Blockchain Labor

Einführungstext

Seit 2019 ist das Blockchain Lab Teil des Instituts für Internetsicherheit if(is) unter der Leitung von Prof. Dr. (TU NN) Norbert Pohlmann. Das internationale und interdisziplinäre Forschungsteam verfügt über vielfältige Kompetenzen, um qualitativ hochwertige Forschung zu betreiben und den Industriepartnern eine sichere und zeitgemäße Nutzung von Blockchain zu ermöglichen. Unsere Forschung ist grundlegend, zielt auf die Evaluierung von Blockchain-Technologien, deren Implementierung und Anwendungsfälle auf privater, staatlicher und organisatorischer Ebene ab. Die Forschung umfasst Kontextanalysen für bestimmte Szenarien oder Technologien, empirische Forschung (Einsatz, Test, Evaluierung), Literaturrecherche und -analyse. Ziel ist immer die Erstellung bzw. Validierung von sicheren Konzepten mit unterschiedlichen Blockchain-Technologien, die den aktuellen Datenschutzrichtlinien und dem GDPR entsprechen. Wir sind das Kompetenzzentrum für Blockchain und versuchen, Blockchain-Technologien als „Enabler“ für neue Geschäftsmodelle und effiziente Geschäftsprozesse zu etablieren. Die Blockchain-Technologie erzeugt eine verschlüsselte Kette von vernetzten Datenblöcken. In diesen manipulationssicheren, verteilten und redundanten Datenstrukturen sind alle Transaktionen in der zeitlichen Abfolge logisch nachvollziehbar, unveränderbar und ohne zentrale Instanz abgebildet.

Forschung & Projekte

Sicherheit von Blockchain & Distributed-Ledger-Technologie

GovChain

Eine private Goverment Blockchain Infrastruktur für Kommunen und KMUs in NRW ermöglicht verschiedenen regionalen Akteuren die Digitalisierung effizient voranzutreiben. Dabei stehen Sicherheit, Dezentralisierung und Usability-Anwendungen im Vordergrund. Mit Hilfe der Distributed Ledger Technologie können die Managementleistungen optimiert werden. Lokale Rechenzentren in NRW bringen sich als Knotenpunkte in die Blockchain-Infrastruktur mit ein. Verwaltungs- und Geschäftsprozesse sollen nicht nur digital zur Verfügung stehen, sondern gleichzeitig sicher gemäß GDPR umgesetzt werden. Dazu gehören z.B. Einwohnermeldebescheinigungen, Anwohnerparkausweise, Gewerbeanmeldungen und Führerscheine.

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Connect Emscher Lippe

Die Blockchain-Technologie als vertrauenswürdiger Service bietet eine Grundlage für verteilte und vertrauenswürdige Zusammenarbeit und ein großes Potenzial für neue Geschäftsmodelle und Ökosysteme. Die Elemente, Prinzipien und Architektur der Blockchain-Technologie zeigen den technischen Hintergrund und die interessanten Möglichkeiten, Sicherheit und Vertrauen zu erreichen. Alle IT-Sicherheits- und Vertrauensfunktionen sind als Security-by-Design in die Blockchain-Technologie integriert. Die Blockchain Infrastruktur verfügt über komplexe Kommunikations-, Sicherheits- und Vertrauensfunktionen. Diese wirken zusammen, um die notwendige Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit zu erreichen. Die Blockchain-Anwendungen sind dem realen Leben ausgesetzt.Für viele Unternehmen ist Blockchain eine ideale Technologie für eine vertrauenswürdige, verteilte Zusammenarbeit. Vertrauensdienste, wie die Blockchain, werden in Zukunft sicherlich eine immer wichtigere Rolle spielen.

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IDunion

Das IDunion-Konsortium schafft ein offenes Ökosystem für dezentrales Identitätsmanagement. Es zielt darauf ab, die Verwaltung von sensiblen und persönlichen identifizierbaren Informationen durch das Konzept der Self-Sovereign-Identity (SSI) zu verbessern. Der SSI-Ansatz verwendet Dezentrale Identifikatoren (DID) und Verifizierbare Credentials (VC) nach internationalen Standards des World Wide Web Consortium (W3C), der Decentralised Identity Foundation (DIF) und der Trust over IP Foundation (ToIP). Den Vertrauensanker bildet ein Netzwerk aus dezentralen, heterogen verteilten Knoten und Agenten, die den europäischen Rechtsrahmen (GDPR und eIDAS) einhalten.

Das Blockchain Lab trägt zu drei Arbeitspaketen des IDunion-Projekts bei: (1) Cybersicherheit in Bezug auf den Konsensalgorithmus, Bedrohungsmodellierung und Penetrationstests (2) Forschung und Open-Source-Entwicklung der SSI-Komponenten (3) Aufbau des IDunion-Netzwerks und Schaffung seiner Governance-Struktur.

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Research

Blockchain Governance – eBGF

Das [eco Blockchain Governance Framework (eBGF)] (https://internet-sicherheit.github.io/eBGF/) ist eine Initiative zur Schaffung eines Rahmens, der Organisationen unterstützt, die die Absicht haben, ein spezielles öffentlich zugelassenes, konsortiales Blockchain-Netzwerk aufzubauen.

Eine transparente Dokumentation der Ziele und Werte sowie der Technologie des Netzwerks wird das Vertrauen in das Konsortium und die Blockchain stärken. Und sie wird die Zuverlässigkeit und Qualität des Netzwerks, seiner Dienste und der Gemeinschaft verbessern, um eine professionelle, produktionsreife, öffentlich zugelassene Blockchain zu betreiben.

Die eBGF bietet Leitlinien, Empfehlungen für alle relevanten Themen und Links zu Best-Practice-Implementierungen von konsortialen Blockchain-Netzwerken. Der Rahmen schlägt eine Struktur und mögliche Wege für die Schaffung einer spezifischen Netzwerk-Governance und mögliche Wege für den eigentlichen Schreibprozess vor.

Standardization in the field of blockchain

Die Normung in diesem aufstrebenden Bereich der Blockchain und Kryptowährungen ist von großer Bedeutung. Das Blockchain Lab des if(is) ist in den folgenden Ausschüssen an der Normungsarbeit beteiligt:

ISO TC 307/WG 6 ‘Blockchain and distributed ledger technologies’
NA 043-02-04 AA ‘Blockchain und Technologien für verteilte elektronische Journale’ und
ISO TC 46/SC 9 WG 18 (NP 24138 - International Standard Content Code)
DIN NA 009 - 00 09 ‘NID - Normenausschuss Information und Dokumentation’, AA - Arbeitsausschuss 09.

Blockchain for Science

Die bloxberg blockchain basiert auf einem öffentlichen Ethereum-Blockchain-Netzwerk. Bloxberg wurde Anfang 2019 vom bloxberg-Konsortium unter der Leitung der Max Planck Digital Library initiiert, um Wissenschaftlern weltweit dezentrale Dienste zur Verfügung zu stellen. Das Konsortium besteht aus führenden Forschungseinrichtungen weltweit. Ziel des bloxberg-Konsortiums ist es, die Zusammenarbeit zwischen der globalen wissenschaftlichen Gemeinschaft zu fördern und Forschern robuste, autonome Dienste zur Verfügung zu stellen, die institutionelle Grenzen überschreiten. Zu Forschungszwecken unterstützt das Blockchain Lab des if(is) bloxberg durch den Betrieb eines Validierungsknotens.

Financial Analysis of Cryptocurrency Markets

Kryptowährungen sind innovative Zahlungssysteme, die meist auf dezentralen digitalen Ledgern mit Blockchain-Technologie beruhen. Da sie immer mehr Anwendung bei Finanztransaktionen finden, drängen immer mehr Menschen und Finanzunternehmen darauf, in diesen Markt zu investieren. Aufgrund der hohen Volatilität und der starken Preisschwankungen dieser Vermögenswerte ist die Entwicklung zuverlässiger Modelle zur Vorhersage des Marktverhaltens für das Portfoliomanagement und den optimierten Handel jedoch von entscheidender Bedeutung. Die große Anzahl unvorhersehbarer und unsicherer Faktoren macht die Finanzanalyse von Kryptowährungen zu einem der interessantesten und schwierigsten Vorhersageprobleme. Hier untersuchen wir Methoden des maschinellen Lernens (ML), um ein umfassendes Modell zur Vorhersage des zukünftigen Verhaltens des Ether-Preises zu erhalten, der Kryptowährung, die auf dem Open-Source-Netzwerk Ethereum basiert. Die Suche nach effektiven Faktoren aus einer Vielzahl von Merkmalen wie technischen Netzwerkinformationen, makroökonomischen und finanziellen Indikatoren und sogar Trends in den sozialen Medien sowie die Art und Weise, wie diese mit den Preisbewegungen korreliert sind, werden die wichtigsten Aspekte dieser Studie sein.

Blockchain-based Climate Action and Accounting

Der Klimawandel stellt eine existenzielle Bedrohung für die Menschheit dar und wird die größte Mobilisierung von Ressourcen und Zusammenarbeit in der Geschichte der Menschheit erfordern. In diesem Bestreben konzentriert sich die [Hyperledger Climate Action & Accounting Special Interest Group (CA2SIG)] (https://wiki.hyperledger.org/display/CASIG/Climate+Action+and+Accounting+SIG+Home) auf die Unterstützung der Entwicklung eines offenen globalen Klimabuchhaltungssystems, um die Bemühungen der Beteiligten zu unterstützen, unser einziges planetarisches Kohlenstoffbudget zu verwalten und die Ziele des Pariser Abkommens (das globale Klimaabkommen der Vereinten Nationen) zu erreichen. Um dies zu erreichen, fördert die CA2SIG ein kollaboratives Netzwerk von Interessenvertretern, um zu erforschen, wie digitale Technologien wie Blockchain DLT, Open-Source-Software, KI, IOT, Big Data, maschinelles Lernen usw. genutzt werden können, um ein transparentes Klimabuchungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, die globalen Klimaemissionen mit den globalen Klimamaßnahmen zu verrechnen, um eine Netto-Null-Kohlenstoff-Zukunft zu erreichen.

Content Certification

Das [Open Content Certification Protocol (OCCP)] (https://github.com/licium/occp/) bietet eine Beschreibung des allgemeinen Konzepts, der Methode und der beteiligten Technologien, die von Kreativen, Medienorganisationen oder Verbrauchern verwendet werden können, um Zertifikate für digitale Medieninhalte zu erzeugen oder zu überprüfen. Die OCCP schlägt ein Verfahren zur Erstellung und Überprüfung von Inhaltszertifikaten vor, bei dem eine offene, vom Inhalt abgeleitete, dezentralisierte Technologie zur Identifizierung von Inhalten auf öffentlichen Blockchain-Netzwerken (ISCC) verwendet wird. So wie Websites SSL-Zertifikate verwenden, um Vertrauen und Sicherheit zu schaffen und den Nutzern relevante und zuverlässige Informationen online zur Verfügung zu stellen, können vertrauenswürdige und überprüfbare Inhaltszertifikate als Baustein fungieren, um Vertrauen in Online-Publikationen, Daten und Informationen zu schaffen, die Authentizität digitaler Medieninhalte zu überprüfen, die unrechtmäßige Aneignung von Inhalten zu reduzieren und einen fairen Wettbewerb und eine faire Vergütung für Kreative und Medienorganisationen zu unterstützen.