Eine Idee verfolgt mich schon sehr lange. Es geht darum Messwerte fälschungssicher zu machen. Möglicherweise könnte das die Qualitätsbranche sogar revolutionieren.
Um was geht es?
Wenn etwas gemessen wird, dann sind neben dem Messwert, dem Nennmass und der Toleranz auch noch andere verschiedene Daten die erfasst werden müssen um das Resultat vertrauenswürdig zu machen. Zum Beispiel können das sein: die Uhrzeit der Messung, die Art des Messmittels, der Name des Bedieners, die Umgebungstemperatur, und so weiter. Bis jetzt wurden diese Daten in einem Messprotokoll zusammengefasst. Theoretisch lassen sich diese Daten aber manipulieren.
Wie können Messwerte fälschungssicher gemacht werden?
Eine Lösung für diese Problem könnte die Blockchain-Technologie bieten. Der eine oder andere hat den Begriff Blockchain vielleicht schon einmal im Zusammenhang mit digitaler Währung, wie zum Beispiel Bitcoin, gehört. Bei Bitcoin garantiert nicht eine Bank den Wert des Zahlungsmittels sondern es wird durch komplexe Berechnungen und mit Hilfe der Blockchain, die Währung fälschungssicher und vertrauenswürdig gemacht. In unserem Fall würden die Daten der Messung dezentral gespeichert und durch die Blockchain unveränderbar gemacht.
Was hat die Blockchain mit dem Kerbholz gemeinsam?
Maurizio Ferraris, ein italienischer Philosoph erklärte das Prinzip Blockchain an Hand des Kerbstocks: „Die Grundidee des Kerbstocks ist äusserst einfach: Bei dieser genauso primitiven wie raffinierten Technik werden zwei Stöcke nebeneinandergelegt und quer eingeritzt, wobei jede Kerbe einer Schuld entspricht. Der Gläubiger nimmt einen Stock, der Schuldner den anderen. Der Gläubiger wird keine Kerbe hinzufügen und der Schuldner keine beseitigen können, da der Vergleich der zwei Stöcke die Fälschung sofort offenbaren würde.
Eine uralte, aber auch höchst moderne Technik. Denn die Blockchain – diese Erfindung, die uns als die grösste Neuheit unserer Zeit erscheint – ist nichts anderes als ein weltweites, auf unzählige Computer ausgeweitetes Kerbholz. Anstelle eines von zwei Personen geteilten Zählstabs haben wir es mit einer Spur zu tun, die auf möglichst vielen Festplatten gespeichert wird, damit das Hinzufügen oder Löschen von Spuren (Blöcken) verhindert wird.“
Was sind die Vor- und Nachteile dieser Technologie?
Die Messdaten wären einsehbar und gleichzeitig unveränderbar. Unter Umständen könnten mit dem Blockchain-Verfahren abgesicherte Messwerte so betrachtet werden als hätte jeder Messwert sein eigenes Kalibrierzertifikat. Allerdings stellt sich im Moment noch die Frage des Aufwandes und des Nutzens. Bis jetzt ist die Sicherheit dieser Systeme noch eng gekoppelt mit einem hohen Energieverbrauch. Forscher arbeiten daran die Blockchain auch mit weniger Energiebedarf noch sicherer zu machen. Vielleicht steckt die Lösung für den Energiebedarf ja gerade in der Anwendung bei Messprotokollen selber. Wir werden es sehen…
So funktioniert das Prinzip Blockchain
Ein Block besteht aus Daten. Um diese Daten unveränderbar zu machen braucht es eine Verkettung mit anderen Blocks. Darum nennt man diese Technik Blockchain (Blockkette).
Erstmal wird aus Daten und einem Zeitstempel ein sogenannter Hash (Prüfsumme) generiert. Ein Hash ist ein Zahlenwert mit einer exakt definierten Länge. Egal wie viele Daten genutzt werden, um den Hash zu generieren, die Länge des Zahlenwertes ist immer gleich. Ein Hash kann man auch mit einem Fingerabdruck vergleichen. Auf Grund des Fingerabdruckes kann man nicht auf das Aussehen des Menschen schliessen jeder Mensch hat aber einen individuellen Fingerabdruck. Genauso können aus einem Hash auch keine Daten mehr abgeleitet werden. Würden jetzt die Daten verändert würde es einen anderen Hash ergeben. Damit die Daten nicht mehr verändert werden können braucht es den Hash des vorangehenden Blocks. Ausserdem wird eine Nonce berechnet, das ist eine Zufallszahl, welche zusammen mit den anderen Daten, einen bestimmten Hash generiert.
Die Anforderung kann zum Beispiel sein, dass der Hash mit fünf Nullen beginnt. Der sogenannte Miner (Schürfer, Bergmann) rechnet jetzt zusammen mit dem Hash der Daten, und dem alten Hash so viele Varianten dieser Nonce durch, bis er auf den entsprechenden Hash mit diesen fünf Nullen kommt. Darum sind neue Blocks so aufwendig zu berechnen und brauchen entsprechend viel Energie. Wer als erstes auf den entsprechenden Hash kommt darf den neuen Block erstellen und erhält als Belohnung Geld in Form dieser digitalen Währung.