Gottlieb Duttweilers Blockchain: «Wirklich»‽

Das Gottlieb-Duttweiler-Institut hat im vergangenen Monat das neueste Produkt ihrer Denkfabrik veröffentlicht unter dem Titel «Hype oder Hilfe? Was die Blockchain wirklich leistet» (Hervorhebung von mir). Das klang objektiv, konkret und spannend, also führte ich mir den 84-seitigen Wälzer zu Gemüte.

«Spannend» vor allem deshalb, weil in den vergangenen Monaten zwei grosse internationale Blockchainprojekte aufgegeben wurden, eines davon ergebnislos nach 6 Jahren Arbeit und Ausgaben von über 165 Millionen Dollar. Waren das also nur unglückliche Zufälle? Ich hoffte, dass die GDI-Studie hier Klarheit schaffen würde.

«Wirklich!» Wirklich?

Der selbstbewusst formulierte Titel lässt darauf schliessen, dass es schon fast trivial sei, daraus eine überzeugende Story zu machen. Machen wir doch ein kurzes Gedankenexperiment.

Nehmen wir an, eine «Technologie X» werde seit über einem Jahrzehnt gehypet. Wenn ich dafür einen Artikel unter dem Titel «Was kann Technologie X wirklich?» schreiben wollte, müsste das doch ganz einfach sein:

1. Ich würde mit einer Liste an erfolgreichen Projekten beginnen und diese kurz vorstellen: Was erreichen sie, wie funktionieren sie, wie nutzen sie Technologie X und wieso war das mit anderer Technologie nicht möglich.
2. Aufgrund der Eigenschaften der Technik und der Erfahrungen dieser Projekte würde ich dann noch einen Ausblick wagen, wo Technologie X in Zukunft wichtig sein werde.

Leider findet man davon nichts in diesem Artikel. Null. Nada. Ausser vielleicht einem «Pilotprojekt», in dem drei simulierte Parteien einander innert 10 Sekunden eine Nachricht schicken können. Wow! Ohne Erklärung, wie das skalieren würde und—vor allem—wieso dafür nur eine Blockchain in Frage komme.

Das soll also alles sein, was die Blockchain wirklich leistet? Wenn das so ist, ist es kein Wunder, dass die meisten der als schweizerische Blockchain-Leuchttürme gestarteten Projekte kaum mehr etwas mit Blockchain zu tun haben.

Bevor wir uns das GDI-Strategiepapier genauer ansehen: Was ist eigentlich «die Blockchain»?

Was ist die Blockchain?

Eine Blockchain soll, je nach Definition, Ziele wie z.B. dezentrale Speicherung, Konsens, Manipulationssicherheit erfüllen. Zu diesem Zweck kombiniert sie drei Faktoren:

1. Eine Sequenz von Datenblöcken, wobei jeder Folgeblock den Inhalt seines Vorgängers bestätigt und indirekt damit der ganzen bisherigen Kette. Diese Verkettung wird durch kryptografische Hashfunktionen erzeugt.
2. Eine Gruppe von Berechtigten, welche neue Datenblöcke vorschlagen kann. Beliebt sind hier die Optionen „alle“ („open/permissionless blockchain“) oder „konkret benannte Teilnehmer“ („permissioned blockchain“).
3. Ein Mechanismus zur Konsensbildung, nach dem eine Untergruppe der Berechtigten diesen neuen Block als gültiges Kettenmitglied anerkennen. Meist wird dazu Geld benötigt: Beim weit herum bekannten „Proof of Work“ wird Elektrizität zur Lösung absichtlich komplizierter Rätsel eingesetzt; bei „Proof of Stake“ ist das Stimmrecht abhängig vom Besitz („Plutokratie“).

Wenn das System korrekt funktioniert, hat es am Schluss folgende Eigenschaften:

• Es werden nur Daten hinzugefügt, welche den genutzten Regeln entsprechen.
• Alle Daten sind für alle Berechtigten lesbar.
• Die Daten sind ewig zugänglich.

Dabei wird jedoch oft vergessen, dass

• die aktuell angewandten Regeln nicht immer die ursprünglich definierten Regeln sein müssen,
• dass sich alle über die anzuwendenden Regeln einig sein müssen,
• die eingefügten Daten möglicherweise falsch sind (absichtlich, versehentlich oder durch Technikfehler),
• die Daten vielleicht nie hätten publiziert werden dürfen (Betriebsgeheimnis, Datenschutz, Urheberrecht, …) oder
• dass den Beteiligten irgendwann die Lust vergeht, den Aufwand und die Kosten für den Betrieb des Systems tragen zu wollen.

Das Erkennen dieser realweltlichen Unwägbarkeiten dürften auch einer der Gründe sein, wieso Blockchains in der Praxis so selten eine tragende Rolle spielen.

Was häufig vergessen wird: Die Blockchain treibt viel Aufwand zur Erreichung dieser Ziele. Das macht sie auch komplex und unflexibel. Dabei werden meist nicht alle Ziele gleichzeitig benötigt. Beispielsweise ist Nachvollziehbarkeit viel einfacher zu erreichen. Aber dazu später mehr.

Verteilung hat nicht nur Vorteile

Laut GDI-Report gibt es eine Achse „zentral→verteilt→dezentral“ entlang der alles besser würde (abgesehen davon, dass die Abgrenzung zwischen „verteilt“ und „dezentral“ nicht so klar ist). Leider ist das nicht der Fall. So gibt es etliche Probleme, die zentral einfacher gelöst werden können. Und es macht auch einen Unterschied, ob ich in einem verteilten System Daten lesen oder aber schreiben will:

• Wenn Daten nur gelesen werden sollen, steigt mir jeder zusätzlichen Kopie die Verfügbarkeit („Availability“) der Daten an; da ja nun auch mehr Kopien ausfallen können, bevor keine Kopie mehr erreichbar ist.
• Sobald aber auch noch geschrieben werden können soll, wird es schwierig: Da müssen nämlich bei einer Änderung immer restlos alle Kopien aktualisiert werden um die Konsistenz („Consistency“) zu gewährleisten. Und je mehr Kopien vorhanden sind, desto aufwändiger wird das.
• Ganz schwierig wird es, wenn einzelne der Kopien unbekannt sind oder gerade nicht erreichbar, wegen einem Ausfall des Rechners oder der Netzverbindung zwischen dem Schreiber und der Kopie, auch bekannt als Netzwerkpartitionierung („Partitioning“). Ein Knoten, der jenseits dieser Partitionsgrenze liegt wird fröhlich mit den veralteten Daten arbeiten, da für die Änderung ja kein Durchkommen ist.

Dass man in einem vernetzten System nicht gleichzeitig 100%ige Verfügbarkeit und 100%ige Konsistenz garantieren kann, falls das Netzwerk auch einmal ausfallen soll, ist als CAP-Theorem bekannt (Consistency, Availability, Partition tolerance).

Alle drei gleichzeitig zu erreichen ist beweisbar unmöglich, entsprechend kann auch eine Blockchain dies nicht lösen. (Eine Auswirkung des CAP-Theorems erleben wir übrigens, wenn eine Webseite nicht funktioniert und dies durch einen Reload der Seite behoben werden kann.)

Konkret

Gleich zu Beginn der GDI-Studie wird erwähnt (Zusammenfassung, Seite 4), dass die Blockchain für zwei unterschiedliche Zwecke genutzt werden könne: „Robustere und effizientere digitale Infrastrukturen“ und „Reduktion von Abhängigkeiten“. Schauen wir uns die Erklärungen für diese beiden Zwecke doch kritisch an:

„Robustere und effizientere digitale Infrastrukturen“

Der verteilte Betrieb einer digitalen Anwendung auf den Systemen mehrerer Geschäftspartner erhöht die Manipulationssicherheit und Verfügbarkeit der Anwendung. Wertgegenstände können mit Tokens digital abgebildet und gehandelt, Prozesse mit sogenannten Smart Contracts automatisiert ausgeführt werden. Dies vereinfacht die organisationsübergreifende Zusammenarbeit, spart Kosten und Zeit. Sind Prozesse anhand von Blockchain manipulationssicher digitalisiert, können sich neue Geschäftsfelder eröffnen. Beispielsweise ermöglicht Blockchain die Schaffung sicherer elektronischer Identitäten, mit denen Personen, Organisationen und Objekte digital identifiziert werden können. Dies kann eine Zugangsverwaltung zu Gebäuden ohne physische Schlüssel, fälschungssichere Echtheitszertifikate für Waren, Peer-to-Peer-Marktplätze oder eine robuste Dateninfrastruktur für das Internet der Dinge ermöglichen.

• „erhöht die Manipulationssicherheit“: Die Manipulationssicherheit hängt von vielen Faktoren ab. Je nachdem kann sie durch Verteilung steigen oder sinken.
• „erhöht die Verfügbarkeit“: Wie oben beim CAP-Theorem gezeigt, kann die Verfügbarkeit für Leseoperationen erhöht werden. Gleichzeitig werden aber Schreiboperationen erschwert oder die Konsistenz gefährdet.
• „Wertgegenstände können mit Tokens digital abgebildet und gehandelt werden“: Hier und in vielen anderen Beispielen wird die Notwendigkeit einer Blockchain und nur mittels Blockchain resultierender Vorteile nicht erläutert und bleibt fraglich. Genau hier wären Praxisbeispiele hilfreich, die sich aber in der Studie nicht finden.
• „Prozesse können mit sogenannten Smart Contracts automatisiert ausgeführt werden“: Missverständnisse um Smart Contracts und NFTs habe ich bereits andernorts detailliert erläutert. Insbesondere sind Smart Contracts (in etwa „digitale Verträge“), wie jedes andere Computerprogramm auch, mit Fehlern behaftet; der Vertrag hat meist keine Möglichkeit, seine Eingabedaten auf Korrektheit zu überprüfen oder seine Resultate durchzusetzen („Orakelproblem„); es fehlt ihnen die Möglichkeit, mit Korrekturen von Eingaben umzugehen oder im Zweifelsfall Kulanz zu zeigen; und last but not least ist fraglich, ob Smart Contracts nach Schweizer Obligationenrecht überhaupt wirksam sind (keine Willensäusserung, keine Korrekturmöglichkeit bei Täuschung, …).
• „Dies vereinfacht die organisationsübergreifende Zusammenarbeit, spart Kosten und Zeit“: Eine weitere generalisierende und nicht nachvollziehbare Aussage. Auch ihr fehlt die konkrete Erläuterung.
• „Sind Prozesse anhand von Blockchain […] digitalisiert…“: Zwei Aussagen zur Digitalisierung von Prozessen helfen hier bei der Einordnung:
  1. „Wenn Sie einen Scheissprozess digitalisieren, haben Sie einen scheiss digitalen Prozess“ oder anders gesagt: Digitalisierung kann nie ohne vorheriges Überdenken und Optimieren des Prozesses gehen.
  2. „Wenn man einen Prozess so weit optimiert hat, dass man ihn auf einer Blockchain nutzen könnte, braucht man keine Blockchain mehr“: Viele Prozesse sind deshalb so kompliziert, weil zu viele inkompatible Systeme und Datenformate zusammenarbeiten müssen. Wenn man das auf der grünen Wiese neu aufbauen kann, sind viele Probleme klarer, kleiner oder ganz eliminiert. (Es gibt auch Prozesse, die aufgrund ihrer Interaktion mit einer hochkomplexen Realität oder Gesetzeslage so kompliziert geworden sind. Da lässt sich nichts vereinfachen, mit oder ohne Blockchain.
• „…können sich neue Geschäftsfelder eröffnen“: Können sie, können es vielleicht aber auch nicht. Ich bitte auch hier um konkrete Beispiele.
• „manipulationssicher“: Überall können Fehler auftreten: In Sensoren, Programmen, bei der Dateneingabe. Manche Fehler sind Absicht, manche nicht. Unabhängig von der Quelle müssen wir mit diesen Fehlern umgehen können. Wir müssen Fehler korrigieren können um die Korrektheit und damit Integrität der Daten wiederherstellen zu können. Dafür sind Korrekturen im echten Leben unverzichtbar, natürlich gekoppelt mit Nachvollziehbarkeit, Transparenz und Verantwortungsübernahme. Die Blockchain kann nicht zwischen „guter“ (Korrektur) und „böser“ (Betrug) Veränderung unterscheiden, also muss sie beides verbieten. Fehlerkultur ist Teil unseres Lebens, aber der Blockchain völlig fremd.
• „Schaffung sicherer elektronischer Identitäten“ und weitere Beispiele: Geht auch ohne Blockchain. Dafür reicht Nachvollziehbarkeit, Transparenz und Verantwortungsübernahme, was ohne Blockchain sogar noch besser geht.

„Reduktion von Abhängigkeiten“

Der verteilte Betrieb eröffnet zusätzlich die Möglichkeit, die Abhängigkeit von zentralen Dienstleistern abzuschaffen. In verteilten, sich selbst regulierenden, Wertschöpfungsnetzwerken treffen alle Mitglieder gemeinsam Entscheidungen und kontrollieren sich gegenseitig, ohne dass es eine zentrale Bestimmungsinstanz gibt: Internet ohne Google, Ride-Sharing ohne Uber, Zahlungen ohne Banken. Dies ist allerdings nicht nur ein technologischer, sondern auch ein gesellschaftlicher Prozess, bei dem neue partnerschaftliche Formen der Zusammenarbeit etabliert und Interessenskonflikte überwunden werden müssen. Gelingt dies, bietet Blockchain eine geeignete technologische Grundlage, diese umzusetzen.

„Zusammenfassung“, Seite 4

• „Abhängigkeiten von zentralen Dienstleistern abzuschaffen“: Das ist ein wunderschöner Wunschtraum, dem ich auch gerne nachhänge. Leider ist er fern der Realität, ganz besonders in der Blockchainwelt:
  1. Dadurch dass die Blockchain so gross und schwerfällig ist, nutzen die meisten darauf aufsetzenden Dienste zentrale Dienstleister, die APIs (Programmier-Gateways) oder Zahlungsfunktionen übernehmen.
  2. Im Venture-Capital-getriebenen Startup-Business gilt die Devise, dass nur erfolgreich sein kann, wer es schafft, einen Markt exklusiv zu bekommen („capture“). Und nur potenziell erfolgreichen Startups bekommen Geld. Das gilt auch für Blockchain-Startups, möglicherweise sogar noch extremer; auch sie stehen unter dem Druck, Monopole zu etablieren, um dann Gewinn einzufahren. Zentrale Macht ist eng mit dem Kapitalismus verbunden.
  3. Im Übrigen funktionieren viele verteilte Dienste schon jahrzehntelang ohne Blockchain: Email dürfte das älteste Beispiel dafür sein und das Fediverse—das föderierte soziale Netzwerk u.a. auf der Basis der Open-Source-Software Mastodon—wohl das jüngste, das erst noch versucht, den alten zentralisierten Diensten den Rang abzulaufen.
• „gesellschaftlicher Prozess“: Ja, hier stimme ich der Studie mit vollem Herzen zu, ja, das ist vor allem ein gesellschaftlicher Prozess. Eine Veränderung, die stattfinden muss, weg von den Monopoltendenzen von Big Tech. Da sind aber wir alle gefragt und unsere Bequemlichkeit versucht uns immer wieder zu den einfachen zentralen Diensten zu überreden, die grosses finanzielles Interesse haben, uns das Leben so angenehm wie möglich zu machen.
• „geeignete technologische Grundlage“: Nein.

Schlussfolgerung

„Was, wie bitte? Wir sind doch erst bei Seite 4 angelangt, da fehlen noch 80 Seiten! Unerhört!“ höre ich schon allenthalben rufen.

Natürlich könnte ich jede weitere Seite so kritisieren. Das wäre aber weder für Sie noch für mich interessant oder befriedigend. Ja, es kommen noch ein paar weitere Aussagen. Es kommt aber vor allem auch sehr viel Konjunktiv—“könnte“, „sollte“, „würde“—und wenig Konkretes. Wenn Sie der Rest der Studie interessiert: Sie haben jetzt das Rüstzeug, sie kritisch zu lesen und zu hinterfragen. Weiteres Rüstzeug finden Sie im Blockchain-Artikel bzw. der Materialsammlung dazu.

Zum Mitnehmen

Ein paar letzte Punkte möchte ich aber trotzdem noch anmerken:

1. Blockchain-Anhänger und diverse Thinktanks haben Dezentralisierung zum Mantra erhoben, das alle unsere Probleme lösen wird. Ja, die Abhängigkeit von zentralen Stellen und Prozessen kann gefährlich sein. Wie aber oben auch gezeigt kann Dezentralisierung zwar einige Probleme lösen helfen, fügt aber zwingend neue Probleme hinzu. Das sollte nie vergessen gehen.
2. Viele der erwünschten Eigenschaften der Blockchains lassen sich auch ohne Blockchain lösen. Nachvollziehbarkeit lässt sich beispielsweise auch mit digitalen Signaturen oder Zeitstempeln lösen.
3. Andere Probleme lassen sich gar nicht technisch lösen, egal ob mit Blockchain oder nicht. Z.B. sobald (wie in den meisten realen Problemstellungen) Vertrauen und Fehlerkultur ins Spiel kommen. Mantrahaft eine Technologie (Blockchain) zu wählen, der diese Dinge prinzipbedingt fremd sind, wird einem im Projektverlauf irgendwann auf die Füsse fallen.

Und noch eine Take-Home-Message, auch jenseits der Blockchain:

Wenn Ihnen jemand das Blaue vom Himmel verspricht, sollten Sie immer doppelt vorsichtig sein. Ganz besonders, wenn dieser Jemand Ihnen die Gründe dafür nicht konkret erklären kann, inklusive wieso seine Lösung alternativlos sei. Und erst recht, wenn Sie die Materie nicht verstehen und den Marketingaussagen des Gegenübers vertrauen müssen.

Denn dann ist es möglicherweise nur Hype-Tech (siehe Literatur). Die bringt Ihnen und Ihrer Firma wenig bis nichts; Vorteile gibt es nur für die teuren Berater oder den Lebenslauf des Mitarbeiters, der Ihre Firma sowieso schon lange verlassen wollte.

Weiterführende Literatur

• Felix „fefe“ von Leitner: Hype-Tech, 2021.
  Die falschen Optimierungskriterien hinter dem Einsatz von Hype-Technologie.
• Marcel Waldvogel: Per Anhalter durch die Blockchain, DNIP, 8. April 2022.
  Erklärt die Technologie hinter der Blockchain und was die Technologie kann und was nicht. Der dazugehörige Überblick über weitere Informationen rund um die Blockchain.
• Thomas Schwendener: Blockchain-Report, Inside IT. 5-teilige Serie, erschienen zwischen dem 8. und 24. Februar 2022.
  Informationen zum Stand von Blockchain und -projekten in der Schweiz.
• Trail of Bits: Are Blockchains decentralized?, 21. Juni 2022.
  Studie über die versteckte Zentralisier innerhalb der Blockchains und weiterer Risiken für die Unveränderbarkeit.
• Avivah Litan: Maersk IBM TradeLens shut down after ASX cancellation; Ending an Era of Costly Enterprise Blockchain, Gartner, 2. Dezember 2022.
  Die gross angekündigte Blockchain im Transportwesen wird eingestellt.
• Michael del Castillo und Javier Paz: ASX Chairman Apologizes After Writing Off $165 Million Blockchain Project, Forbes, 16. November 2022.
  Das gross angekündigte Projekt für Blockchain im Börsenhandel wird nach 6 Jahren und 165 Millionen erfolglos eingestellt.
• Tim Bray: AWS and Blockchain, 19. November 2022.
  Wieso Amazon 2016 keine lukrativen Blockchainlösungen schreiben wollte. (Inzwischen bietet AWS gehostete Blockchains an, aber die Anwendungen müssen die nutzenden Firmen selber schreiben.)