.
Es sollen dabei drei zentrale Fragen beantwortet werden:
·
Wie funktioniert die Blockchaintechnologie?
·
Was sind mögliche Anwendungsfelder im Bankingbereich?
·
Welche Potenziale und Risiken ergeben sich für den Bankensektor in Gänze, für
einzelne Institute und für ganze Geschäftsfelder und Produkte?
1.3.
Gang der Untersuchung
Zu Beginn dieser Arbeit wird die wesentliche Funktionsweise der Blockchain anhand ei-
ner einfachen Blockchain erklärt und die Vor- und Nachteile herausgearbeitet.
Anschlie-
ßend werden die wichtigsten Anwendungsgebiete erläutert und gezeigt wo sich gerade
die aktuelle Forschung bewegt. Danach werden mögliche Konsequenzen im Hinblick auf
den gesamten Bankensektor, auf einzelne Institute und auf einzelne Geschäftsfelder und
Produkte untersucht. Im Schlussteil soll anhand einer SWOT-Analyse gezeigt werden wo
sich Potenziale und Risiken für Banken auftun können. Die Arbeit endet mit einem Fazit
des Autors.
An dieser Stelle soll angemerkt werden, dass die Blockchain eine sehr junge Technologie
ist über die viel im Internet diskutiert wird. Deshalb werden als Untersuchungsgegenstand
auch Whitepaper und Studien von Unternehmen zur Blockchain herangezogen welche
Potentiale und Risiken der Nutzung der Blockchaintechnologie im Bankenbereich
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sich mit der Thematik auseinandersetzen. Aufgrund der raschen Entwicklung der Block-
chain kann die Aktualität nur zum Zeitpunkt der Erstellung der Arbeit gewährleistet wer-
den.
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2. Die Blockchaintechnologie
Das nachfolgende Kapital soll einen Einstieg in die Blockchaintechnologie vermitteln
und zielt darauf ab, auch für einen mit der Blockchain unvertrauten Leser, ein generelles
Verständnis über die Funktionsweise und die daraus resultierenden Möglichkeiten zur
Abwicklung von Transaktionen zu vermitteln.
2.1.
Funktionsweise
Nakamoto beschreibt in seinem Whitepaper die Abwicklung von Bitcointransaktionen
folgendermaßen:
,,Eine echte Peer-to-Peer-Version elektronischen Bargelds würde Onlinezahlungen di-
rekt von einer Partei zur anderen ermöglichen ohne über ein Finanzinstitut gehen zu müs-
sen. Digitale Signaturen sind hierfür Teil der Lösung. Der Hauptnutzen aber würde ver-
loren gehen, wenn man weiterhin einen vertrauenswürdigen Dritten benötigt, um das
Problem der Doppelausgaben zu vermeiden.
Wir schlagen eine Lösung für das Doppelausgabenproblem unter Verwendung eines
Peer-to-Peer-Netzwerks vor. Das Netzwerk versieht die Transaktionen mit einem Zeit-
stempel und hackt diese an eine fortlaufende Kette an, die mittels hashbasiertem Proof-
of-Work einen Datensatz bildet, der nicht geändert werden kann, ohne den gesamten
Proof-of-Work zu wiederholen. Die längste Kette bezeugt hierbei nicht nur die Abfolge
von Ereignissen, sondern dient auch als Beweis, dass Sie aus dem größten Pool von CPU-
Leistung stammt. Solange die Mehrheit der CPU-Leistung von Knoten gesteuert wird,
die nicht kooperieren um das Netzwerk anzugreifen, werden diese die längste Kette er-
zeugen und somit Angreifer ausstechen. Das Netzwerk selbst erfordert eine minimale
Struktur. Knoten können das Netzwerk verlassen und nach Belieben wieder eintreten,
sobald sie die längste Proof-of-Work-Kette als Beweis für das akzeptieren, was passiert
ist, während sie abwesend waren." (Nakamoto 2008: 1)
Die Blockchain ist im Wesentlichen genau das, was der Name sagt: eine Kette von Blö-
cken. Ein Baustein enthält die Daten aller Transaktionen innerhalb eines Zeitraums und
einen Verweis auf den vor ihm liegenden Block. Die Blockchain speichert somit die ge-
samte Historie der Transaktionen in chronologischer Reihenfolge. Die Kryptographie, die
in die Erstellung eines Blocks eingeht unterscheidet sich je nachdem, welches Block-
Potentiale und Risiken der Nutzung der Blockchaintechnologie im Bankenbereich
11
chain-Protokoll verwendet wird, aber im Wesentlichen kann man immer durch die ge-
samte Blockchain gehen und jede einzelne Transaktion finden die jemals durchgeführt
wurde. Die Hashing-Algorithmen werden verwendet, um sicherzustellen, dass alle Blö-
cke richtig gebildet und nicht manipuliert werden, somit ist die Blockchain sehr sicher
und virtuel praktisch unzerbrechlich. Ein anderes Merkmal der Blockchaintechnologie
ist, dass sie öffentlich und dezentralisiert ist. Die Blockchain wird nicht von einem einzi-
gen Server ausgeführt, sondern auf einem weit verbreiteten Netzwerk aus Computern,
d.h. sie wird weder zentral noch einfach gespeichert, sondern sie ist dezentral und voll-
ständig redundant auf einem Peer-to-Peer-Netzwerk (P2P) vorhanden (vgl. Abb. 1). Alle
Netzwerkteilnehmer halten also alle Daten der Blockchain, und alle arbeiten daran, sie zu
erweitern. Diese Computer werden Nodes genannt. Abhängig von dem Blockchainproto-
koll gibt es auch sog. Miner, diese konkurrieren darum neue Blöcke zu bilden, die dann
der Blockchain hinzugefügt werden, wenn Konsens über den neuen Block herrscht. Die
Kombination der beiden oben genannten Merkmale macht die Blockchain so interessant.
Sie ist durch die Unveränderlichkeit sicher, diese erhält sie durch die Hash-Algorithmen.
Wird zudem noch ein dezentrales Netzwerk verwendet, bei dem jeder auf alle Blöcke
zugreifen kann, herrscht Transparenz. Die Kombination aus dieser Sicherheit und der
Transparenz macht die Blockchain zu einer vertrauenswürdigen Technologie.
Die Block-
chain übernimmt somit die Funktion eines Trust Layers, einer Vertrauensschicht für das
Internet (Seitz 2017).
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Abbildung 1: Darstellung verschiedener Netzwerkstrukturen (Baran 1964: 2)
2.2.
Aufbau der Blockchain
Im folgenden Kapitel soll die grundlegende Struktur der Blockchain anhand eines einfa-
chen Beispiels erläutert werden.
2.2.1.
Hash-Algorithmus
Bei einem Hash-Algorithmus handelt es sich um ein kryptographisches Verfahren, bei
dem aus einer beliebig großen Eingabemenge ein Ausgabewert mit fester Länge gebildet
wird. Das Problem hierbei ist, dass der Definitionsbereich der Eingabewerte erheblich
größer ist als der der Ausgabewerte, deshalb ist es unvermeidlich, dass unterschiedliche
Eingaben den gleichen Hashwert erzeugen. Solche Kollisionen sind bei den Hash-Algo-
rithmen jedoch unerwünscht. Deshalb ist es wichtig einen starken Hash-Algorithmus zu
wählen, der die Möglichkeit für Kollisionen sehr unwahrscheinlich macht. Eine starke
Hashfunktion ist z.B. SHA256 der bei Bitcoin Anwendung findet. SHA steht für Secure
Hash Algorithmus und wurde vom National Institute of Standards and Technologie und
der National Security Agency entwickelt. Der Hash ist so etwas wie der Fingerabdruck
Fin de l'extrait de 54 pages
- Citation du texte
- Steffen Weiß (Auteur), 2017, Potenziale und Risiken der Blockchaintechnologie im Bankenbereich, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/387223
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