Blockchain: Intelligente Verträge – Smart Contracts I

Was ist ein Smart Contract?

Es handelt sich um eine Vereinbarung zwischen zwei oder mehr Parteien, die es ermöglicht, Verträge oder Vertragsklauseln aus natürlicher Sprache in Computercode zu übertragen, der sich ohne die Notwendigkeit von Vermittlern selbst ausführen kann.

Intelligente Verträge bzw. Smart Contracts werden mittels Skripten entwickelt, also mittels Dokumenten, die in Programmiercodes geschriebene Anweisungen enthalten. Es ist wichtig, zwei Bereiche eines intelligenten Vertrags zu unterscheiden: den technologischen und den rechtlichen.

Bestandteile eines Smart Contracts

Die Bestandteile, die jeder intelligente Vertrag enthalten muss, damit er als solcher gilt und Gültigkeit besitzt, sind folgende:

Vertragsgegenstand

Der Smart Contract muss Zugang zu den unter Vertrag stehenden Gütern oder Dienstleistungen haben, um diese automatisch zu sperren und freizugeben.

Bedingungen und Konditionen

Die Bedingungen eines intelligenten Vertrags nehmen die Form einer exakten Abfolge von Operationen an.

Digitale Signaturen

Der Beginn der Vereinbarung wird festgelegt, sobald alle Teilnehmer den Vertrag mit ihren privaten Schlüsseln unterzeichnen.

Dezentrale Plattform

Der intelligente Vertrag wird auf der Blockchain implementiert und auf deren Knoten verteilt.

Technologischer Bereich

Welche Technologie steckt hinter Smart Contracts?

Die Informationen der intelligenten Verträge werden auf Tausenden von Computern oder Servern gespeichert, die als Knoten im Blockchain-Netzwerk fungieren. Dort werden die Informationen dupliziert, mit der Gewissheit, dass niemand sie verändern kann. Jedes Mal, wenn ein Block bestätigt und der Kette hinzugefügt wird, wird dies allen Knoten mitgeteilt, und der Block wird der von jedem gespeicherten Kopie hinzugefügt.

Die Blockchain ist ein P2P-Netzwerk, in dem alle Knoten gleichrangig sind, was zu einem verteilten System führt, das widerstandsfähig gegen Cyberangriffe, Ausfälle oder Fälschungen ist. Die folgende Abbildung zeigt aus theoretischer Sicht die optimale Netzwerkstruktur für die Blockchain-Technologie.

Intelligente Verträge können in privaten, öffentlichen und hybriden Blockchains angewendet werden. Eine öffentliche Blockchain ermöglicht jedem Nutzer weltweit den Zugang. Das Einzige, was benötigt wird, ist ein Computer und eine Internetverbindung. Die öffentliche Bitcoin-Blockchain beispielsweise besteht aus dem Bitcoin-Protokoll, der Recheneinheit bzw. dem Token Bitcoin sowie der Blockchain als Datenbank, in der die Transaktionen erfasst werden.

Eine private Blockchain ist im Gegensatz zu einer öffentlichen Blockchain nicht öffentlich zugänglich, sondern kann nur auf Einladung genutzt werden. Zu den bekanntesten zählen Hyperledger, R3 oder Ripple.

Die hybriden Blockchains sind eine Kombination aus öffentlichen und privaten Blockchains. Bei einer hybriden Blockchain werden die teilnehmenden Knoten von einer Person oder Personengruppe ausgewählt oder beschränkt, jedoch sind alle Transaktionen öffentlich einsehbar. Das bedeutet, dass die Knoten an der Instandhaltung und Sicherheit dieser Blockchain beteiligt sind, alle Transaktionen jedoch für Nutzer weltweit sichtbar sind und diese den Inhalt der Blockchain nicht kennen müssen – im Gegensatz zu privaten Blockchains, bei denen auch die Transaktionen privat sind.

Wie werden Smart Contracts erstellt?

Der erste Schritt besteht darin, den Code zu programmieren, der dem intelligenten Vertrag seine Form gibt. Durch die Verwendung einer Programmiersprache lässt sich genau das kodieren, was die Vertragsparteien von ihm erwarten. Je komplexer die Bedingungen sind, desto geringer ist die Fähigkeit des Vertrags, diese auszuführen – zumindest, bis diese Technologie ausgereift ist. Intelligente Verträge werden anhand erfüllter oder nicht erfüllter Bedingungen ausgeführt, die das Ergebnis festlegen.

Der zweite Schritt besteht darin, den Vertrag auf der Blockchain zu veröffentlichen, sei es auf einer öffentlichen oder privaten Blockchain. Die Tatsache, dass der Vertrag veröffentlicht wird, bedeutet nicht, dass er von Außenstehenden gelesen werden kann, da die Verträge verschlüsselt sind.

Sobald der Vertrag veröffentlicht ist, wird er auf der Blockchain gespeichert und kann ausgeführt werden. Da er sich auf der Blockchain befindet, kann der Vertrag von den Knoten ausgeführt werden, wobei ein Konsens über das Ergebnis erzielt werden muss. Je nach den Vertragsbestimmungen kann eine Aktualisierung der Kette erforderlich sein.

Oft benötigen Verträge Informationen, die über ihren eigenen Inhalt hinausgehen, da nicht alle für die Erfüllung der Klauseln erforderlichen Informationen in den Verträgen enthalten sind. Orakel (Oracles) liefern die notwendigen Daten, um intelligente Verträge auszulösen, damit diese ausgeführt werden, sobald die ursprünglichen Vertragsbedingungen erfüllt sind. Diese Bedingungen können alles Mögliche sein, was mit dem intelligenten Vertrag zusammenhängt: Temperatur, Zahlungseingang, Preisänderungen usw.

Diese Orakel sind die einzige Möglichkeit, wie intelligente Verträge mit Daten außerhalb der Blockchain-Umgebung interagieren. Orakel liefern externe Informationen, auf die der intelligente Vertrag nicht selbst zugreifen kann, und handeln in seinem Namen, um externe Aktionen außerhalb seines Wirkungsbereichs auszuführen. Die Nutzung externer Orakel ist nicht immer die effizienteste Lösung, da sie auch direkt in den intelligenten Vertrag integriert werden können.

Teil eines Smart Contracts für die Vermietung eines Autos gegen Ether. (github.com/magonicolas/Ethereum-Solidity)

Rechtlicher Bereich

Der Begriff Smart Contracts kann sowohl Verträge oder Vertragsklauseln in natürlicher Sprache bezeichnen, die in Computercode übertragen wurden, als auch komplexere Fälle, die direkt durch Skripte dargestellt und ausgeführt werden.

Damit ein intelligenter Vertrag als rechtlich bindende und vor Gericht durchsetzbare Vereinbarung gilt, muss er die wesentlichen rechtlichen Voraussetzungen eines jeden Vertrags erfüllen: das Vorliegen der Zustimmung der Parteien, eines rechtmäßigen Gegenstands sowie eines Rechtsgrunds (gültiger Grund, einschließlich der Gegenleistung).

Die rechtlichen Grenzen der Vertragsfreiheit müssen ebenfalls im Smart Contract berücksichtigt werden, damit dieser als gültig und rechtlich durchsetzbar gilt. In manchen Fällen ist es notwendig, auf gemischte Lösungen zurückzugreifen, die teilweise Code und teilweise natürliche Sprache kombinieren.

Vorteile von Smart Contracts

Wenn von den Vorteilen der Nutzung intelligenter Verträge gegenüber traditionellen Verträgen gesprochen wird, werden sowohl die Vorteile der intelligenten Verträge selbst als auch die Vorteile der zugrunde liegenden Technologie berücksichtigt.

Intelligente Verträge haben nicht nur die Fähigkeit, sich selbst auszuführen und dadurch Zeit und Ressourcenkosten zu sparen, sondern bieten auch den Vorteil, in die Blockchain integriert zu sein. Dadurch werden alle Informationen erfasst, unveränderlich, sicher und zugänglich gemacht.

Zusammenfassend lassen sich folgende Vorteile von Smart Contracts und der Blockchain festhalten:

• Transparenz
• Rückverfolgbarkeit
• Integrität
• Urheberschaft
• Sicherheit
• Ressourcenoptimierung
• Beseitigt Bürokratie
• Beseitigt autoritäre Instanzen

Intelligente Verträge in der Industrie 4.0

Die Industrie 4.0 entwirft ein neues Paradigma in den Produktionssystemen und bewegt sich von der Großserienproduktion hin zur Personalisierung. Dafür bildet die Digitalisierung den Eckpfeiler dieser industriellen Revolution, gestützt auf Technologien wie das Industrial Internet of Things (IIoT), 3D-Druck, Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M), intelligente Sensoren usw.

Wie bereits in früheren Beiträgen erwähnt, gewinnen Daten zunehmend an Bedeutung. Sie werden nicht länger nur ein bloßes Ergebnis des Fertigungsprozesses sein, sondern zur Grundlage des Produkts oder der Dienstleistung werden.

Ein verteiltes System, wie es die Blockchain bietet, ermöglicht die Identifikation, Authentifizierung und Kommunikation zwischen Geräten. Dadurch wird es möglich, die Aktivität jedes Sensors bzw. Aktuators im industriellen Netzwerk zu erfassen und so die Integrität der von der IIoT erzeugten Daten zu gewährleisten, ohne Angst vor der Manipulation von Aufzeichnungen und deren Folgen.

Intelligente Fabriken werden aus IIoT-Geräten und/oder miteinander verbundenen Fertigungsmodulen bestehen, die selbstverwaltet bzw. autark funktionieren. Auf diese Weise wird mithilfe von Technologien wie der Blockchain eine neue Wirtschaft entstehen, in der die Geräte selbst durch M2M-Kommunikation in der Lage sein werden, Vereinbarungen über die Lieferung von Rohstoffen, Bauteilen, Wartung, Energie sowie die Delegation und Koordination der Produktion und sogar der Logistik zu treffen. Diese werden in den Smart Contracts festgehalten, und ihre Zahlung wird automatisch ausgelöst, sobald die im Vertrag festgelegten Bedingungen erfüllt sind.

Quellen: Alex Preukschat (2017), Blockchain: Die industrielle Revolution des Internets