Information Systems Engineering

Blockchain Solutions and Innovation

In unserer vernetzten Welt ist Vertrauen ein entscheidender Bestandteil jeder Zusammenarbeit zwischen mehreren Parteien, mit oder ohne Intermediäre. Vertrauen herzustellen oder Vertrauen als Voraussetzung für die Zusammenarbeit anzunehmen, ist jedoch nicht immer möglich. Zum Beispiel erfordert die Erfassung von CO2-Fußabdrücken von Produkten oder Dienstleistungen vertrauliche Aktivitätsdaten. Solche Daten müssen in der Regel von verteilten IoT-Geräten gesammelt werden, die verschiedenen Organisationen gehören. Im Gegensatz dazu kann das Entfernen von Vertrauensannahmen, wenn möglich, als vorteilhaft betrachtet werden.

Dezentralisierte Anwendungen (dApps) helfen dabei, indem sie auf Blockchains als Infrastruktur setzen, um Anwendungslogik als Smart Contracts zu hosten. Solche dApps können durch den Einsatz von verifizierbaren Berechnungstechniken, die auf Zero-Knowledge Proofs (ZKP) oder Trusted Execution Environments (TEE) basieren, weiter verbessert werden. Individuell und in Kombination, durch das Zusammenspiel von Off-Chain- und On-Chain-Datenverarbeitung und -berechnung, können diese Technologien eine disruptive Wirkung auf gegenwärtige Computersysteme, Geschäftsanwendungen und die Gesellschaft insgesamt haben. Dennoch liegt noch ein langer Weg vor uns, bis eine breite Akzeptanz erreicht ist.

Bei ISE erforschen wir das transformative Potenzial von Blockchain- und verifizierbaren Berechnungstechnologien, die auf drängende Probleme in realen Anwendungen abzielen. Aus einer systemarchitektonischen Perspektive heraus untersuchen wir programmierbare, praktikable Technologien und innovative Lösungen in diesem Bereich. Wir glauben, dass die Adoption dieser Technologien nur dann erfolgreich sein kann, wenn sie mit anwendungsgetriebenen Anforderungen wie Transparenz, Skalierbarkeit oder Datenschutz in Einklang steht und in etablierte Systemmodelle wie Microservices oder Clouds integriert ist.

In diesem Sinne arbeiten wir an Projekten mit Start-ups und großen Unternehmen zusammen, um Anwendungssysteme der nächsten Generation zu entwickeln, die Blockchains, ZKPs oder TEEs mit etablierten Technologien integrieren. Unsere Themen umfassen:

  •    Effiziente, transparente und nicht offenlegende CO2-Bilanzierung von Produkten und Dienstleistungen in Lieferketten und darüber hinaus.
  •    Fortschritte bei föderierten Lernarchitekturen zur Überprüfbarkeit von lokalen und globalen Lernverfahren.
  •    Abstimmung neuartiger ZKP-Protokolle wie rekursive Beweise oder universelle Setups mit Cloud-basierter Ausführung und Service-Modellen.
  •    End-to-End-überprüfbare Workflows von sensorbasierten Datenquellen bis zu Blockchain-basierten Senken, die TEEs mit ZKPs kombinieren.

Als Teil unseres ISE-Lehrangebots bieten wir mehrere Kurse an, die Blockchain-Technologien sowohl aus theoretischer als auch aus praktischer Sicht beinhalten.

Verwandte Projekte

Laufende Projekte

Abgeschlossene Projekte

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Verwandte Publikationen

2022

Heiss, Jonathan; Grünewald, Elias; Tai, Stefan; Haimerl, Nikolas; Schulte, Stefan
Advancing Blockchain-based Federated Learning through Verifiable Off-chain Computations
2022 IEEE International Conference on Blockchain (Blockchain), Seite 194–201
2022
Heiss, Jonathan; Muth, Robert; Pallas, Frank; Tai, Stefan
Non-Disclosing Credential On-chaining for Blockchain-based Decentralized Applications
Service-Oriented Computing, 20th International Conference on Service-Oriented Computing
Herausgeber: Springer International Publishing
2022
Muth, Robert; Galal, Tarek; Heiss, Jonathan; Tschorsch, Florian
Towards Smart Contract-based Verification of Anonymous Credentials
Cryptology ePrint Archive, Paper 2022/492
2022

2021

Heiss, Jonathan; Busse, Anselm; Tai, Stefan
Trustworthy Pre-processing of Sensor Data in Data On-Chaining Workflows for Blockchain-Based IoT Applications
In Hacid, Hakim and Kao, Odej and Mecella, Massimo and Moha, Naouel and Paik, Hye-Young, Editor, Service-Oriented Computing, 19th International Conference on Service-Oriented Computing, Seite 627–640
In Hacid, Hakim and Kao, Odej and Mecella, Massimo and Moha, Naouel and Paik, Hye-Young, Editor
Herausgeber: Springer International Publishing, Cham
2021
ISBN
978-3-030-91431-8

2020

Heiss, Jonathan; Ulbricht, Max-R.; Eberhardt, Jacob
Put Your Money Where Your Mouth Is - Towards Blockchain-based Consent Violation Detection
2020 IEEE International Conference on Blockchain and Cryptocurrency (ICBC), Seite 1–9
IEEE
Mai 2020

2019

Heiss, Jonathan; Eberhardt, Jacob; Tai, Stefan
From Oracles to Trustworthy Data On-chaining Systems
2019 IEEE International Conference on Blockchain
IEEE
2019

2018

Eberhardt, Jacob; Heiss, Jonathan
Off-chaining Models and Approaches to Off-chain Computations
2nd Workshop on Scalable and Resilient Infrastructures for Distributed Ledgers (SERIAL 2018)
Herausgeber: Association for Computing Machinery
2018