Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich damit, wie durch eine eindeutige Identifizierung der Identifikationsprozess im Asyl- und im allgemeinen Kontext alternativ so gestaltet werden kann, dass er ohne eine problembehaftete zentrale Portallösung auskommt und so kein unnötiger "Datenmüll" produziert wird und wieder eine hohe Datenqualität und -konsistenz hergestellt werden kann. Das Ziel ist es, herauszufinden, ob biometrische Merkmale zur eindeutigen Identifikationsverifikation auf der Blockchain verwendet und damit diese Probleme gelöst werden können.
Anhand einer prototypischen dezentralen Anwendung (DApp) wird versucht, den Identifikationsprozess umzusetzen. Dazu wird ein Fingerabdruck eingescannt und für Verifikationszwecke in einem Smart Contract in der Ethereum-Blockchain gespeichert.
Im Laufe dieser Arbeit wird zuerst die Blockchain-Technologie eingeführt und anschließend wichtige Eigenschaften der verwendeten Blockchain-Implementierung Ethereum erklärt. Dann wird die prototypische DApp vorgestellt und auf Tauglichkeit untersucht. Die Ergebnisse werden daraufhin zusammengefasst und ein Fazit gezogen, ob es möglich und sinnvoll ist, biometrische Identifikationprozesse auf der Blockchain zu etablieren, um eine hohe Datenqualität und -konsistenz wiederherzustellen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Blockchain
2.1 Einleitung
2.2 Definition der Blockchain
2.3 Funktionsweise der Blockchain am Beispiel von Bitcoin
2.3.1 Generierung eines neuen Blocks
2.3.2 Kryptographische Grundlagen
2.4 Smart Contracts
2.5 DApps - dezentrale Anwendungen
2.6 Vor- und Nachteile der Blockchain
2.6.1 Vorteile der Blockchain
2.6.2 Nachteile der Blockchain
2.7 Anwendungsbeispiele
3 Ethereum
3.1 Entstehung und Entwicklung
3.2 Technische Basis zur Ausführung von Transaktionen
3.2.1 Ether und Gas
3.2.2 Solidity - eine Programmiersprache für Smart Contracts
4 Implementierung einer DApp
4.1 Konzeptionelle Lösung
4.2 Anforderungen an die Implementierung
4.3 Verwendete Architektur, Tools und Frameworks des Prototyps
4.4 Solidity Smart Contract
4.4.1 Variablen
4.4.2 Funktionen
4.5 Fingerprint Scanner
4.5.1 Hardware
4.5.2 Software
4.6 Webplattform
5 Chancen und Grenzen der Implementierung
5.1 Chancen der Implementierung
5.2 Grenzen der Implementierung
6 Schlussbetrachtung
6.1 Zusammenfassung
6.2 Fazit und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht, ob biometrische Merkmale zur eindeutigen Identitätsverifikation auf einer Blockchain genutzt werden können, um die Probleme von Datenqualität und -konsistenz im Ausländerzentralregister (AZR) zu lösen und Mehrfachregistrierungen zu minimieren.
- Analyse der Blockchain-Technologie und deren Eignung für Identifikationsprozesse
- Konzeption und Entwicklung einer dezentralen Anwendung (DApp) als Prototyp
- Integration biometrischer Daten (Fingerabdruck) und deren Speicherung via Smart Contracts
- Evaluation von Chancen und Grenzen, insbesondere im Hinblick auf biometrische Hash-Algorithmen
Auszug aus dem Buch
2.2 Definition der Blockchain
Da die Blockchain sich in einem frühen Entwicklungsstadium befindet, hat sich bisher keine einheitliche Definition durchgesetzt [Swa15]. Grundsätzlich ist die Blockchain als eine elektronische Dokumentation zu verstehen, in der digitale Datensätze, Transaktionen oder Ereignisse festgehalten werden. Das Besondere an dieser Technologie ist, dass diese Dokumentationen durch Teilnehmer eines verteilten Rechnernetzwerks verwaltet und somit jegliche Intermediäre wie beispielsweise Banken, Versicherungen, etc. nicht mehr benötigt werden. Die Blockchain ist also eine dezentrale Datenbank, die manipulationssicher und transparent ist und von keiner zentralen Instanz kontrolliert wird [SF16]. Technisch gesehen ist die Blockchain Datenstruktur eine einfach verkettete Liste („chain“) von Blöcken („block“), die digitale Datensätze, Transaktionen oder Ereignisse enthält (siehe Abb. 2.1). Da die Blockchain oft auch als vertikaler Stack visualisiert wird, bezieht man sich mit der Spitze der Blockchain auf den zuletzt hinzugefügten Block und der Höhe auf die Anzahl der verketteten Blöcke (auch Blocknummer genannt) [Ant17].
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Beschreibt die Probleme bei Identitätsprüfungen im Asylkontext und führt in das Ziel ein, biometrische Merkmale zur Identifikation auf der Blockchain zu nutzen.
2 Blockchain: Erläutert die theoretischen Grundlagen der Blockchain-Technologie, ihre Funktionsweise, Smart Contracts, DApps sowie Vor- und Nachteile.
3 Ethereum: Behandelt die spezifische Blockchain-Implementierung Ethereum, deren technische Grundlagen sowie Gas und die Programmiersprache Solidity.
4 Implementierung einer DApp: Beschreibt die Konzeption, Anforderungen, den Solidity Smart Contract, den Aufbau des Fingerprint Scanners und die Webplattform des entwickelten Prototyps.
5 Chancen und Grenzen der Implementierung: Diskutiert das Potenzial zur Effizienzsteigerung sowie die Herausforderungen, wie die Notwendigkeit geeigneter biometrischer Hash-Algorithmen.
6 Schlussbetrachtung: Fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen und gibt einen Ausblick auf die zukünftige Bedeutung der Blockchain für das Identitätsmanagement.
Schlüsselwörter
Blockchain, Ethereum, Smart Contract, DApp, Biometrie, Identitätsverifikation, Fingerabdruck, Datenqualität, Ausländerzentralregister, Hash-Algorithmus, Dezentralisierung, Datensicherheit, Transparenz, Identitätsmanagement, Prototyping.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, ob biometrische Identifikationsprozesse durch den Einsatz von Blockchain-Technologie verbessert werden können, um insbesondere Probleme wie mangelnde Datenqualität bei der Registrierung von Asylsuchenden zu lösen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die Arbeit deckt die Grundlagen der Blockchain und Ethereum ab, erläutert Smart Contracts, beschreibt die technische Umsetzung einer DApp mit biometrischer Einbindung und analysiert die Chancen und Grenzen dieses Konzepts.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Hauptziel ist herauszufinden, ob biometrische Merkmale zur eindeutigen Identifikationsverifikation auf der Blockchain verwendet werden können, um eine konsistente Datenquelle zu schaffen und Mehrfachregistrierungen zu reduzieren.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit kombiniert eine Literaturrecherche zu den Grundlagen der Blockchain mit der Entwicklung und Implementierung eines funktionalen Prototyps (DApp) unter Verwendung von Hardwarekomponenten und Smart Contracts.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil befasst sich mit der Konzeption der Lösung, den Anforderungen an biometrische Hash-Algorithmen, der Architektur der DApp, der Implementierung des Smart Contracts in Solidity sowie dem Hardware-Aufbau des Fingerprint Scanners.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird wesentlich durch Begriffe wie Blockchain, Ethereum, Smart Contracts, Biometrie, Identitätsverifikation und Datenqualität charakterisiert.
Warum ist die Wahl eines biometrischen Hash-Algorithmus eine Herausforderung?
Da biometrische Daten wie Fingerabdrücke bei jeder Aufnahme leicht variieren, erfordern sie einen Algorithmus, der gleichzeitig reproduzierbar bei derselben Person, kollisionsresistent bei verschiedenen Personen und unumkehrbar ist – ein derzeit noch nicht ausgereiftes Forschungsfeld.
Welche Rolle spielt die ID auf dem NFC-Chip im Konzept?
Die eindeutige ID auf dem NFC-Chip dient als zusätzliche Sicherheitskomponente, um den Identitätshash robust gegen unbefugte Nutzung zu machen und eine einfache Erneuerung des Identitätshashs bei Kompromittierung zu ermöglichen.
- Quote paper
- David Bauernfeind (Author), 2019, Biometrische Identifikationsprozesse auf der Blockchain. Möglichkeiten der Auslagerung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/950108
