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Decentralizing Smart Energy Markets - tamper-proof-documentation of flexibility market processes
(2020)
The evolving granularity and structural decentralization of the energy system leads to a need for new tools for the efficient operation of electricity grids. Local Flexibility Markets (or "Smart Markets") provide platform concepts for market based congestion management. In this context there is a distinct need for a secure, reliable and tamper-resistant market design which requires transparent and independent monitoring of platform operation. Within the following paper different concepts for blockchain-based documentation of relevant processes on the proposed market platform are described. On this basis potential technical realizations are discussed. Finally, the implementation of one setup using Merkle tree operations is presented by using open source libraries.
The set of transactions that occurs on the public ledger of an Ethereum network in a specific time frame can be represented as a directed graph, with vertices representing addresses and an edge indicating the interaction between two addresses.
While there exists preliminary research on analyzing an Ethereum network by the means of graph analysis, most existing work is focused on either the public Ethereum Mainnet or on analyzing the different semantic transaction layers using
static graph analysis in order to carve out the different network properties (such as interconnectivity, degrees of centrality, etc.) needed to characterize a blockchain network. By analyzing the consortium-run bloxberg Proof-of-Authority (PoA) Ethereum network, we show that we can identify suspicious and potentially malicious behaviour of network participants by employing statistical graph analysis. We thereby show that it is possible to identify the potentially malicious
exploitation of an unmetered and weakly secured blockchain network resource. In addition, we show that Temporal Network Analysis is a promising technique to identify the occurrence of anomalies in a PoA Ethereum network.
As economies are getting more and more interconnected, the importance of the global logistics sector grew accordingly. However, both structural challenges and current events lead to recent supply chain disruptions, exposing the vulnerabilities of the sector. Simultaneously, blockchain has emerged as a key innovative technology with use cases going far beyond the exchange of virtual currencies. This paper aims to analyze how the technology is transforming global logistics and its challenges. Therefore, six use cases, are presented to give an overview of the technological possibilities of blockchain and smart contracts. The analysis combines theoretical approaches from scientific journals and combines them with findings from real-world implementations. The paper finds that the technology can change supply chain design fundamentally, with processes and decisions being automated and power within supply chain structures changing. However, implementations also face technological, environmental, and organizational challenges that need to be solved for wide-spread adoption.
Bisher gibt es keine einwandfreie manipulationssichere Nachweisführung für klimafreundlichen „grünen“ Wasserstoff und der damit möglichen Nachverfolgung der Herkunft vom Erzeuger erneuerbarer Energien bis zum Endverbraucher, sodass die gesamte Supply Chain des „grünen“ Wasserstoffs nicht im Sinne einer ökonomischen, ökologischen und sozialen Nachhaltigkeit dargestellt und in einem sicheren und transparenten Markt abgebildet werden kann. Mit einer geeigneten Blockchain kann dieses Problem gelöst werden, die darüber hinaus weitere noch nie dagewesene Mehrwerte für die Supply Chain des „grünen“ Wasserstoffmarktes und für den nachhaltigen Strukturwandel insgesamt bietet und deren Entwicklung demnächst im Rahmen des Förderaufrufs „Technologieoffensive Wasserstoff“ innerhalb der Forschungsförderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz im 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung startet.
Mehr als 50 Milliarden physische Objekte sollen bis 2020 mit dem Internet verbunden sein. Diese reichen von kleinen und rechenarmen RFID-Systemen bis zu komplexen Geräten wie Smartphones, intelligenten Geräten und Fahrzeugen.
Für dieses Internet of Things (IoT) bedarf es eines Systemvertrauens, da die Nutzung intelligenter Dienste über das Internet ohne menschliches Eingreifen geschieht. Heute vorhandene zentrale Vertrauensinstanzen für IoT verlieren aufgrund von Hacker- und Cyberangriffen ihr Vertrauen. Mit der Blockchain existiert eine Vertrauensarchitektur, die es dem Menschen erlaubt, einem System und seinen Komponenten, und nicht einer zentralen Instanz zu vertrauen. Kann die Symbiose von Blockchain und IoT Vertrauen generieren? Dieser Artikel präsentiert eine systematische Literaturübersicht zum Konzept Vertrauen im Kontext der Blockchain-Technologie für das IoT und deren Geschäftsmodelle.
Das Ziel dieses Beitrags ist die Darstellung der aktuellen Entwicklungen im Zusammenspiel von Blockchain und IoT, um diese als Blaupause für die Schaffung von Vertrauen in weiteren Anwendungsfeldern nutzen zu können.
A Systematic Literature Review on Blockchain Oracles: State of Research, Challenges, and Trends
(2023)
To enable data exchange between the Blockchain protocol (on-chain) and the real world (off-chain), e.g., non-Blockchain-based applications and systems, a software called Oracle is used [3]. Blockchain oracle is an important component in the use of off-chain data for on-chain smart contracts. However, there is limited scientific literature available on this important blockchain topic. Therefore, in this paper, a novel systematic literature review based on intelligent methods, e.g., information linking, topic clustering and focus identification through frequency calculations, is proposed. Thus, the current state of scientific research interest, content and challenges, and future research directions for blockchain oracles are identified. This paper shows that there is little unbiased literature that does not call oracles a problem. From the results of this new literature review framework, relevant areas of data handling and verification with blockchain oracles are identified for future research.
After creating a new blockchain transaction, the next step usually is to make miners aware of it by having it propagated through the blockchain’s peer-to-peer network. We study an unintended alternative to peer-to-peer propagation: Exclusive mining. Exclusive mining is a type of collusion between a transaction initiator and a single miner (or mining pool). The initiator sends transactions through a private channel directly to the miner instead of propagating them through the peerto-peer network. Other blockchain users only become aware of these transactions once they have been included in a block by the miner. We identify three possible motivations for engaging in exclusive mining: (i) reducing transaction cost volatility (“confirmation as a service”), (ii) hiding unconfirmed transactions from the network to prevent frontrunning and (iii) camouflaging wealth transfers as transaction costs to evade taxes or launder money. We further outline why exclusive mining is difficult to prevent and introduce metrics which can be used to identify mining pools engaging in exclusive mining activity.
In der Anfangszeit der Distributed Ledger Technologies (DLT) waren die hauptsächlichen Betrachtungswinkel die der Disruption des Bank- und Finanzwesens.
Mit dem Aufkommen des Systems Ethereum im Jahr 2015, hat die Auseinandersetzung mit der Anwendung von Blockchain in weiteren Branchen, an Bedeutung gewonnen. Eine davon ist die Logistik und das Supply Chain Management (SCM). Gerade in Deutschland spielt der Logistiksektor eine große Rolle, nach der Beschäftigtenzahl ist er die drittgrößte Branche und erzielt einen Umsatz von rund 258 Milliarden Euro. Im Beitrag werden konkrete Anwendungsfelder identifiziert und gezeigt welche potentiellen Vorteile sich dort, durch den Einsatz von DLT, erzielen lassen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Einschätzung der Technologie hinsichtlich ihrer Sicherheitseigenschaften.
Im Beitrag wird den Fragen nachgegangen, ob Datensicherheit mithilfe von DLT verbessert werden kann und auf welchem Wege.
Applications and Potential Impacts of Blockchain Technology in Logistics and Supply Chain Areas
(2022)
The motive of the present thesis is to analyze the applications and potential impacts of blockchain technology in the logistics and supply chain areas. For this purpose, the literature from different sources has been used to analyze and get an overview of the current status and role of blockchain technology within the logistics and supply chain areas. Different use cases, as well as pilot projects from organizations all over the world and also from Germany, have been included. Suggestions for further applications and implementations of blockchain technology along with their potential impacts have been made. Additionally, the cost of implementing blockchain-based solutions and applications has been estimated along with providing recommendations and suggestions for important and key points to be considered before preparing and deciding to implement blockchain-based solutions in any organization.
Safety, quality, and sustainability concerns have arisen from global supply chains. Stakeholders incur risk regarding these factors, given their significance and complexity. Thus, each business's supply chain risk management must prioritize product characteristics. Accordingly, an effective traceability solution that can monitor and regulate product and supply chain aspects is crucial, especially in a given scenario. This re-search paper elucidates the potential of smart contracts in blockchain to enhancing the efficacy of business transactions and ensuring comprehensive traceability within the supply chain of paper-based coffee cups The improved levels of transaction transparency and security in traditional supply chains have been achieved through the digitization of supply chain ecosystem interactions and transactions. This approach makes verifying sources, manufacturing procedures, and quality standards easier in complex supply chains. Accordingly, the integration helps stakeholders monitor and track the whole ecosystem, promoting transparency, predictability, and dependability.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist, ein grundsätzliches Verständnis für die Funktionsweise von Blockchain und Distributed Ledger Technologie zu vermitteln. Zusätzlich soll der Leser einen Überblick über den aktuellen Entwicklungsstand der Technologie erhalten. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf den Einsatzmöglichkeiten von Blockchain-Technologie in der Grundbuchverwaltung und der Tokenisierung von Eigentumsrechten. Der Kern dieser Arbeit ist eine Marktanalyse, bei der insgesamt 105 Blockchain-Startups im Immobilienbereich untersucht wurden. Im Hauptteil werden die aussichtsreichsten Anwendungsmöglichkeiten anhand einer Auswahl von aktuellen Pilotprojekten vorgestellt.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist, ein grundlegendes Verständnis der Technologie von Blockchain und ausgewählten Kryptowährungen zu vermitteln. Zusätzlich soll der Leser einen Überblick über die unterschiedlichsten Anwendungsfelder von Blockchain-Technologie bekommen. Die Schwerpunkte liegen auf Sicherheit, Regulatorik und Use Cases von Finanzprodukten. Ein wesentlicher Bestandteil der Arbeit sind die qualitativen Experteninterviews, deren Analyse und die daraus abgeleiteten Erkenntnisse. Den Abschluss bildet die Programmierung einer konkreten Blockchain-Applikation als Smart Contracts.
Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Darstellung von Techniken zur Verfolgung von Transaktionen und Entitäten auf der Bitcoin Blockchain. Die zugrundeliegende Forschungsfrage lautet wie folgt:
Welche Aussagekraft und Grenzen haben Heuristiken und Analysemethoden zur Nachverfolgung von Bitcointransaktionen und wie wirken sie sich auf deren Anonymität aus?
Zur Beantwortung der Forschungsfrage wird eine Literaturrecherche durchgeführt. Die Funktionsweise der Methoden wird dargestellt, Stärken und Schwächen der Methoden werden aufgezeigt und gegebenenfalls Verbesserungsvorschläge gemacht.
Es zeigt sich, dass die Anonymität des Bitcoin-Systems aus verschiedenen Richtungen eingeschränkt werden kann. Die vorgestellten Analysemethoden haben jedoch ihre Grenzen und können die Anonymität des Bitcoinsystems nicht endgültig überwinden.
Letztendlich bleibt festzuhalten, dass die Anonymität eines Nutzers von seiner Bitcoin-Nutzung und der Nutzung seines Umfelds abhängt. Ein bewusster, anonymer Umgang mit der Kryptowährung ist die Grundlage für eine solide Privatsphäre.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse, Konzeption, Implementation und Evaluation eines dezentralen Feedback-Systems für die Blockchain Academy Mittweida. Es wurde nach einer Lösung gesucht, das Feedback für die angebotenen Kurse auf der Seite der Blockchain Academy Mittweida erfassen zu können. Dabei sollte die Anonymität des Nutzers stets gewahrt bleiben, jedoch für den Betreiber die Möglichkeit gegeben sein, unberechtigtes oder doppeltes Feedback erkennen und aussortieren zu können. Diese Anforderungen konnten durch die Linkable-Ring-Signature gewährleistet werden. Bei diesem Verfahren kann der Nutzer stellvertretend für seine Gruppe eine Nachricht signieren. Der Betreiber kann überprüfen, ob eine signierte Nachricht aus dieser Gruppe stammt und ob es bereits eine Nachricht von einem Nutzer eingegangen ist, ohne die Anonymität des Nutzers aufzuheben. Das System wurde möglichst dezentral gestaltet, um keine zentrale Angriffsstelle bieten zu können und sicherheitsrelevante Teile abkapseln zu können. Es wurde ein Smart Contract angelegt, welcher die zum Signieren benötigten öffentlichen Schlüssel der Gruppenmitglieder eines Kurses bereithält. Die zweite Komponente stellt eine Browsererweiterung dar. Mit dieser kann der Nutzer sich in die Feedbackgruppe zu einem Kurs eintragen und seine Schlüsselpaare für die Signatur Generierung speichern lassen. Die dritte Komponente ist ein Plugin auf dem WordPress-System der Blockchain Academy Mittweida, mit welchem das Feedback auf Verknüpfbarkeit geprüft werden kann. Mittels eines funktionalen Testverfahrens und einer Probandengruppe wurde die erarbeitete Lösung untersucht. In beiden Fällen bestand die Lösung die an diese gestellten Anforderungen und wurde positiv von der Probandengruppe aufgenommen. Es wurde sich mehrheitlich für die vorgestellte Lösung und gegen eine Lösung mit einem Kennwort, welches der Nutzer eingeben muss, bevor er eine Umfrage ausfüllen kann, entschieden. Im Wintersemester 2022/2023 an der Hochschule Mittweida könnte die Anwendung zusammen mit dem Masterstudiengang Blockchain & Distributed Ledger Technologies (DLT) in einem größeren Praxistest eingesetzt und weiter erprobt und verbessert werden.
In dieser Arbeit wird die Fragmentierung der klassischen Zielgruppen analysiert. Des Weiteren wird unter Betrachtung der Marketingabläufe ausgewertet, welche Online-Marketing-Maßnahmen sich für eine Lösung der bestehenden Fragmentierung eignen. Die Maßnahmen werden auf ihre Anwendungsmöglichkeiten geprüft. Außerdem wird in der Arbeit dargestellt, welche Chancen und Risiken durch den Einsatz der Blockchain-Technologie im Online-Marketing entstehen. Ziel der Arbeit ist das Erstellen einer Entscheidungsbasis für deutsche Unternehmen, ob sich eine Investition in diesen Bereich unter Bewertung des Return on Investment lohnt.
Diese Studie analysiert die Verwendung von Narrativen in drei Blockchain-Projekten im Hinblick auf institutionellen Wandel. Es wird aufgezeigt, wie Blockchain-Projekte Cyberpunk-Narrative nutzen, um einen institutionellen Wandel herbeizuführen. Ein kontrastierender Fall ohne Cyberpunk-Narrative verdeutlicht die interpretative Offenheit der institutionellen Eigenschaften von Blockchain-Technologien im Wettbewerb um Deutungshoheit. Die Untersuchung vertieft das Verständnis der Rolle fiktionaler Erzählungen für das Framing von Innovationen im Kontext institutionellen Wandels und zeigt, dass Greimas' Aktantenmodell für die Frame-Analyse geeignet ist.
Die vorliegende Bachelorarbeit hat die sogenannten Smart Contracts, welche als automatisierte Verträge verstanden werden können, zum Thema. Zunächst wird sich mit der Blockchain, welche eine Grundlage der Smart Contracts darstellt, auseinandergesetzt und darauf aufbauend werden die Smart Contracts genauer beleuchtet. Folgend werden ausgewählte Anwendungsszenarien für Smart Contracts in der Finanzwirtschaft vorgestellt. Abschließend werden Handlungsempfehlungen für den bestmöglichen Umgang mit der Blockchain und den Smart Contracts im Unternehmensumfeld dargestellt.
Diese Arbeit behandelt den Einsatz der Blockchaintechnologie im Supply Chain Management. Unter der Erläuterung der Funktionsweise der Blockchaintechnologie werden Beispiele für mögliche Einsätze von Blockchains im Supply Chain Management aufgeführt und bewertet. Weiterhin wird die Industrie 4.0 in Verbindung mit dem Supply Chain Management gesetzt und deren Bedeutung für die Automatisierung und Digitalisierung hervorgehoben. Am Ende der Arbeit werden zusätzlich die Smart Contracts eingeführt, um damit letztendlich und zusammenfassend durch die Aufführung zusätzlicher Beispiele die aufgestellten Thesen, wie z.B. das durch die immer strenger werdende Gesetzgebung in Europa bzw. in Deutschland z.B. in puncto Lebensmittelnachverfolgbarkeit, die Blockchain einen wesentlichen Beitrag zur Unterstützung des Supply Chain Managements liefern kann, zu untermauern und damit zu beweisen. Weiterhin wird durch die Einbeziehung der Smart Contracts bewiesen, dass die Verwendung der Blockchain in Kombination mit Smart Contracts eine disruptive Auswirkung auf das Vertragswesen in puncto Flexibilität und Sicherheit haben kann.
With the increasing usage of blockchain technology, legal challenges such as GDPR compliance arise. Especially the right of erasure is considered challenging as blockchains are tamperproof by design. Several approaches investigated
possibilities to weaken the tamperproof aspect of blockchains in favor of GDPR compliance. This paper presents several approaches, then focuses on chameleon hash functions by evaluating the possibility to use these specific functions in a private blockchain. The goal of the built system is to take a step towards the digitization of the bill of lading used in international trade. This paper describes the developed software as well as the core considerations around the system such as network design or block structure.