Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) verbindet Menschen, Orte und Produkte und bietet so Möglichkeiten zur Wertschöpfung und -erfassung. Anspruchsvolle Chips, Sensoren und Aktoren sind in physische Elemente eingebettet, die jeweils Daten an das IoT-Netzwerk übertragen. Die Analysefunktionen des IoT verwenden diese Daten, um Erkenntnisse in Maßnahmen umzusetzen, die sich auf Geschäftsprozesse auswirken und zu neuen Arbeitsmethoden führen. Es gibt jedoch noch eine Reihe von technischen und Sicherheitsbedenken, die nicht angegangen werden.
Sicherheit ist ein wichtiges Anliegen des Internet der Dinge, das seine groß angelegte Bereitstellung behindert hat. IoT-Geräte leiden häufig unter Sicherheitslücken, die sie zu einem einfachen Ziel für DDoS-Angriffe (Distributed Denial of Service) machen. Bei DDoS-Angriffen bombardieren mehrere kompromittierte Computersysteme ein Ziel wie einen zentralen Server mit einem großen Volumen gleichzeitiger Datenanforderungen, wodurch für die Benutzer des Zielsystems ein Denial-of-Service verursacht wird. Eine Reihe von DDoS-Angriffen in den letzten Jahren haben Organisationen und Einzelpersonen zu Störungen geführt. Ungesicherte IoT-Geräte bieten Cyberkriminellen ein leichtes Ziel, den schwachen Sicherheitsschutz auszunutzen, um sie zum Starten von DDoS-Angriffen zu hacken.
Ein weiteres Problem bei aktuellen IoT-Netzwerken ist die Skalierbarkeit. Mit zunehmender Anzahl von Geräten, die über ein IoT-Netzwerk verbunden sind, werden aktuelle zentralisierte Systeme zur Authentifizierung, Autorisierung und Verbindung verschiedener Knoten in einem Netzwerk zu einem Engpass. Dies würde enorme Investitionen in Server erfordern, die den großen Informationsaustausch bewältigen können, und das gesamte Netzwerk kann ausfallen, wenn der Server nicht mehr verfügbar ist.
Laut Gartners Prognose werden die Endpunkte des Internet der Dinge von 2016 bis 2021 voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 32 Prozent wachsen und eine installierte Basis von 25,1 Milliarden Einheiten erreichen. Angesichts der Tatsache, dass IoT-Geräte in den kommenden Jahren voraussichtlich ein wesentlicher Bestandteil unseres täglichen Lebens sein werden, ist es unerlässlich, dass Unternehmen in die Bewältigung der oben genannten Sicherheits- und Skalierbarkeitsprobleme investieren.
Eine weitere bahnbrechende Technologie, die Blockchain- oder Distributed-Ledger-Technologie (DLT), kann dazu beitragen, einige der Herausforderungen in Bezug auf IoT-Sicherheit und Skalierbarkeit zu bewältigen. Blockchain ist aufgrund seiner einzigartigen Fähigkeiten und Vorteile ein „Informationsspiel-Wechsler“. Ein Blockchain-System besteht im Kern aus einem verteilten digitalen Hauptbuch, das von den Teilnehmern des Systems gemeinsam genutzt wird und sich im Internet befindet: Transaktionen oder Ereignisse werden validiert und im Hauptbuch aufgezeichnet und können anschließend nicht mehr geändert oder entfernt werden. Es bietet eine Möglichkeit, Informationen aufzuzeichnen und von einer Benutzergemeinschaft zu teilen. Innerhalb dieser Community behalten ausgewählte Mitglieder ihre Kopie des Hauptbuchs bei und müssen alle neuen Transaktionen gemeinsam durch einen Konsensprozess validieren, bevor sie in das Hauptbuch aufgenommen werden. Weitere Informationen zur Blockchain-Technologie finden Sie in Deloittes früherer Veröffentlichung The Blockchain (R) evolution.
Wie kann Blockchain IoT-Sicherheits- und Skalierbarkeitsprobleme lösen?
Das IoT-Netzwerk kann Datentransaktionen auf mehreren Geräten verarbeiten, die Eigentum verschiedener Organisationen sind und von diesen verwaltet werden. Dies macht es schwierig, die Quelle von Datenlecks im Falle eines Angriffs durch Cyberkriminelle zu bestimmen. Darüber hinaus generiert das IoT eine große Datenmenge, und bei mehreren beteiligten Stakeholdern ist der Besitz der Daten nicht immer klar.
Blockchain kann auf folgende Weise dazu beitragen, die mit IoT verbundenen Sicherheits- und Skalierbarkeitsprobleme zu beseitigen:
Das verteilte Hauptbuch in einem Blockchain-System ist manipulationssicher und macht das Vertrauen der Beteiligten überflüssig. Keine einzelne Organisation hat die Kontrolle über die große Datenmenge, die von IoT-Geräten generiert wird.
Die Verwendung der Blockchain zum Speichern von IoT-Daten würde eine weitere Sicherheitsebene hinzufügen, die Hacker umgehen müssten, um Zugriff auf das Netzwerk zu erhalten. Blockchain bietet eine wesentlich robustere Verschlüsselungsstufe, die es praktisch unmöglich macht, vorhandene Datensätze zu überschreiben.
Blockchain bietet Transparenz, indem jeder, der zum Zugriff auf das Netzwerk berechtigt ist, die Transaktionen verfolgen kann, die in der Vergangenheit stattgefunden haben. Dies kann eine zuverlässige Möglichkeit bieten, eine bestimmte Quelle für Datenlecks zu identifizieren und schnelle Abhilfemaßnahmen zu ergreifen.
Blockchain kann eine schnelle Verarbeitung von Transaktionen und die Koordination zwischen Milliarden verbundener Geräte ermöglichen. Mit zunehmender Anzahl miteinander verbundener Geräte bietet die Distributed-Ledger-Technologie eine praktikable Lösung, um die Verarbeitung der großen Anzahl von Transaktionen zu unterstützen.
Durch die Bereitstellung einer Möglichkeit, das Vertrauen zwischen den Stakeholdern zu ermöglichen, kann Blockchain es IoT-Unternehmen ermöglichen, ihre Kosten zu senken, indem der mit IoT-Gateways verbundene Verarbeitungsaufwand (z. B. für herkömmliche Protokoll-, Hardware- oder Kommunikations-Overhead-Kosten) beseitigt wird.
Intelligente Verträge, eine Vereinbarung zwischen zwei Parteien, die in der Blockchain gespeichert ist, können ferner die Durchführung vertraglicher Vereinbarungen zwischen Interessengruppen auf der Grundlage bestimmter Kriterien ermöglichen, die erfüllt werden. Beispielsweise können intelligente Verträge Zahlungen automatisch autorisieren, ohne dass ein menschliches Eingreifen erforderlich ist, wenn die Bedingungen für die Erbringung einer Dienstleistung erfüllt sind.
Einige aktuelle Blockchain-IoT-Player und ihre Anwendungsfälle
Die Technologie hinter Sensoren und Smart Chips entwickelt sich rasant und macht sie zunehmend portabel und für Echtzeitinteraktionen mit Blockchain-Ledgern anwendbar. Die Kombination von Blockchain und IoT bietet ein breites Potenzial für die Schaffung eines Marktplatzes für Dienste zwischen Geräten und bietet Unternehmen die Möglichkeit, aus gesammelten Daten Wert zu schaffen. Die wachsende Zahl neuer Blockchain-Protokolle, Partnerschaften und IoT-Geräteanbieter zeigt bereits, dass es im IoT-Sektor eine gute Passform für Blockchain gibt.
Einige aktuelle Blockchain-IoT-Player und ihre Anwendungsfälle werden im Folgenden kurz beschrieben. (Bitte beachten Sie, dass die in diesem Artikel genannten Partnerschaften und Unternehmen von Deloitte nicht als Vermerke angesehen werden sollten.)
Chain of Things (CoT) ist ein Konsortium aus Technologen und führenden Blockchain-Unternehmen. Es werden die bestmöglichen Anwendungsfälle untersucht, bei denen eine Kombination aus Blockchain und IoT industriellen, ökologischen und humanitären Anwendungen erhebliche Vorteile bieten kann. Bisher hat CoT Maru entwickelt, eine integrierte Blockchain- und IoT-Hardwarelösung, um Probleme mit Identität, Sicherheit und Interoperabilität zu lösen. Es gibt drei entwickelte Anwendungsfälle mit den Namen Chain of Security, Chain of Solar und Chain of Shipping.
IOTA ist ein Protokoll für eine schnelle Transaktionsabwicklung und Datenintegrität mit einem Tangle-Ledger, das teures Mining (Validierung von Transaktionen) überflüssig macht. IOTA ist eine vielversprechende Infrastruktur für IoT-Geräte, die große Mengen an Mikrodaten verarbeiten müssen. Merkmale des Tangle-Ledgers, bei dem es sich um das verteilte Ledger handelt, das IOTA unterstützt, sind die Kommunikation von Maschine zu Maschine, gebührenfreie Mikrozahlungen und quantenresistente Daten. IOTA hat einen Markt für Sensordaten aufgebaut und betritt den Markt für datengesteuerte Erkenntnisse, die von mehr als 20 globalen Unternehmen unterstützt werden.
Riddle & Code bietet kryptografische Tagging-Lösungen für Blockchains in der intelligenten Logistik und im Supply Chain Management. Riddle & Code arbeitet an der Integration zwischen IoT-Geräten und verteilten Ledger-Netzwerken und bietet eine kombinierte, patentierte Hardware- und Softwarelösung, die eine sichere und vertrauenswürdige Interaktion mit Maschinen im IoT-Zeitalter ermöglicht – indem Maschinen und jedem physischen Gerät eine „vertrauenswürdige digitale Identität“ verliehen wird. Diese Technologie durchbricht die physische / digitale Kluft, um ein Gleichgewicht zwischen der Nachfrage nach Papierdokumentation und den Vorteilen der Blockchain-Technologie herzustellen.
Modum.io kombiniert IoT-Sensoren mit Blockchain-Technologie und bietet Datenintegrität für Transaktionen mit physischen Produkten. Die Modum-Sensoren erfassen Umgebungsbedingungen wie die Temperatur, denen Waren während des Transports ausgesetzt sind. Wenn die Ware am nächsten Transitpunkt oder Endkunden ankommt, werden die Sensordaten in einem intelligenten Vertrag in der Blockchain anhand vorgegebener Bedingungen überprüft. Der Vertrag bestätigt, dass die Bedingungen alle vom Absender, seinen Kunden oder einer Aufsichtsbehörde festgelegten Anforderungen erfüllen, und löst verschiedene Aktionen aus, z. B. Benachrichtigungen an Absender und Empfänger, Zahlung oder Freigabe von Waren.
Überlegungen zur Einführung von Blockchain- und IoT-Technologien
Wie bereits erläutert, besteht ein grundlegendes Problem bei aktuellen IoT-Systemen in ihrer Sicherheitsarchitektur mit einem zentralisierten Client-Server-Modell, das von einer zentralen Behörde verwaltet wird und das für einen einzelnen Fehlerpunkt anfällig ist. Blockchain behebt dieses Problem, indem die Entscheidungsfindung auf ein konsensbasiertes gemeinsames Gerätenetzwerk dezentralisiert wird. Beim Entwerfen der Architektur für IoT-Geräte in Verbindung mit einem Blockchain-Ledger sind jedoch drei Hauptherausforderungen zu berücksichtigen:
Skalierbarkeit. Eine der entscheidenden Schwierigkeiten, mit denen das IoT noch konfrontiert ist, ist die Skalierbarkeit – wie mit den enormen Datenmengen umzugehen ist, die von einem großen Netzwerk von Sensoren erfasst werden, und möglicherweise mit geringeren Transaktionsverarbeitungsgeschwindigkeiten oder Latenzen. Das vorherige Definieren eines klaren Datenmodells kann Zeit sparen und Schwierigkeiten bei der Inbetriebnahme der Lösung vermeiden.
Datenschutz und Vertraulichkeit von Transaktionen. Die Vertraulichkeit des Transaktionsverlaufs im gemeinsam genutzten Hauptbuch für ein Netzwerk von IoT-Geräten kann für öffentliche Blockchains nicht einfach gewährt werden. Dies liegt daran, dass die Transaktionsmusteranalyse angewendet werden kann, um Rückschlüsse auf die Identität von Benutzern oder Geräten hinter öffentlichen Schlüsseln zu ziehen. Unternehmen sollten ihre Datenschutzanforderungen untersuchen, um festzustellen, ob hybride oder private Blockchains ihren Anforderungen besser entsprechen.
Sensoren. Die Zuverlässigkeit von IoT-Sensoren könnte möglicherweise dadurch beeinträchtigt werden, dass die korrekte Messung der Kriterien, die zur Ausführung einer Transaktion erfüllt sein müssen, beeinträchtigt wird. Maßnahmen zur Gewährleistung der Integrität von IoT-Geräten, damit diese nicht durch externe Eingriffe geändert werden können, sind der Schlüssel zur Gewährleistung einer sicheren Umgebung für Datenaufzeichnung und Transaktionen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Blockchain und IoT neue Technologien mit großem Potenzial sind, die jedoch aus technischen und Sicherheitsgründen immer noch nicht weit verbreitet sind. Mehrere Unternehmen auf dem Markt arbeiten bereits an Anwendungsfällen, in denen beide Technologien kombiniert werden, da sie zusammen eine Möglichkeit bieten, die Sicherheit und die damit verbundenen Geschäftsrisiken zu minimieren.
Der Deloitte Garage Innovation Hub: IoT- und Blockchain-Showroom
Unternehmen sollten über die Implementierung von Blockchain und IoT nachdenken, um ihre geschäftlichen Probleme anzugehen, und „klein anfangen“, indem sie aus aktuellen Anwendungsfällen und Projekten in der Branche lernen. Deloitte Schweiz bietet Kunden ein interaktives Erlebnis in einem neu eröffneten Garage Innovation Hub in Zürich, wo sie praktische Erfahrungen mit IoT- und Blockchain-Technologie sammeln, Diskussionen initiieren und Ideen zu Lösungen austauschen können. Dieser Innovationsraum soll Unternehmen dabei helfen, ihre Strategie in Bezug auf IoT und Blockchain zu definieren und sie zu inspirieren, diese zu verfolgen.