Blockchain-Anwendungen: Ein IT-Architekt berichtet aus der Praxis

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Ein Blockchain-Experte berichtet über die Chancen der Technologie, gibt Einblicke in Anwendungsbeispiele und hat einige Tipps für interessierte Berufseinsteiger.

John Hartung arbeitet als Associate Architect im Bereich Custom Solution Development. Im Interview erläutert er, wie sich mit Blockchain sicher und nachvollziehbar Daten speichern und übermitteln lassen und welche praktischen Anwendungsfälle sich daraus für seine Kunden ergeben.

John, was genau steckt hinter dem Buzzword Blockchain?

Generell ist Blockchain eine Lösung, die verschiedene „Best Practices“ der Informatik, speziell in den Bereichen der Kryptographie und der Peer-2-Peer Netze, zusammenbringt.

  • Wie der Name andeutet, handelt es sich bei Blockchain um eine Kette von Datensätzen, die man auch als Blöcke bezeichnet.
  • Die einzelnen Blöcke bündeln Informationen, zum Beispiel zu Transaktionen, und sind miteinander verkettet.
  • Jeder Block in der Kette enthält Daten seines Vorgängers als sogenannten Hash in seinen Metainformationen.
    • Ein Hash ist ein Wert fester Länge, der als Ergebnis einer mathematischen Funktion entsteht. Sobald sich die Daten ändern, ändert sich der Hash.

Hashes sind bei Blockchain-Anwendungen in der Regel eindeutig, das heißt, es gibt keine zwei gleichen Hashes, egal welche Daten in die Funktion gegeben werden. Außerdem ist es nicht möglich, allein aus einem Hash die eigentliche Information zu rekonstruieren.

  • Aus den Informationen des jeweiligen Blocks und den Daten zu dessen Vorgänger wird ein neuer Hash-Wert errechnet.
  • Durch die Eigenschaften von Hash-Funktionen und die Verkettung der Blöcke fallen Manipulationen an einem Block sofort auf. Bei einer nachträglichen Änderung eines Blocks werden sowohl sein eigener Hashwert als auch die Hashwerte aller nachfolgenden Blöcke ungültig, was eine Verletzung der Integrität der Daten bedeutet.

Des Weiteren nutzt Blockchain das Prinzip der Dezentralität. Es gibt keine zentrale Instanz, die die Informationen in der Blockchain verwaltet. Auf diese Weise gibt es keinen „Single Point of Failure“, also keinen einzelnen Punkt, an dem das Ganze angreifbar ist. Das Einfügen von Blöcken in die Blockchain geschieht vielmehr mittels eines sogenannten Konsensverfahrens, wodurch die Teilnehmer eines Blockchain-Netzwerkes die Korrektheit einer geplanten Änderung validieren. Es gibt dabei verschiedene Algorithmen zum Herstellen dieses Konsenses, zum Beispiel Proof of Stake und Proof of Work.

Blockchain Software-Ingenieur

Was ist das größte Missverständnis über die Blockchain?

Das häufigste Missverständnis besteht darin, Blockchain mit Kryptowährungen wie Bitcoin gleichzusetzen, und anzunehmen, dass Blockchain zwingend mit einem hohen Energieverbrauch einhergeht. Kryptowährungen nutzen das System der Blockchain und belohnen Akteure, die Blöcke in das Netzwerk einbringen. Der Konsensalgorithmus ist hier sehr energieintensiv. Es gibt aber viele weitere Anwendungen der Blockchain, die nichts mit Kryptowährungen zu tun haben und bei denen Konsens über sehr leichtgewichtige Algorithmen hergestellt werden kann. Blockchain ist definitiv weit mehr als nur Kryptowährungen.

Welche Blockchain-Anwendungsbeispiele gibt es aktuell schon?

Der bekannteste Anwendungsfall der Blockchain ist wie gesagt der Bereich Kryptowährungen, also digitale Bezahlformen, die sich einer neuen, virtuellen Währung bedienen. Der berühmteste Vertreter, die Bitcoin, hat in der Öffentlichkeit einen regelrechten Medienhype ausgelöst.

Die Blockchain-Technologie lässt sich aber auch in vielen anderen Marktbereichen einsetzen – überall da, wo es auf Transparenz und lückenlose Dokumentation bzw. Nachverfolgbarkeit und Historisierung ankommt. Das betrifft natürlich die Finanzbranche, aber auch für den Public Sector und im Supply-Chain-Management ist Blockchain ein zunehmend wichtiges Thema. Capgemini ist in allen genannten Bereichen aktiv, sowohl auf der Entwicklungs- als auch auf der Beratungsebene.

Auch beim Thema „Smart Contracts“, also dem Abschluss und der Abwicklung von digitalen Verträgen in Software, spielt Blockchain als Technologie eine zunehmend wichtige Rolle. Die Blockchain kann hier durch die beschriebenen Mechanismen für die notwendige Sicherheit sorgen, um die relevanten Informationen dieser Verträge rechtssicher, manipulationsresistent und transparent zu halten.

Welche Rolle spielt Blockchain in deinem Bereich CSD?

Bei CSD (Custom Solution Development) geht es um die Individualentwicklung von robusten, hochkomplexen Enterprise-Anwendungen. Dabei greifen wir meist auf Standard-Technologien und -Frameworks wie Angular, Spring oder Java EE zurück.

Für diverse Themenbereiche in der Softwareentwicklung, wie das fachliche Logging in IT-Systemen, oder bei Security-Bausteinen, kann Blockchain in Zukunft als verteiltes Transaktionsjournal aber eine große Rolle spielen. In unseren Analysen untersuchen wir hier gerade das Nutzungspotential. Insofern würde ich die Blockchain als „Rising Star“ bezeichnen.

Am Capgemini-Standort in Erfurt arbeitet dein Team an vielen Projekten für den Public Sector. Wie beurteilst du das Potential von Blockchain in diesem Bereich?

Im Public Sector spielt das Thema der Kommunikation zwischen Bürgern und Behörden im digitalen Zeitalter aktuell eine große Rolle, bei dem es um den sicheren Austausch von Informationen und Dokumenten geht. So können sich die Bürger künftig Ämterbesuche sparen, weil sie zum Beispiel online ihre Dokumente freigeben und mit diversen Behörden teilen können. Hier sehe ich ein sehr großes Zukunftspotential der Blockchain. Die Hashwerte der Dokumente würden beispielsweise bereits bei der Erstellung durch eine Behörde in einer Blockchain gespeichert werden. Andere Behörden können dann darüber die Aktualität und Echtheit der Dokumente bei Bedarf stets nachprüfen. Einen Prototypen auf Blockchain-Basis haben wir für genau dieses Thema bereits erstellt.

Ähnliche Anwendungsfälle der Blockchain sind auch perspektivisch im Healthcare-Sektor denkbar, zum Beispiel um Informationen zwischen verschiedenen Akteuren (etwa Patienten, Ärzte und Krankenhäuser) auszutauschen. Für einen Blockchain-Ansatz spricht hier die Manipulationssicherheit und Uneinsehbarkeit durch Verschlüsselung, was bei derartigen Daten von großer Relevanz ist.

Welche Möglichkeiten bietet Capgemini seinen Mitarbeitern, sich mit neuen Technologien wie der Blockchain auseinanderzusetzen?

Capgemini ist ein sehr innovatives Unternehmen. Wer gerne mit neuen Technologien in attraktiven Projekten arbeiten möchte, erhält hier die Möglichkeit. Bezogen auf Blockchain ist man bei uns in der CSD-Unit gut aufgehoben. So bieten wir Studierenden zum Beispiel an, ihre Abschlussarbeit in diesem Bereich zu schreiben.

Aber auch bei unseren Kollegen im Bereich Business & Technology Solutions sind spannende Projekte im Blockchain-Umfeld an der Tagesordnung. Verschiedene Kunden signalisieren uns aktuell großes Interesse an dieser Technologie. Es gibt also viele Möglichkeiten, bei uns Erfahrungen zu sammeln und sich individuell weiterzuentwickeln. Die Interessen des Einzelnen werden bei Capgemini stark berücksichtigt.

Was sollten interessierte Berufseinsteiger tun, um fit für die Blockchain zu werden?

Die wichtigste Voraussetzung ist bei uns das richtige Mindset. Berufseinsteiger, die sich für das Thema Blockchain und allgemein für Innovationen interessieren, sollten eine gehörige Portion Neugier mitbringen. Ohne Aufgeschlossenheit gegenüber neuen, noch nicht allzu verbreiteten Technologien, geht es nicht. Die Fähigkeit, über den Tellerrand zu schauen, ist sehr wichtig. Methodische Kompetenzen wie Problemlösungs- und Abstraktionsfähigkeit helfen weiter, um sich stets in neue Themen, wie sie in der IT regelmäßig entstehen, schnell einarbeiten zu können.

In fachlicher Hinsicht sollten sich Berufseinsteiger mit der aktuellen Literatur befassen, zum Beispiel durch Fachzeitschriften oder auf Developer-Blogs. Dabei ist es wichtig, sich zunächst mit den Grundprinzipien der Blockchain vertraut zu machen, bevor dann technisch in die Tiefe gegangen wird. Für die ersten technischen Schritte und kleinen Anwendungen bieten sich leicht zugängliche Frameworks wie Hyperledger an.

Danke für den Einblick und die Tipps, John!

Sie möchten wie John die Möglichkeiten der Blockchain für den Public Sector und die Industrie ausloten? Bewerben Sie sich als (Junior-) Software-Ingenieur (w|m|d) oder als (Junior-) Consultant (w|m|d).

Wenn Sie sich einen Überblick über alle aktuellen Stellenangebote verschaffen möchten, besuchen Sie unsere Jobbörse.

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