Blockchain-Technologie für öffentliche Verwaltungen. Potenziale und Herausforderungen

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Blockchain-Technologie
2.1 Funktionsweise der Blockchain
2.2 Blockchaingruppen

3. Blockchain in der Verwaltung
3.1 Anwendungsbeispiel Verifikation
3.1.1 Potenziale blockchainbasierter Verifikation
3.1.2 Herausforderungen blockchainbasierter Verifikation
3.2 Anwendungsbeispiel Smart Contracts
3.2.1 Potenziale der Nutzung von Smart Contracts
3.2.2 Herausforderungen der Nutzung von Smart Contracts
3.3 Anwendungsbeispiel Wahlen und Abstimmungen
3.3.1 Potenziale blockchainbasierter Wahlen und Abstimmungen
3.3.2 Herausforderungen blockchainbasierter Wahlen und Abstimmungen
3.4 Anwendungsbeispiel Blockchain im (deutschen) Asylprozess
3.4.1 Potenziale eines blockchainbasierten Asylprozesses
3.4.2 Herausforderungen eines blockchainbasierten Asylprozesses

4. Potenziale und Herausforderungen für den Staat

5. Fazit

I Literaturverzeichnis

II Abbildungsverzeichnis

III Abkürzungsverzeichnis

1. Einleitung

Die Erwartungen an die öffentliche Verwaltung steigen stetig. Aufgaben und Verfahren werden auch vor dem Hintergrund der Digitalisierung, dem demografischen Wandel und im internationalen Kontext zunehmend komplexer. Eine der meistdiskutierten Innovationen der digitalen Transformation von Wirtschaft und öffentlichem Sektor ist die Blockchain-Technologie. Durch Eigenschaften wie Fälschungssicherheit, Zuverlässigkeit und Transparenz eröffnet sie ein breites Anwendungsfeld und neue Kooperationsformen. Die Blockchain-Technologie wurde basierend auf einem dezentral verteilten System entwickelt, das zentrale Instanzen ablösen und Transaktionen jeglicher Art unmittelbar zwischen den Teilnehmerinnen und Teilnehmern¹ des Netzwerkes ermöglichen soll.² Im Rahmen dieser Arbeit wird zunächst die Technologie in Kürze vorgestellt, wobei auf eine detaillierte Erläuterung des mathematischen Algorithmus hinter der Blockchainlösung verzichtet wird. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt im Folgenden auf der praktischen Umsetzung der Blockchain Technologie in der öffentlichen Verwaltung, die anhand von mehreren aktuellen Praxisbeispielen veranschaulicht werden soll. Welche Potenziale bietet diese, sich dynamisch entwickelnde, Technologie für den öffentlichen Sektor und welche Herausforderungen bzw. welcher Handlungsbedarf sind mit ihr für den Gesetzgeber und die Verwaltung verbunden?

2. Blockchain-Technologie

Die zugrundeliegende Technologie der Blockchain ist bekannt geworden durch die digitale Währung Bitcoin. Das Besondere an der Bitcoin ist, dass es sich um ein dezentrales, von Intermediären unabhängiges, Bezahlsystem handelt, d.h. Transaktionen sowie die generelle Verwaltung der Währung durch ein verteiltes Computernetz und ohne den Einfluss einer zentralen Institution sicher durchgeführt werden können.³ Deshalb wird die zu Grunde liegende Technologie, die Blockchain, inzwischen häufig als der eigentliche innovative Durchbruch hinter der Währung Bitcoin erachtet.⁴ Eine Technologie, die es ermöglicht manipulationssicher Geldwert zu registrieren und zu transferieren, lässt sich neben Währungen auch auf Rechte, Daten und Transaktionen jeglicher Art anwenden. Als Datenbank, mit der Rechte, „stets nachvollziehbar in Bezug auf Herkunft und Integrität, verwaltet und garantiert werden können, hat die Blockchain das Potenzial, etliche Bereiche der Gesellschaft, die weit über das Gebiet digitaler Währungen hinausgehen, zu verändern und besitzt für öffentliche Verwaltungen eine enorme Relevanz.⁵ Verschiedenste Transaktionen, wie der Transfer von Dokumenten, Identitätsnachweise oder ein Übertrag von Rechten bzw. Besitz zwischen Unternehmen, Privatpersonen oder öffentlichen Einrichtungen können nahezu in Echtzeit durchgeführt und verifiziert werden.

2.1 Funktionsweise der Blockchain

Die Blockchain stellt eine verteilte, dezentrale Datenbank dar, die sämtliche jemals vorgenommene Transaktionen unveränderbar dokumentiert. Die Datenbank wird chronologisch linear erweitert, ähnlich wie bei einer Kette, der am unteren Ende kontinuierlich neue Elemente hinzugefügt werden (Blockchain= Blockkette). Alle Transaktionen werden innerhalb eines Blocks kryptografisch verschlüsselt, untrennbar miteinander verkettet und auf einer Vielzahl von Rechnern abgelegt. Die klassischen Funktionen eines Intermediäres, u.a. Protokollierung, Prozessdurchführung und Transaktionsabsicherung, werden dabei durch eine geschickte Kombination vorwiegend technischer Verfahren, bestehend aus Kryptografie, der rechenintensiven Lösung situationsabhängiger Kodierungsaufgaben und Peer to Peer (P2P-) Netzwerken, abgesichert.⁶ Alle Transaktionen sind somit für jeden Teilnehmer transparent, was eine nachträgliche Manipulation verhindert. Ein geeignetes Anreizsystem gewährleistet zusätzlich, dass Teilnehmer, sogenannte Miner oder globale Buchführer, die Transaktionen überprüfen und in das Buchhaltungsjournal, die Blockchain, eintragen. Im Gegenzug für erbrachte bzw. investierte Rechenleistung erhalten Sie eine finanzielle Entschädigung in Form von Bitcoins.Der organisatorische Intermediär als „Trusted Third Party“, also einer kontrollierenden und vertrauenswürdigen Instanz, wird nur mehr für weiterführende Aufgaben, wie Informationspflichten, Beratung etc. erforderlich.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Funktion der Blockchain-Technologie, eigene Darstellung.

2.2 Blockchaingruppen

Blockchainanwendungen lassen sich grob in drei Gruppen unterteilen:

3. Öffentliche (public) Blockchain
4. Private (private) Blockchain
5. Konsortium oder auch Federated Blockchain⁷

Die verschiedenen Blockchain Typen sind vergleichbar Internet und Intranet. Für Unternehmen bzw. Verwaltungen und geschlossene Gruppen, die die Aktivitäten in ihrem Netzwerk auf eine bestimmte Personengruppe beschränken müssen, sind private oder federated Blockchains unerlässlich. Das nachfolgende Anwendungsbeispiel zum Asylprozess bezieht sich auf eine nicht-öffentliche Blockchainlösung. Die Public Blockchain hingegen ist für die Nutzung von Einzelpersonen gedacht. Im Gegensatz zu privaten und federated Blockchains ist keine Person oder Gruppe für die Verwaltung zuständig. Jede teilnehmende Person kann sich am Lesen, Schreiben und verifizieren der Blockchain beteiligen.

3. Blockchain in der Verwaltung

Im öffentlichen Sektor, zu dessen wesentlichen Aufgaben es gehört, das gesellschaftliche Zusammenleben nach gemeinsamen Regeln zu gewährleisten, bietet die Blockchain-Technologie viele Anwendungsmöglichkeiten. Im Koalitionsvertrag der Regierung vom 12.03.2018 ist festgehalten, dass eine Blockchainstrategie entwickelt und ihre Förderung sowie Erprobung auch in der digitalen Verwaltung vorangetrieben werden soll. Am 18.09.2019 wurde nun die Blockchain-Strategie der Bundesregierung verabschiedet mit dem Ziel, die Chancen dieser Technologie zu nutzen und ihre Potenziale für die digitale Transformation zu mobilisieren.⁸ In vielen Anwendungsfällen fungieren Staat und Verwaltung als Intermediär, um Transaktionen und Prozessabläufe sicher zu stellen. Der Staat führt diverse Register, um Eigentumsverhältnisse zu regeln, beispielsweise bzgl. Grundstücken, Häusern oder Autos. Notare gewährleisten zusätzlich die sichere Eigentumsübertragung. Der Staat übernimmt an anderer Stelle aber auch die Rolle einer vertrauenswürdigen dritten Instanz, die beispielsweise die Echtheit von Dokumenten oder auch Identitäten bestätigt. Der intelligente Einsatz der Blockchain-Technologie kann die Transparenz und die Vertrauenswürdigkeit von Verwaltungsprozessen stärken, sie steht jedoch noch am Anfang. In der aktuellen Literatur werden die in der Grafik (Abbildung 2) aufgeführten Anwendungssektoren bzw. -szenarien diskutiert.⁹

Abbildung 2: Mögliche Einsatzfelder der Blockchain-Technologie in der deutschen Verwaltung, eigene Darstellung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

In den nachfolgenden Kapiteln wird auf die Anwendungsbeispiele Verifikation, Smart Contracts (Smarte Verträge), Wahlen sowie Asylprozess eingegangen. Neben Potenzialen werden auch Herausforderungen aufgezeigt.

3.1 Anwendungsbeispiel Verifikation

Die Unveränderbarkeit der Blockchain sorgt für Transaktionssicherheit. Die Blockchain-Technologie könnte somit immer dann zum Einsatz kommen, wenn eine Verifikation eines Dokumentes bzw. einer Urkunde notwendig wird. Durch das sichere Ablegen des Dokuments in eine Blockchain werden spätere Veränderungen nahezu ausgeschlossen. Ersteller und Erstelldatum sind im System hinterlegt (elektronisches Siegel). Das Dokument wird in der hinterlegten Form berechnet und ein sogenannter Hash-Wert, vergleichbar mit einem Fingerabdruck, erstellt.¹⁰ Jegliche Veränderung im Dokument führt dazu, dass der errechnete Wert nicht mehr mit dem neuen Wert übereinstimmt; Veränderungen werden somit schnell nachgewiesen. Der digitale Fingerabdruck des Dokuments, gemeinsam mit dem Hinweis auf den Ersteller, bietet ein hohes Maß an Transparenz und Sicherheit, ohne Notwendigkeit eines Intermediärs.¹¹ Diese Anwendung ist immer dann geeignet, wenn eine digitale Verifikation erforderlich ist. Beispielsweise bei Zeugnissen im Bewerbungsprozess, bei der Einschreibung in einer Universität oder zur Mitnahme der Credits beim Wechsel eines Studiengangs.

3.1.1 Potenziale blockchainbasierter Verifikation

Die digitale Verifikation von Urkunden und öffentlichen Dokumenten bietet sowohl für die Bürgerinnen und Bürger als auch für die Verwaltung intern, großes Potenzial für die Vereinfachung und Beschleunigung von Verwaltungsvorgängen.¹² Die Nutzung elektronischer Siegel gewährleistet die Herkunft und Vertraulichkeit der Daten.¹³ „Viele Prozesse in der Verwaltung sind auf die Vertrauenswürdigkeit von Dokumenten angewiesen. Klassische Technologien für digitale Signaturen sind zwar erprobt und vorhanden, jedoch aufwendiger, da sie meist eine vertrauenswürdige Instanz erfordern, die digitale Signaturen ausgibt und bestätigt.“¹⁴. Durch den Wegfall dieser Instanz ergeben sich zeitliche und ggf. auch finanzielle Vorteile. Im Rahmen des EU-Projektes Europass erprobt die Bundesregierung die Einführung von „durchgängigen digital verifizierten Kompetenzzertifikaten und Arbeitszeugnissen.“¹⁵ Somit besitzt die Blockchain-Technologie das Potenzial, zu einem einfacheren Austausch von Daten innerhalb der EU maßgeblich beizutragen.

3.1.2 Herausforderungen blockchainbasierter Verifikation

Eine Herausforderung der digitalen Verifikation besteht in der Wahl des richtigen Zeitpunktes zur Überführung der Daten in die Blockchain. Die Unveränderbarkeit der Daten kann zum Problem werden, wenn keine Einigkeit über den Inhalt des Dokuments besteht. Denkbar wäre dieser Fall beispielsweise beim Einstellen eines, vom Arbeitnehmer als nicht wohlwollend aufgefassten, Arbeitszeugnisses. Zugriffsrechte können zwar eingeschränkt werden, jedoch kann der Weg, ggf. auch der Klageweg, eines Dokuments nachverfolgt werden.

Spricht der Bürger im Verfahren der blockchainbasierten Verifikation nicht mehr persönlich vor, dürfen keine Zweifel an seiner digitalen Identität bestehen. Die Verwaltung muss sicher sein können, dass tatsächlich der Bürger „digital vorspricht“ und nicht eine andere Person– sei es auf Geheiß des Bürgers oder durch einen Angriff auf dessen System– die Zugangsdaten verwendet. Die Blockchain kann grundsätzlich als Vertrauensanker fungieren.¹⁶ Voraussetzung für die Umsetzung ist jedoch, dass die handelnden Akteure in der Verwaltung sowie die Bürger der Technologie und ihren Datenübertragungswegen, d.h. einem kryptografischen Netzwerk, Vertrauen schenken (wollen).

3.2 Anwendungsbeispiel Smart Contracts

Unter einem Smart Contract, auch bezeichnet als Blockchain 2.0 im Finanzsektor oder Blockchain 3.0 als dezentrale, autonome Organisationseinheit¹⁷, wird eine Blockchain mit integrierten Computerprogrammen verstanden¹⁸. Tritt ein vorher festgelegtes externes Ereignis ein, wird eine Transaktion an die Adresse gesendet, worauf die Bedingungen des Vertrages entsprechend ausgeführt werden.¹⁹ Die Bezeichnung als automatisierter oder programmierter Vertrag ist daher passender.²⁰ Smart Contracts verfügen über ein großes Anwendungsspektrum²¹. Beispielsweise lässt sich die Überlassung von Eigentum gegen Mietzahlungen durch Smart Contracts regeln, bei ausbleibender Mietzahlung wird die Nutzungsmöglichkeit eingestellt. Die hinterlegten Programmierungen können zudem zur Löschung von Daten genutzt werden, wenn nach Ende einer definierten Aufbewahrungsfrist keine Veränderungen eingetreten sind.

3.2.1 Potenziale der Nutzung von Smart Contracts

Smart Contracts bieten folgende Vorteile:

- Eine faire Abwicklung des Vertrages ist ohne einen Intermediär möglich;
- die notwendige Zeit zur Interaktion zwischen den Vertragspartnern kann minimiert werden;
- Smart Contracts überzeugen durch geringere Vertrags-, Durchsetzungs- und Compliance-Kosten im Vergleich zu regulären Verträgen²².

Im Allgemeinen kann grundsätzlich mit niedrigeren Kosten der Ausführung gerechnet werden, da sich aufgrund der Implementierung via Quellcode leicht eine Standardisierung umsetzen lässt. Die wichtige Transformation von Vertragsbeziehungen in digitale Sprache bzw. in digitalen Code wird durch die Bundesregierung unterstützt. Diese plant zeitnah den Aufbau eines Registers zu beginnen, das vertragliche Sachverhalte der Energiewirtschaft listet und so die Erfassung und Systematisierung von Smart Contracts ermöglicht.²³

3.2.2 Herausforderungen der Nutzung von Smart Contracts

Mögliche negative Folgen des Einsatzes von Smart Contracts liegen in deren technischen Ausgestaltung: Da Programmcodes ausgeführt werden, „können bei Programmierfehlern Abweichungen vom vertraglich Vereinbarten vorliegen oder ungewollte Vermögenstransaktionen vorgenommen werden.“²⁴

Unbestimmte Rechtsbegriffe können nicht verarbeitet werden und Gesetzesverstöße werden ggf. nicht erkannt, wenn lediglich eine Programmierung umgesetzt wird. Rechtliche, noch ungeklärte Fragen, bestehen hinsichtlich der Verhandlung und Abwicklung von Verträgen zwischen Maschinen.²⁵

3.3 Anwendungsbeispiel Wahlen und Abstimmungen

Wahlprozesse und Abstimmungen lassen sich durch eine Blockchain abbilden und absichern. Zur Durchführung der Wahl oder Abstimmung erhält jeder Stimmberechtigte einen Token bzw. Coin für jede Stimme. Um die Wahl durchzuführen, transferiert der Wähler seinen Token an das Wallet, quasi eine kandidatenspezifische bzw. abstimmungsoptionsspezifische Blockchain-Adresse, die als Wahlurne fungiert. Die Anzahl der Token, die ein Kandidat bzw. eine Abstimmungsoption im Wallet erhalten hat, spiegelt die Anzahl der Wahlstimmen wider, die er bzw. die Option auf sich vereinen konnte.²⁶

[...]

¹ Aus Gründen der Lesbarkeit wurde im Text die männliche Form gewählt, die Angaben beziehen sich auf Angehörige beider Geschlechter.

² Vgl. BMWI, Blockchain-Strategie, S.3.

³ Vgl. Nakamoto, Bitcoin. Online.

⁴ Vgl. Glaser, Beyond Cryptocurrencies, S.166.

⁵ Vgl. Schulze, Blockchain in der Bundesverwaltung, S.83.

⁶ Vgl. Welzel, Mythos Blockchain, S.7.

⁷ Vgl. Schiller, Blockchain Typen, Online.

⁸ Vgl. BMWI, Blockchain-Strategie, S.1 ff.

⁹ Vgl. Welzel, Mythos Blockchain, S.18.

¹⁰ Vgl. Prinz, Blockchain und smart contracts, S.10.

¹¹ BMWI, Blockchain-Strategie, S.20.

¹² Vgl. BMWI, Blockchain-Strategie, S.20.

¹³ Vgl. BMWI, Blockchain-Strategie, S.20.

¹⁴ Welzel, Mythos Blockchain, S.18.

¹⁵ BMWI, Blockchain-Strategie, S.20.

¹⁶ Vgl. Kirstein, Digitale Identitäten, S.12.

¹⁷ Vgl. Prinz, Blockchain und smart contracts, S.9.

¹⁸ Vgl. BMWI, Blockchain und Recht, S.5.

¹⁹ Vgl. Schlatt, Blockchain: Grundlagen, S.24.

²⁰ Vgl. Kaulartz und Heckmann, Smart Contracts, S. 618.

²¹ Vgl. Tsilidou und Foroglou, Further applications, S.6.

²² Vgl. Goverment Office of Science, Distributed Ledger Technology, S.12.

²³ Vgl. BMWI, Blockchain-Strategie, S.15.

²⁴ Kaulartz und Heckmann, Smart Contracts, S.623.

²⁵ Vgl. BMWI, Blockchain-Strategie, S.9.

²⁶ Vgl. Welzel, Mythos Blockchain, S.22.