KOSMoS – Kollaborative Smart Contracting Plattform für digitale Wertschöpfungsnetze
Zusammenfassung
Die industrielle Datenverarbeitung wandelt sich aktuell von einer firmeninternen Nutzung hin zu einer firmenübergreifenden Nutzung entlang des Wertschöpfungsnetzes. Dieser Wandel führt zu neuen Anforderungen im Umgang mit Daten. Nachvollziehbarkeit, Übertragungssicherheit sowie souveräne Datenhaltung sind nur einige dieser Anforderungen. Im Verbundprojekt KOSMoS wurden von 2019 bis 2022 Anforderungen erfasst
und Lösungen entwickelt, um einen firmenübergreifenden Datenaustausch zu ermöglichen. Ergebnisse sowie deren direkte Umsetzung in drei Anwendungsfällen werden in diesem Buch ausführlich beschrieben. Neben technischen Lösungen wird die rechtliche Lage dezentraler Datenhaltung einer Blockchain-Lösung diskutiert.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung .................................................................................................................. 1
Motivation und Zielstellung......................................................................................... 1
Vorgehen und Ergebnis ............................................................................
Schlagworte
- I–X Titelei/Inhaltsverzeichnis I–X
- 1–5 1 Einleitung 1–5
- 1.1 Motivation und Zielstellung
- 1.2 Vorgehen und Ergebnis
- 1.3 Literaturverzeichnis
- 6–10 2 Geschäftsmodelle 6–10
- 2.1 Dynamisches Leasing
- 2.1.1 Die begleitenden geschäftlichen Verträge und Prozesse
- 2.1.2 Die technische Lösung
- 2.2 Produktionsbegleitende Qualitätskontrolle
- 2.3 Transparente Wartung
- 11–22 3 KOSMoS Architektur 11–22
- 3.1 Architektur-Übersicht und Nutzung von KOSMoS
- 3.1.1 Architektur-Übersicht
- 3.1.2 Nutzung von KOSMoS
- 3.2 Grundlegende Technologien
- 3.2.1 Globales KOSMoS-System
- 3.2.2 Blockchain
- 3.2.3 Analyse-Plattform
- 3.2.4 Lokales KOSMoS-System
- 3.3 Gesamtarchitektur KOSMoS
- 3.3.1 Lokale KOSMoS Komponente
- 3.3.2 Globale KOSMoS Komponente
- 3.3.3 Analyseplattform
- 3.3.4 Blockchain
- 3.4 Literaturverzeichnis
- 23–38 4 Von der Edge in die Blockchain: Der Blockchain Connector 23–38
- 4.1 Die EDGE als Anker für KOSMoS
- 4.2 Aufbau des KOSMoS lokal Systems
- 4.3 Datenextraktion von Maschinen
- 4.4 MQTT als Nachrichtenformat in KLS
- 4.5 Der MQTT-Broker im KLS
- 4.6 Der Blockchain-Connector
- 4.7 Manuelle Eingabe von Maschinenereignissen
- 4.8 Designkriterien für KOSMoS lokal
- 4.9 Literaturverzeichnis
- 39–50 5 Nachvollziehbarer Datenaustausch vom Sensor bis zur Blockchain 39–50
- 5.1 Einleitung
- 5.2 Herausforderung beim industriellen Einsatz einer Blockchain
- 5.3 Aufbau eines Blocks und einer Transaktion
- 5.4 Lösungsansatz und Implementierung
- 5.5 ISW KOSMoS Demonstrator
- 5.5.1 Physischer Demonstrator
- 5.5.2 Virtuelle Repräsentation
- 5.6 Evaluation
- 5.7 Literaturverzeichnis
- 51–61 6 Blockchain Technologie für die Produktion 51–61
- 6.1 Analyse und Vergleich ausgewählter Blockchain-Plattformen
- 6.2 Die Rolle der BC im KOSMoS-System
- 6.2.1 Integritätsprüfung von Sensor- und Produktionsdaten
- 6.2.2 Unveränderliche Datenspeicherung
- 6.2.3 Autorisierung
- 6.3 Einführung Hyperledger Fabric
- 6.4 Hyperledger Architektur
- 6.5 Komponenten von Hyperleger Chaincodes
- 6.5.1 Hyperledger Channel
- 6.5.2 Peer Nodes
- 6.5.3 Applikationen
- 6.5.4 Certificate Authorities (CA)
- 6.5.5 Membership Service Provider (MSP)
- 6.6 Governance-Modell
- 6.7 Erkenntnisse und Ergebnisse
- 6.8 Literaturverzeichnis
- 62–76 7 Unternehmensübergreifend Daten analysieren und gemeinsam Wissen generieren 62–76
- 7.1 Datenverarbeitung: Lokal, Zentral oder Förderiert?
- 7.2 Aufbau und Komponenten der Analyse-Plattform
- 7.2.1 Persistenz über Relationale und Time Series Databases
- 7.2.2 Cloud-Connector
- 7.2.3 Mediator
- 7.2.4 Machine Learning Wrapper
- 7.2.5 Analyse- und ML-Tools
- 7.2.6 Interaktionen und User-Interfaces der Analyse-Plattform
- 7.3 Den Schwachstellen von Föderiertem Lernen mittels Blockchain entgegnen
- 7.3.1 Einführung in Föderiertes Lernen
- 7.3.2 Föderiertes Lernen in KOSMoS
- 7.3.3 Schwachstellen von Föderiertem Lernen
- 7.3.4 Blockchain und Föderiertes Lernen
- 7.4 Literaturverzeichnis
- 77–89 8 Sicherheitsmaßnahmen und Bedrohungen im verteilten System KOSMoS 77–89
- 8.1 Sicherheitstechnische Maßnahmen in KOSMoS Anwendungen und deren Verwaltung
- 8.2 Allgemeine Sicherheitstechniken und Best-Practice Sicherheitsmaßnahmen
- 8.2.1 Maschinen Identitätsmanagement
- 8.2.2 Software Defined Networks
- 8.2.3 Grundsätzliche Sicherheitsprinzipien
- 8.2.4 Machine Learning in Bezug auf die IT-Sicherheit
- 8.3 Zusammenfassung
- 8.4 Literaturverzeichnis
- 90–116 9 Rechtliche Aspekte der Blockchain-Technologie (FSBC) 90–116
- 9.1 Blockchain als Beweis
- 9.1.1 Der Zivilprozess
- 9.1.2 Exkurs: Der Strafprozess
- 9.2 Verknüpfung eines Smart Contracts mit einem Vertrag im Rechtssinne
- 9.2.1 Smart Contract als Vertrag im Rechtssinne
- 9.2.2 Smart Contract als Durchführung des Vertrages im Rechtssinne
- 9.3 Audits/Prüfungen
- 9.3.1 Unmittelbare Pflicht zu Audits
- 9.3.2 Mittelbare Pflicht zu Audits
- 9.4 Datenschutzrecht
- 9.4.1 Einführung in das Datenschutzrecht
- 9.4.2 Standort der Rechenknoten
- 9.4.3 Räumlicher Anwendungsbereich von Datenschutzvorschriften
- 9.4.4 Erlangen "verbotener" Daten durch automatische Übermittlung
- 9.5 Haftung bei Fehlerhafter Implementierung von Smart Contracts
- 9.5.1 Rollenverteilung
- 9.5.2 Haftungsgründe
- 9.6 Identität auf der Blockchain
- 9.7 Literaturverzeichnis
- 117–122 10 Demonstrator Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH 117–122
- 10.1 Übersicht der beteiligten Anwendungen
- 10.2 Architektur und Datenfluss im Detail
- 10.3 IoT-Gateway (Broker) - Machine Connector
- 10.4 Smart Contracts
- 10.5 Integration in KOSMoS
- 123–129 11 Demonstrator ASYS 123–129
- 11.1 Architektur und Datenfluss
- 11.2 Asys-Machine-Connector
- 11.3 Contract-Engine und KOSMoS Global
- 11.4 Sensor Integration Gateway
- 130–139 12 Demonstrator Schütte 130–139
- 12.1 Istzustand vor Projektlaufzeit
- 12.2 Ziele bei Implementierung des Demonstrators
- 12.3 Auswahl der Wartungsanweisungen für Demonstrator
- 12.4 Architektur des Demonstrators
- 12.5 Implementierung des Demonstrators
- 12.5.1 Technische Voraussetzungen an der Testmaschine
- 12.5.2 Umsetzung des Demonstrators an der Testmaschine
- 140–140 13 Zusammenfassung und Danksagung 140–140
- 141–148 14 Autoren und Mitwirkende 141–148
- 14.1 Autoren
- 14.2 Mitwirkende
