Das Internet of Things als Daten-Wertnetz

Mikrotransaktionen im IoT per IOTA

| Autor / Redakteur: Dr. Erich Heumüller und Prof. Dr. Sebastian Richter / Nico Litzel

Daten aus dem Internet of Things (IoT) lassen sich in wertschöpfenden Prozessen vermarkten. Der Schlüsse dazu ist die Blockchain-Technologie. Genauer gesagt: das IOTA-Protokoll.
Daten aus dem Internet of Things (IoT) lassen sich in wertschöpfenden Prozessen vermarkten. Der Schlüsse dazu ist die Blockchain-Technologie. Genauer gesagt: das IOTA-Protokoll. (Bild: © LuckyStep - stock.adobe.com)

Eine kleine Utopie: Stellen wir uns vor, es regnete und wir säßen im Auto. Der Regensensor der Windschutzscheibe detektiert die Information, dass und wie stark es regnet. Dann passiert zweierlei: Zum einen wird der Scheibenwischer aktiviert, zum anderen sucht der Regensensor für seine Information auf einem digitalen Datenmarktplatz nach einem potenziellen Käufer. Der Käufer verdichtet dann die von ihm erworbenen Daten vieler mobiler Sensoren und erstellt dadurch präzise Wettermodelle oder er wertet sie weiter aus.

In ähnlicher Weise sind unzählige Geschäftsmodelle denkbar, wie Daten aus dem Internet of Things (IoT) in wertschöpfenden Prozessen vermarktet werden können. Auf dem Weg zu solch einem Daten-Wertnetz, das auf Mikrotransaktionen im IoT beruht, gibt es allerdings einige Probleme. Manche von ihnen könnte die Blockchain-Technologie lösen. Genauer gesagt: das IOTA-Protokoll.

Die drei Phasen des Verkaufs von Daten aus dem IoT

Vereinfachend lässt sich der Prozess des Datenverkaufs in drei Phasen beschreiben.

1. Informationsphase

In der Informationsphase sucht der Sensor auf einem Marktplatz potenzielle Käufer von Daten – und der Nachfrager potenzielle Verkäufer. Dies muss vollautomatisch und im Falle eines Autos zwingend über eine Luftschnittstelle geschehen. Bevor die Transaktionspartner aber einen Vertrag aushandeln können, müssen sie den Wert der Transaktion ermitteln. Zum einen ist dies schwierig, weil das Informationsparadoxon besagt, dass sich eine Information erst nach der Konsumtion bewerten lässt, wodurch sie allerdings wertlos geworden ist. Zum anderen muss es für den Käufer möglich sein, die Existenz bzw. den Wahrheitsgehalt der Information zu prüfen – bei einem Sensor scheint dies nicht einfach. Forschungs- und Entwicklungsbemühungen könnten diese beiden Probleme jedoch lösen.

2. Vereinbarungsphase

In unserem Auto-Beispiel käme es zu einer relativ starken Redundanz des Informationsangebots, vor allem auf viel befahrenen Straßen. Der Nachfrager kann diese Redundanz zwar nutzen, um den Wahrheitsgehalt der Information zu prüfen, jedoch nimmt gleichzeitig der Wert der einzelnen Information ab. Andererseits könnten Informationen seltenerer Autotypen (z. B. Cabrios) wertvoller sein. Insofern bieten sich zur Verhandlung Auktionsverfahren an. Vorstellbar sind auch technische, auf Datenbankabfragen beruhende Verfahren – an denen aber noch intensiv geforscht wird, weil sich ihre Komplexität derzeit nur schwer algorithmisch fassen lässt. Doch gehen wir davon aus, dass auch dieses Problem gelöst wird.

3. Abwicklungsphase

In der Abwicklungsphase wird die getroffene Vereinbarung vertragsgemäß abgewickelt – rechts- und revisionssicher. Gleichzeitig besteht in unserem Beispiel die Herausforderung, dass die Transaktionsgebühren sehr nahe Null sein müssen, da sonst der Informationswert der Sensordaten überschritten würde – es lohnte nicht, relativ wertarme Informationen aus dem IoT zu hohen Preisen zu erwerben. Bei diesem Problem können bereits existierende Technologien helfen, die unter dem Namen Blockchain-Technologie (BCT) oder Distributed-Ledger-Technologie (DLT) zusammengefasst werden.

Der Blockchain-Lösungsbeitrag

BCT bzw. DLT sind Transaktionsmanagementsysteme, deren Kernbestandteil ein Transaktionslogbuch mit folgenden Eigenschaften ist:

  • 1. Es ist auf verschiedenen Knoten repliziert, sodass es so lange existiert, bis alle Knoten abgeschaltet sind.
  • 2. Die Akzeptanz der Transaktionen wird durch einen dezentralen Prozess zwischen den Knoten bestätigt.
  • 3. Die Reihenfolge der Transaktionen ist unveränderbar.
  • 4. Die Transaktionen sind durch mathematische Verfahren gegen nachträgliche Manipulationen geschützt.

Durch BCT- bzw. DLT- Systeme kann sich ein Netzwerk aus verschiedenen, einander unbekannten Partnern bilden. So entsteht eine Informationsinfrastruktur, die Transaktionen vollautomatisch und ohne expliziten Mittelsmann abwickelt – was Transaktionsgebühren gering hält. Bekannt geworden ist Blockchain durch die Implementierung der Kryptowährung Bitcoin. Aber ein Protokoll, dessen Grundverhalten dem von Bitcoin entspricht, wäre für Mikrotransaktionen wohl ungeeignet. Vor allem, weil diese Systeme auf einer expliziten Incentivierung der sogenannten Miner beruhen, was zu relativ hohen Transaktionskosten führt.

IOTA als Technologie für Mikrotransaktionen

Eher kommt hier eine technische Lösung in Frage, wie sie die IOTA-Foundation anbietet. Die Datenstruktur von BCT besteht aus miteinander verketteten Blöcken, in denen die Transaktionen abgelegt sind. IOTA weicht von dieser Datenstruktur ab und speichert Transaktionen so, dass sie direkt auf andere Transaktionen verweisen – was einem gerichteten, azyklischen Graphen entspricht (Directed Acyclic Graph – DAG). IOTA nennt diese Struktur Tangle (Gewirr). In BCT-Implementierungen können auch Knoten Transaktionen validieren, die nicht selbst Transaktionen ablegen. Das dadurch entstehende Motivationsproblem behebt eine Gebühr, die durch die Summe der Transaktionen beglichen wird.

Die Idee des IOTA-Protokolls ist eine andere. Will ein Knoten eine Transaktion im Tangle speichern (lassen), muss er zunächst zwei andere Transaktionen validieren. Der Lohn für die Mühe des Bestätigens ist also keine explizite Gebühr, sondern das Speichern der eigenen Transaktion. Zum einen erledigen Knoten dadurch Validierungen nun ohne Zahlung einer Gebühr, wenngleich auch hier (sehr geringe) Kosten entstehen. Zum anderen nimmt die Geschwindigkeit der Validierung bei zunehmenden Transaktionen nicht ab (wie z. B. bei Bitcoin), sondern zu. Bei besonders zahlreichen Transaktionen mit sehr geringem Gegenwert – bei Mikrotransaktionen – hat dies große Vorteile. Ebendies war Ziel der IOTA-Foundation: ein Protokoll zu schaffen, das sich für Zahlungen bzw. Transaktionen im Umfeld des IoT eignet.

Eigene Geschäftsmodelle auf den Prüfstand stellen

Allerdings sind auch beim DLT-Ansatz von IOTA noch viele Fragen offen. So werden vom Tangle zugunsten der Leichtgewichtigkeit immer wieder Snapshots gemacht, was einen Bruch mit der Dezentralität bedeutet – die IOTA-Foundation fungiert noch als eine Art Mittelsmann. Und weil das IOTA-Protokoll derzeit keine Smart Contracts ausführen kann, werden Transaktionen nicht innerhalb des Tangle angestoßen und abgewickelt, was weitere Schnittstellen und Validierungsprobleme nach sich zieht.

Zudem wären in unserem Auto-Beispiel noch rechtliche Fragen zu klären: Wer erhält als Eigentümer der Daten den Betrag, der für sie zu zahlen ist? Der Fahrer, der die Daten generiert, oder der Autohersteller, der den Sensor eingebaut hat? Und verstößt die Übermittlung von Fahrtdaten gegen Datenschutzrechte des Fahrers? Noch sind nicht alle denkbaren neuen Geschäftsmodelle im IoT ganz einfach mit moderner Technologie umsetzbar und auch in unserem Beispiel des Regensensors gibt es noch Probleme. Aber dies wird sich ändern. Es lohnt darum auf jeden Fall, mit den neuen Technologien zu üben, ihre Begrenzungen zu verstehen und ihre Entwicklung zu beobachten. Nur wer die eigenen Geschäftsmodelle permanent prüft, kann sie zukunftsfähig machen.

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