Überblick
Auf dieser Seite finden Sie eine Reihe unserer Veröffentlichungen im Rahmen des Fraunhofer Blockchain Centers. Diese Auswahl umfasst eine Liste von wissenschaftlichen Publikationen, eine Reihe von Transferbeiträgen an Whitepapern zu verschiedene, relevanten Themen sowie einige Erklärvideos zu Themen wie Internet of Things (IoT), Künstliche Intelligenz (KI) und Self-Souvereign Identity (SSI).
Transferbeiträge
Hier finden Sie eine Auswahl an Transferbeiträgen wie Whitepaper, die im Rahmen und in Kooperation des Fraunhofer Blockchain Centers entstanden sind.
Erfolgsrezepte – Räume für Innovation gestalten
Innovationen sichern die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen. Um die Kreativität und damit die Innovationskraft der Mitarbeitenden zu fördern, gibt es verschiedene Ansätze. Konzepte aus dem New Work Bereich fördern die Innovationsfähigkeit der Mitarbeitenden durch Flexibilität, hybrides Arbeiten und Autonomie. Dazu gehören auch Innovationsräume. Dies sind Räumlichkeiten, die gezielt für die Nutzung im Innovationsprozess gestaltet werden, indem sie beispielsweise als Inkubatoren für interdisziplinären Austausch dienen. Hier können Ideen entwickelt, prototypisch umgesetzt und evaluiert werden.
In unserem Whitepaper zeigen wir den aktuellen Stand der Forschung bezüglich Anforderungen und Nutzungsmöglichkeiten von Innovationsräumen auf. Außerdem beschreiben wir anhand von User Stories und Lightning Demos vielfältige Möglichkeiten zur Umsetzung solcher Räumlichkeiten. Die User Stories dienen der Verdeutlichung verschiedener Anforderungen unterschiedlicher Personengruppen, während Lightning Demos konkrete und schnell umsetzbare Lösungen aufzeigen.
Lebensmittelindustrie 4.0
In dem Whitepaper Lebensmittelindustrie 4.0 zeigen wir die Möglichkeiten auf, welche die Machine Economy Technologien in der Lebensmittelindustrie haben. Die Lebensmittelindustrie steht vor zahlreichen Herausforderungen.
Aus neuen Marktgegebenheiten sind neue Anforderungen an die Qualitätssicherung der Produkte, die Transparenz und Nachhaltigkeit bis hin zur Logistik und Lieferketten entstanden. Um diese Herausforderungen erfolgreich zu meistern, ist es wichtig, innovative Technologien einzusetzen, die die Prozesse in der Lebensmittelindustrie revolutionieren können. Dieses White Paper zeigt exemplarisch anhand der Milchproduktion, welche wertstiftenden Anwendungen der Machine Economy in der Lebensmittelindustrie Einsatz finden. Es werden die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten von Technologien wie Internet der Dinge, künstlicher Intelligenz und Blockchain untersucht und dargestellt, wie diese in einer Machine Economy miteinander interagieren und somit einen höheren ökonomischen Nutzen für Unternehmen und Verbraucher*innen erzeugen können.
Digitale Plattform-Ökosysteme
Die rasante Entwicklung digitaler Technologien hat in den letzten Jahren zu einem ebenso starken Wandel in Geschäftsmodellen vieler Unternehmen geführt. Insbesondere das Konzept digitaler Plattform-Ökosysteme hat das Bewusstsein für neue Modelle der Wertschöpfung und Werterfassung geschärft. Während heute noch lineare Wertschöpfung der vorherrschende Standard in vielen deutschen Industrien ist, orientieren sich immer mehr Unternehmen in Richtung eines digitalen Plattform-Ökosystems. Dieser Übergang ist durch veränderte Marktdynamiken und neue Geschäftsstrategien jedoch mit großen Herausforderungen verbunden.
Das Whitepaper „Digitale Plattform-Ökosysteme“ des Institutsteil Wirtschaftsinformatik des Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT bietet einen umfassenden Überblick über die wichtigsten Konzepte und Prinzipien dieser neuen Art der Wertschöpfung und gibt eine praktische Anleitung, wie die Transformation von Unternehmen in Richtung eines digitalen Ökosystems gelingen kann. Sie können das Whitepaper hier downloaden.
Decentralized Finance
In dem Whitepaper Decentralized Finance (DeFi) werden die technischen Grundlagen, Anwendungsbereiche und Use Cases erläutert sowie Potenziale und Herausforderungen von DeFi diskutiert. Unser Ziel ist es, Expert*innen und interessierte Leser*innen das nötige Wissen zu vermitteln, um DeFi umfassend zu verstehen.
DeFi hat zum Ziel Finanzdienstleistungen und -produkte mit Hilfe von Blockchains und Smart Contracts offen, vertrauensfrei, transparent und modular abzubilden. Die Studie knüpft an aktuelle Entwicklungen in DeFi an und untersucht Potenziale, die damit einhergehen. Insbesondere verspricht DeFi enorme Effizienzvorteile, den vereinfachten Zugang zu Finanzdienstleistungen, die Fraktionalisierung von klassischen und neuen Anlageklassen. Zudem ermöglicht DeFi offene Finanzsysteme, die als Katalysator für neue Ökosysteme dienen.
Allerdings bestehen Risiken und Herausforderungen, die überwunden werden müssen, um das volle Potenzial von DeFi auszuschöpfen und die Akzeptanz zu fördern. Die Autor*innen untersuchen die technische Risiken, Skalierbarkeitsprobleme, den Mangel an Liquidität, Herausforderungen hinsichtlich Transparenz und Datenschutz, regulatorische Unklarheiten und Rezentralisierungsprozesse.
Nichtsdestotrotz glauben die Autoren, dass DeFi einen positiven Einfluss – nicht nur auf die Banken- und Finanzlandschaft – sondern auch auf Wirtschaft und Gesellschaft weltweit haben kann.
Mythbusting-Self-Sovereign Identity
In unserem neu veröffentlichten Whitepaper zum Thema „Mythbusting Self-Sovereign Identity (SSI) – Diskussionspapier zu selbstbestimmten digitalen Identitäten“ greifen wir aktuell geführte Debatten zu Themen rund um SSI-basierte digitale Identitäten auf und beleuchten den Mehrwert der eingesetzten Technologien aus einer wissenschaftlichen Perspektive. Das Diskussionspapier zielt insbesondere darauf ab, ein besseres Verständnis für SSI bei Entscheidungsträger*innen in Wirtschaft und Politik sowie IT-Expert*innen und Bürger*innen zu fördern. Dabei werden komplexe Zusammenhänge zwischen datenschutzrechtlicher, sicherheitstechnischer, technologischer, Governance-bezogener, forschungsnaher und allgemeinen Aspekten erläutert, um die Chancen und Risiken besser einordnen zu können. In diesem Diskussionspapier zeigen die Autoren Benjamin Schellinger, Johannes Sedlmeir, Lukas Willburger, Prof. Dr. Jens Strüker und Prof. Dr. Nils Urbach gegenwärtige Meinungen zum Thema SSI in der Öffentlichkeit auf und diskutieren diese im Rahmen von sieben Mythen.
Wissenschaftliche Publikationen (Auswahl)
Hier finden Sie eine Auswahl an wissenschaftlichen Publikationen.
Eine umfassende Liste aller wissenschaftlichen Veröffentlichungen im Rahmen des FBC finden Sie hier.
Ambidextrie entlang der Wertschöpfungskette – Digitale Innovation in der Lebensmittelindustrie
Die Lebensmittelindustrie steht aufgrund komplexer, internationaler Lieferketten, einem gesellschaftlich relevanten Versorgungsauftrag bei gleichzeitig verderblichen Produkten, und steigender Anforderungen durch Endverbraucher:innen an Nachhaltigkeit vor großen Herausforderungen. Die zunehmende Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft verschärft diese Problematik, da sie neue Abhängigkeiten schafft und Erwartungen der Endverbraucher:innen weiter erhöht. Im Gegensatz dazu bieten digitale Innovationen aber auch große Potenziale, um die Herausforderungen zu adressieren. So werden digitale Technologien von einzelnen Akteur:innen der Wertschöpfungskette für Lebensmittel einerseits bereits zur inkrementellen Verbesserung von Produktionsprozessen und andererseits für die Schaffung völlig neuer Geschäftsmodelle und Services rund um digitale Einkaufserlebnisse genutzt. Digitale Innovationen auf Ebene einzelner Akteur:innen reichen jedoch nicht aus, um die weitreichenden Herausforderungen der Lebensmittelindustrie vollständig zu bewältigen. Vielmehr gilt es, die stärkere Vernetzung und Konnektivität durch digitale Technologien zu nutzen, um digitale Innovation auf ganzheitlicher Ebene und entlang der gesamten Wertschöpfungskette voranzutreiben. Wie daraus hervorgehende Nutzenpotenziale digitaler Innovation gehoben werden können, ist aus wissenschaftlicher und praktischer Perspektive noch ungeklärt. Dementsprechend ist es das Ziel unserer Arbeit, auf Basis einer Interviewstudie zu untersuchen, welche Nutzenpotenziale digitale Innovationen für einzelne Akteur:innen und die gesamte Wertschöpfungskette für Lebensmittel bereithalten und welche praktischen Handlungsempfehlungen sich daraus für Entscheidungsträger:innen ergeben. Dabei wollen wir darauf eingehen, wie sich Ambidextrie entlang der Wertschöpfungskette entfaltet und wie diese zukünftig bei der Adressierung der Herausforderungen helfen kann. Der vorliegende Beitrag hebt sich somit von bestehenden Arbeiten ab, da wir das Potenzial digitaler Innovation nicht nur aus Perspektive einzelner Akteur:innen, sondern entlang der gesamten Wertschöpfungskette untersuchen.
IIoT platforms’ architectural features – a taxonomy and five prevalent archetypes
Im industriellen Internet der Dinge (IIoT) haben digitale Plattformen in letzter Zeit große Aufmerksamkeit erhalten. Obwohl IIoT-Plattformen ähnliche Geschäftsziele verfolgen, sind sie auf verschiedene Anwendungsfälle ausgerichtet und unterscheiden sich daher erheblich in ihrer Architektur. Während die Forschung IIoT-Plattformen bereits aus der Geschäfts- oder Designperspektive untersucht hat, ist über den zugrunde liegenden Technologiestack und seine Auswirkungen wenig bekannt. Um verschiedene IIoT-Plattformkonfigurationen aufzudecken und ihr architektonisches Design besser zu verstehen, entwickeln und validieren wir systematisch eine Taxonomie der architektonischen Merkmale von IIoT-Plattformen auf der Grundlage einschlägiger Literatur, realer Fälle und Experteninterviews. Auf dieser Grundlage identifizieren und diskutieren wir fünf IIoT-Plattform-Archetypen (Allrounder, Device Controller, Data Hub, Service Enabler, Connector). Unsere Ergebnisse tragen zum deskriptiven Wissen in diesem mehrdeutigen Forschungsfeld bei und verdeutlichen gleichzeitig das Zusammenspiel zwischen dem architektonischen Aufbau von IIoT-Plattformen und ihrem Zweck. Aus betriebswirtschaftlicher Sicht können unsere Ergebnisse Praktiker beim Vergleich und der Auswahl einer geeigneten IIoT-Plattform anleiten.
A Systematic Literature Review on How to Improve the Privacy of Artificial Intelligence Using Blockchain
Die Anwendung künstlicher Intelligenz ist auf große Datenmengen angewiesen. Künstlichen Intelligenz verarbeitet häufig auch personenbezogene Daten, was zu Problemen mit dem Datenschutz führt. Gleichzeitig werden die Vorschriften über die Verwendung von Daten und den Datenschutz immer strenger (z. B. DSGVO). Daher untersuchen wir in dieser Arbeit, wie Blockchain dazu beitragen könnte, den Datenschutz bei der Anwendungen Künstlichen Intelligenz zu verbessern. Wir haben eine systematische Literaturrecherche durchgeführt, um bestehende Ansätze in der Literatur zu analysieren und sie in Kategorien zu unterteilen. Wir identifizieren federated Learning in Kombination mit Trained Model Sharing als den populärsten Ansatz. Darüber hinaus stellen wir fest, dass die meisten Ansätze durch kryptografische Methoden ergänzt werden und dass die zentrale Sammlung und Speicherung von Rohdaten bei keinem Ansatz eine Option darstellt. Unsere Arbeit kann als Grundlage für die Entwicklung eines modularen Baukastens für datenschutzfreundliche Blockchain-KI-Systeme dienen.
Demonstratoren
Hier finden Sie eine Reihe der von uns entwickelten Demonstratoren mit Erklärvideo.