September 07, 2020

Zusammenfassung: Studie zum Einsatz der Blockchain in der kantonalen Verwaltung

Von Dr. rer. publ. Rolf Rauschenbach und MSc ETH. Sven Stucki

Der Regierungsrat hat am 25. April 2018 die Strategie «Digitale Verwaltung» festgesetzt. Sie zeigt auf, wie die Verwaltung die digitale Entwicklung gestalten und die Chance der Digitalisierung nutzen will. Teil der Strategie ist ein Impulsprogramm mit Digitalisierungsvorhaben, die vorrangig und eng koordiniert angegangen werden. Das Impulsprogramm umfasst unter Ziel 1 «Vereinfachung und Ausbau des digitalen Leistungsangebotes» auch das Projekt «IP1.5: Studie zum Einsatz der Blockchain-Technologie». Procivis wurde mit der Ausarbeitung dieser Studie betraut. Wir veröffentlichen hier die Zusammenfassung der Studie. Den Link zur gesamten Studie ist am Ende des Blogs zu finden

Zusammenfassung

Eine Blockchain ist die Aneinanderreihung von Datensätzen, Blöcke genannt, die durch kryptographische Verfahren miteinander fest verkettet sind. Die Darstellung von Informationen als Kette (“Chain“) von Blöcken (“Block“) ergibt das Kunstwort Blockchain. Die Verkettung der Blöcke mittels Hashes erlaubt es, die gesamte Vorgeschichte einer Blockchain jeweils in den neuesten Block zu kondensieren. Damit entsteht ein unverfälschbarer Audit-Trail.

Blockchains können unterschiedlich konzipiert werden. Erstens wird differenziert bezüglich des Grads der Zugangsrechte (Unterscheidung nach Lese- und Schreiberechten). Zweitens wird unterschieden nach Konsensregeln, die festlegen, wer den nächsten Block berechnen und publizieren darf. Es besteht eine logische Abhängigkeit zwischen Zugangsrechten und Konsensregeln. Blockchains, die Lese- und Schreibrechte uneingeschränkt gewähren, wenden normalerweise die Konsensregel Proof-of-Work an. Bei dieser Konsensregel ist die Rechenleistung der einzelnen Teilnehmer der entscheidende Faktor. Bekannteste Beispiele dieser Art von Blockchain sind Bitcoin und Ethereum. Diese Art von Blockchains hat sich bezüglich der Sicherheit als robust erwiesen; ihr grösster Nachteil ist, dass der Skalierung – also der Fähigkeit, grosse Mengen von Transaktionen durchzuführen, Grenzen gesetzt sind. Zudem brauchen sie grosse Mengen Energie. Am anderen Ende des Blockchain-Spektrums bewegen sich private Blockchains, wo sowohl Lese- wie auch Schreibrechte auf einen ausgewählten Kreis beschränkt sind. Hier stellt die Skalierung kein sonderliches Problem dar; auch der Energieverbrauch ist bei solchen Blockchains vernachlässigbar. Allerdings bieten solche Blockchains aufgrund der fehlenden Transparenz und Dezentralisierung nicht die gleichen Vorteile wie öffentliche Blockchains.

Aufgrund der Tatsache, dass Blockchains dynamischen Charakter haben, also die Entwicklung von einzelnen Datenpunkten über die Zeit darstellen, ist es möglich, auf der Blockchain Transaktionen in Abhängigkeit von Bedingungen zu programmieren. Dies geschieht mittels Smart Contracts. Diese sorgen dafür, dass Transaktionen ausgeführt werden, sobald eine gewisse Bedingung erfüllt ist. Dies erlaubt es, auch komplexe Transaktionen weitergehend zu automatisieren.

Die Blockchain-Technologie wurde ursprünglich entwickelt, um über eine Infrastruktur zu verfügen, die ohne eine zentrale Autorität auskommt. Deshalb stellt sich die Frage, inwiefern es für den Staat Sinn macht, diese Technologie einzusetzen, ist er als Inhaber des physischen Gewaltmonopols doch das Sinnbild einer zentralen Autorität. Im Falle eines idealen Staates, der effizient und ordnungsgemäss arbeitet, bedeutet die Anwendung der Blockchain-Technologie eine Verkomplizierung; zentrale Datenbanken genügen. Ein besonderer Anwendungsbereich bilden demokratische Wahl- und Abstimmungsverfahren, bei denen Bürgerinnen und Bürger ihr Wahlgeheimnis gewahrt wissen, gleichzeitig aber auch sicher sein wollen, dass ihr politischer Wille korrekt ins Ergebnis einfliesst. Auf öffentlichen Blockchains wäre dies möglich; allerdings zum Preis der Unmöglichkeit der späteren Vernichtung der Wahlunterlagen.

Staaten weichen vom Ideal ab, indem sie Strukturen und Prozesse aufweisen, die einen mehr oder weniger effizienten Mitteleinsatz zur Folge haben. Zudem können sich Amtsträgerinnen und Amtsträger und Staatsangestellte mehr oder weniger gesetzeskonform verhalten bzw. Fehler machen. Blockchains können die damit verbundenen Ineffizienzen mildern, indem sie die Grundlage für Datenkonsistenz bieten. Darauf aufbauend können Prozesse weiter digitalisiert und automatisiert werden, und (unbeabsichtigtes) menschliches Fehlverhalten kann besser kontrolliert werden. Blockchains verhindern gesetzeswidriges Verhalten nicht per se, aber ein jederzeit einsehbarer und unverfälschbarer Audit-Trail erhöht den Druck, sich korrekt zu verhalten.

Der Nutzen einer Blockchain-Lösung kann sich nur entfalten, wenn die entsprechenden Rahmenbedingungen gegeben sind. Jeder Veränderungsprozess setzt politischen Willen und Führungsverantwortung voraus. Dies ist bei allfälligen Blockchain-Anwendungen umso mehr der Fall, weil deren Implementation Konsequenzen haben, die über technische Aspekte weit hinausgehen. Neben organisatorischen und kulturellen Fragen sind insbesondere auch rechtliche Fragen zu beachten: Erstens ist jeweils zu prüfen, ob für eine Blockchain-Anwendung die erforderliche rechtliche Grundlage vorhanden ist und zweitens, ob diese mit dem Datenschutzrecht in Einklang, und drittens, ob eine rechtskonforme Archivierung möglich ist. Den verfassungsmässig garantierten Rechten – Schutz von Personendaten, Recht auf Korrektur und Löschung, Recht auf Erinnerung (die zueinander in Konkurrenz stehen können) – ist Rechnung zu tragen.

Im Zuge der allgemeinen Begeisterung über die Blockchain-Technologie im Allgemeinen und Kryptowährungen im Speziellen sind weltweit hunderte Konzepte formuliert und Pilotprojekte für Blockchain-Anwendungen in öffentlichen Verwaltungen durchgeführt worden. Produktive Anwendungen mit namhaften Transaktionsvolumina sind aber noch keine bekannt. Dieser Befund trifft auch auf die Schweiz zu: IIm Rahmen dieser Studie konnten acht Blockchain-Projekte identifiziert werden, in denen kantonale Verwaltungen und das Fürstentum Liechtenstein in den Bereichen Register, elektronische Identitäten, E-Voting und Bezahlung von Gebühren erste Erfahrungen gesammelt haben oder sammeln. Diese Projekte sind abgeschlossen worden, teilweise noch im Gang oder in Vorbereitung.

Auf der Grundlage von Prozessbeschreibungen, die im Rahmen des Projekts «Strategie Datenmanagement und Data-Governance IP3.1» erarbeitet worden sind, wurden im Rahmen der vorliegenden Studie vier mögliche Anwendungsbeispiele für den Kanton Zürich entwickelt:

  • Registrierung von amtlichen Dokumenten auf der Blockchain zur Erhöhung der Transparenz
  • Bürgerdossier mit Blockchain-basiertem Logbuch zur Stärkung der Rechtssicherheit
  • Inventarkontrolle auf der Blockchain zur Erhöhung der Transparenz
  • Öffentliche Ausschreibungen auf der Blockchain zur Erhöhung der Transparenz

Der Reifegrad dieser Beispiele ist unterschiedlich, ebenso wie die Schwierigkeiten bei einer allfälligen Umsetzung. Allen ist jedoch gemeinsam, dass sie sich die unmittelbare und nicht mehr verfälschbare Transparenz von Blockchains zunutze machen. Zentrale Datenbanken sind nicht dafür ausgelegt, einem grossen Kreis in dynamischer Weise Transparenz zu bieten. Eine solche Funktion kann zwar auch in zentralen Architekturen nachgebaut werden, Blockchains lösen das Problem jedoch eleganter. Hinzu kommt, dass dezentrale Architekturen, wie sie Blockchains aufweisen, tendenziell einen Vertrauensvorsprung bieten, der von zentral konzipierten Lösungen nicht eingeholt werden kann.

Lesen Sie die vollständige Studie unter:

https://www.zh.ch/de/politik-staat/kanton/kantonale-verwaltung/digitale-verwaltung/digitalisierungsprojekte.html#1605833167