digital future

Was ist Blockchain?

Was ist Blockchain und was hat sie mit Landwirtschaft zu tun? Wir erklären, was es damit sich auf sich hat. (Illustrationen: Christina Helmer)

Von der Kryptowährung bis zur Kühlkette ist die Blockchain-Technologie derzeit in aller Munde. Mit der versprochenen, lückenlosen Rückverfolgbarkeit von Lebensmitteln könnte sie die Wertschöpfungsketten im Agrar- und Food-Bereich grundlegend verändern. Wir erklären die Technologie. Und blicken jenseits des Hypes.

Wer über Blockchain spricht, meint oftmals die Kryptowährung Bitcoin. Im öffentlichen Diskurs sind diese Begriffe miteinander verschmolzen. Wer die Blockchain als Anwendung im Agrar- und Ernährungsbereich verstehen möchte, sollte sich von Bitcoin freimachen. Blockchain wurde zwar mit Bitcoin geboren. Sie bleibt wohl auch bis auf weiteres die größte Blockchain-Anwendung. Aber jede Industrie kann die Blockchain für sich nutzen. So ist Bitcoin als Währung z.B. eine öffentliche Blockchain und verbraucht daher extrem viel Energie. Angewendet im Agrarbereich wäre sie nur für bestimmte Akteure einer bestimmten Lieferkette zugänglich. Somit ist dort auch der Energieverbrauch geringer. Noch ist vieles an der Agrar-Blockchain Theorie. Aber erste Prototypen testen die Technologie in der Praxis. Wir erklären die Technologie und ordnen sie ein.

1. Was kann die Blockchain?

Eine Blockchain könnte die Transparenz in einer Lebensmittel-Lieferkette erhöhen. (Illustrationen: Christina Helmer)

Die Blockchain-Technologie in der Agrar- und Food-Branche verspricht Transparenz und Sicherheit innerhalb einer Lieferkette mit all seinen Akteuren. Die Idee: Alle Akteure haben zu jeder Zeit dieselben Informationen über die gesamte Kette vorliegen. Das soll auch möglich sein, wenn viele Akteure involviert sind: Landwirt, Viehhändler, Schlachthof, Logistiker, verarbeitende Industrie, Supermarkt, Verbraucher.

2. Datenbank für Transaktionen

Die Blockchain speichert alle Transaktionen ab, die zwischen Akteuren der Lieferkette ausgetauscht werden.

Die Blockchain macht das möglich. Sie ist eine Datenbank für alle Arten von Transaktionen, die zwischen den Akteuren der Kette ausgetauscht werden. Die Bezeichnung Transaktion meint dabei jegliche Information über einen Prozess, also z.B. Information über die getätigte Bezahlungen oder vergebene Bio-Zertifikate. Ein Schweinemäster könnte beispielsweise nicht nur Angaben über das Verkaufsdatum, die Anzahl der Tiere oder die genaue Abteil-Angabe bereitstellen, sondern er könnte sämtliche, für die Kette relevanten Daten über die Haltung der Tiere angeben: Ob sie auf Stroh oder auf Spalten gehalten wurden, wieviel Antibiotika eingesetzt wurde oder ob sie ein besonderes Futter bekommen haben.

3. Dezentrales Netzwerk

Die Infos liegen jeden jederzeit vor. Es braucht keinen Mittelsmann in einer Blockchain.

Die Transaktionsdaten liegen nicht an einem zentralen Ort. Es gibt keinen Mittelsmann, der die Information aufnimmt, bewertet und weitergibt. Die Transaktionsdaten werden vielmehr an alle Computer des Netzwerks gleichzeitig gesendet. Alle Akteure haben somit eine Kopie der vollständigen Datenbank und sehen jede Transaktion, die jemals stattgefunden hat. Sie sind damit gleichwertig. Der Fachbegriff dafür lautet „distributed ledger“. Man kann es sich wie ein Protokoll vorstellen, das allen zugänglich ist. Jeder kann jedem ins „Kassenbuch“ (engl. ledger) schauen.

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Von der Kryptowährung bis zur Kühlkette ist die Blockchain-Technologie derzeit in aller Munde. Mit der versprochenen, lückenlosen Rückverfolgbarkeit von Lebensmitteln könnte sie die Wertschöpfungsketten im Agrar- und Food-Bereich grundlegend verändern. Wir erklären die Technologie. Und blicken jenseits des Hypes.

Wer über Blockchain spricht, meint oftmals die Kryptowährung Bitcoin. Im öffentlichen Diskurs sind diese Begriffe miteinander verschmolzen. Wer die Blockchain als Anwendung im Agrar- und Ernährungsbereich verstehen möchte, sollte sich von Bitcoin freimachen. Blockchain wurde zwar mit Bitcoin geboren. Sie bleibt wohl auch bis auf weiteres die größte Blockchain-Anwendung. Aber jede Industrie kann die Blockchain für sich nutzen. So ist Bitcoin als Währung z.B. eine öffentliche Blockchain und verbraucht daher extrem viel Energie. Angewendet im Agrarbereich wäre sie nur für bestimmte Akteure einer bestimmten Lieferkette zugänglich. Somit ist dort auch der Energieverbrauch geringer. Noch ist vieles an der Agrar-Blockchain Theorie. Aber erste Prototypen testen die Technologie in der Praxis. Wir erklären die Technologie und ordnen sie ein.

1. Was kann die Blockchain?

Eine Blockchain könnte die Transparenz in einer Lebensmittel-Lieferkette erhöhen. (Illustrationen: Christina Helmer)

Die Blockchain-Technologie in der Agrar- und Food-Branche verspricht Transparenz und Sicherheit innerhalb einer Lieferkette mit all seinen Akteuren. Die Idee: Alle Akteure haben zu jeder Zeit dieselben Informationen über die gesamte Kette vorliegen. Das soll auch möglich sein, wenn viele Akteure involviert sind: Landwirt, Viehhändler, Schlachthof, Logistiker, verarbeitende Industrie, Supermarkt, Verbraucher.

2. Datenbank für Transaktionen

Die Blockchain speichert alle Transaktionen ab, die zwischen Akteuren der Lieferkette ausgetauscht werden.

Die Blockchain macht das möglich. Sie ist eine Datenbank für alle Arten von Transaktionen, die zwischen den Akteuren der Kette ausgetauscht werden. Die Bezeichnung Transaktion meint dabei jegliche Information über einen Prozess, also z.B. Information über die getätigte Bezahlungen oder vergebene Bio-Zertifikate. Ein Schweinemäster könnte beispielsweise nicht nur Angaben über das Verkaufsdatum, die Anzahl der Tiere oder die genaue Abteil-Angabe bereitstellen, sondern er könnte sämtliche, für die Kette relevanten Daten über die Haltung der Tiere angeben: Ob sie auf Stroh oder auf Spalten gehalten wurden, wieviel Antibiotika eingesetzt wurde oder ob sie ein besonderes Futter bekommen haben.

3. Dezentrales Netzwerk

Die Infos liegen jeden jederzeit vor. Es braucht keinen Mittelsmann in einer Blockchain.

Die Transaktionsdaten liegen nicht an einem zentralen Ort. Es gibt keinen Mittelsmann, der die Information aufnimmt, bewertet und weitergibt. Die Transaktionsdaten werden vielmehr an alle Computer des Netzwerks gleichzeitig gesendet. Alle Akteure haben somit eine Kopie der vollständigen Datenbank und sehen jede Transaktion, die jemals stattgefunden hat. Sie sind damit gleichwertig. Der Fachbegriff dafür lautet „distributed ledger“. Man kann es sich wie ein Protokoll vorstellen, das allen zugänglich ist. Jeder kann jedem ins „Kassenbuch“ (engl. ledger) schauen.

4. Eine digitale Unterschrift

Erst wenn alle Akteure ihr „Häckchen“ gesetzt – die Information also verifiziert haben – wird der Block verschlüsselt.

Bevor diese Daten unabänderlich in die Blockchain eingespeist werden, müssen die Akteure sie verifizieren. Sie setzen dafür ihre kryptografisch verschlüsselte, digitale Unterschrift darunter.

5. Einbau in die Blockchain

Nachträglich kann nichts mehr am eingespeisten Block geändert werden. Die Unveränderlichkeit einer Blockchain ist entscheidend.

In kurzen, regelmäßigen Abständen werden die verifizierten Transaktionen in einen Block zusammengefügt, erneut kryptografisch versiegelt und in die für die Akteure freigegebene Blockchain eingebaut. Das Einbauen nennen Fachleute „Mining“. Daten, die einmal in der Blockchain aufgenommen sind, können nachträglich nicht mehr geändert werden. Diese Unveränderlichkeit ist ein entscheidender Faktor für die Funktionsfähigkeit der Blockchain.

6. Verlinkung der Blöcke

Die Informationsblöcke hängen zusammen. Einzelne Aspekte lassen sich nicht ändern, ohne dass das bemerkt werden würde.

Die Fälschungssicherheit lässt sich so erklären: Die Blöcke folgen in einer linearen, chronologischen Reihenfolge aufeinander. Jeder Block ist durch einen sogenannten „Hash-Code“ untrennbar mit dem vorherigen verbunden. Jeder neue Block enthält das gesamte zurückliegende Transaktionsprotokoll. Will man einen Block manipulieren und z.B. eine nicht eingehaltene Kühlkette verbergen oder konventionell gehaltene Schweine zum Bio-Preis weiterverkaufen, dann müsste man alle folgenden Blöcke ebenfalls ändern. Selbst, wenn Betrüger das hin bekämen, würde die Änderung den anderen Akteuren auffallen. Diese müssen ja jede Transaktion validieren, bevor sie eingespeist wird.


Was heißt das für die Landwirtschaft?

Der Landwirt befindet sich als Teilnehmer der Blockchain mit allen anderen Akteuren der Lieferkette auf Augenhöhe. Als Erzeuger gibt er damit tiefe Einblicke in seine Produktion. Aber er kann auch nachprüfen, was die in der Kette folgenden Akteure mit seinem Produkt machen. Es entsteht ein transparenter Markt, auf dem er sich erstmals mit seiner Art zu Wirtschaften von anderen differenzieren kann. Vormals unsichtbare Produktmerkmale wie eine besondere Haltung, Regionalität oder andere Vermarktungsideen könnten bis in den LEH nachvollzogen – und entsprechend vergütet – werden.

Wie werden Schweine zum Datenträger?

Ist die Kette einmal aufgebaut, leuchtet die Rückverfolgbarkeit bis zum Landwirt durchaus ein. Doch wie überprüft die Blockchain die allerersten Daten, die der Landwirt vorne am Beginn der Kette einspeist? Morgen zeigen wir erste Anwendungsbeispiele aus der Land- und Ernährungswirtschaft.