Softwareunterstützte Dezentralisierung von Geschäftsprozessen in B2B-Anwendungen mittels der Blockchain-Technologie

Abstract

Die heutige Informationstechnik erfährt eine laufende Zentralisierung, sowohl in ihrer Infrastruktur als auch in Geschäftsprozessen mit mehreren Akteuren. Um für Vertrauen in Geschäftsprozessen mit teils kontrahierenden Akteuren zu sorgen, werden notwendigerweise Dritte für Vertrauen und Konsens hinzugezogen. Ein Bereich, der besonders stark von Zentralisierung betroffen ist, ist das globale Bank- und Geldsystem, mit wenigen Anbietern und Millionen Kunden.

Ausgelöst durch die Finanzkrise 2008, entstand als Gegenpol die erste vollkommen dezentrale digitale Währung, die ohne dritte Parteien oder Intermediäre Vertrauen zwischen allen teilnehmenden Akteuren herstellt: Bitcoin. Vereinfacht dargestellt, besteht Bitcoin technisch aus kryptografischen Prüfsummen über seine Daten gepaart mit einem verteilten Konsensalgorithmus, der auf dem Beweis einer erbrachten Arbeitsleistung beruht. Aufbauend auf den Errungenschaften von Bitcoin sind über die Jahre viele weitere Blockchain-Technologien entstanden, die weitere Funktionen bieten, jedoch in den meisten Fällen als einziges Anwendungsgebiet ausschließlich digitale Währungen umfassen. Sowohl die technische Umsetzung der Technologien als auch deren hauptsächliche Auslegung auf Währungen machen sie ungeeignet für den Einsatz in heutigen Geschäftsprozessen, unter Anderem wegen ihrer begrenzten Skalierbarkeit.

Zur dezentralen Koordination von Geschäftsprozessen mithilfe von Blockchain-Technologie bedarf es entsprechend einiger Anpassungen und Weiterentwicklungen bisheriger Konzepte und existierender Lösungen. Die vorliegende Dissertation identifiziert zunächst diesen Anpassungsbedarf und zeigt anschließend Problemstellungen als auch entsprechende Lösungsstrategien auf. Der Fokus liegt dabei auf der Untersuchung, Konzeption und Erarbeitung von weiterführenden Konzepten für die Integration von Geschäftsprozessen im B2B-Bereich mithilfe von Blockchain-Technologien unter besonderer Berücksichtigung der dezentralen Koordination ohne intermediäre Entscheidungsfindung.

Als Ergebnis dieser Arbeit wird hierzu ein Konzept und eine komponentenbasierte Architektur für eine generalisierte Blockchain zur Abbildung von Geschäftsprozessen entwickelt. Deren exemplarische Umsetzung wird anhand ausgewählter Anwendungsszenarien evaluiert, wobei die entwickelten Optimierungen, wie die Minimierung der Blockchain-Historie anhand eines modifizierten BFT-Algorithmus und Abhängigkeitsgraphen zwischen Transaktionen, besondere Berücksichtigung erfahren.