Digitales, dezentrales Verzeichnis für Geräte-Identitäten

Machine ID Ledger

Das Blockchain Machine Identity Ledger ist ein digitales und dezentrales Verzeichnis für Geräte-Identitäten. Es ermöglicht komplementär zum intelligenten Messwesen die Integration der Millionen dezentralen Erzeugungsanlagen ins Energiesystem.

Blockchain-basiertes Machine Identity Ledger

Das Blockchain Machine Identity Ledger ermöglicht die Integration von Millionen dezentraler Erzeugungsanlagen und Verbrauchseinheiten wie Wärmepumpen, stationäre Stromspeicher, Elektromobile und Elektrolyseure als aktive Marktakteure im Energiesystem. Infolge der zunehmenden Elektrifizierung der Sektoren Wärme und Mobilität werden in den nächsten Jahren Millionen dieser Geräte zusätzlich installiert werden. Dadurch ergeben sich große Potentiale für system- sowie geschäftsmodellorientierte Prozesse auf die volkswirtschaftlich nicht verzichtet werden kann. Als Grundlage dafür ist eine transaktionskostenarme, digital gestützte Marktteilnahme ohne Medienbrüche notwendig. Der Machine Identity Ledger zielt darauf ab, die rasch zunehmenden Schnittstellen im Energiesystem zu verbinden, eine kosteneffiziente Koordination zu ermöglichen und somit z.B. Flexibilitätspotenziale zu heben.

Status Quo

Gemäß der deutschen Verordnung über das zentrale elektronische Verzeichnis energiewirtschaftlicher Daten, der sogenannten Marktstammdatenregisterverordnung (MaStRV), sind neben Marktakteuren auch jegliche Strom- und Gaserzeugungsanlagen sowie Stromspeicher zu registrieren, die unmittelbar oder mittelbar in ein Strom- oder Gasnetz einspeisen. Ein Strommarktzugang und der rasche Wechsel zwischen Märkten ist für viele dieser Energieerzeugungsanlagen und Lasten heute technisch nicht möglich oder mit hohen Transaktionskosten verbunden. Abgesehen von rechtlichen Hürden, bedeuten beispielsweise die An- und Ummeldung von Energieerzeugungsanlagen einen erheblichen Arbeitsaufwand sowie zeitlichen Verzug.

Um in Zukunft eine hohe Anzahl an Marktteilnehmern zu erreichen, sind geringe Kommunikationskosten für das Teilen von Daten sowie sichere, zuverlässige und nachvollziehbare Systeme zur Verifikation dieser Informationen notwendig. Eine grundlegende Voraussetzung für eine solche digitale Infrastruktur ist die automatisierte und sichere digitale Authentifizierung der einzelnen Anlagen. Betreiber von z.B. elektrischen Verteilernetzen müssen auch zukünftig Anlagen, die im System aktiv mitwirken, eindeutig identifizieren können. Durch eine sichere Authentifizierung entfällt auch die gängige, volkswirtschaftlich und betriebswirtschaftlich kostspielige Praxis der mehrfachen Datenhaltung von Stromerzeugungs- und Gaserzeugungsanlagen sowie Stromspeichern.

Vorteile der Blockchain-Technologie

Durch ein Blockchain-basiertes Verzeichnis lässt sich die Verbindung zwischen einem Gateway und einer Geräte-Identität sicher dokumentieren. Das Machine Identity Ledger erlaubt in der Folge Geräten definierte Eigenschaften (Attribute) einer Identität zu behaupten (Authentisierung), die dann jederzeit elektronisch authentifizierbar (nachweisbar) sind. Hierbei wird konkret die auf der Blockchain gespeicherte Beziehung zwischen Eigenschaften und Identität überprüfbar und kann sicher geteilt werden.

Ein wesentlicher Bestandteil kann hierbei die Nutzung des Smart-Meter-Gateways (SMGW) als Vertrauensanker sein. Das SMGW empfängt gemäß den Vorgaben des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) Messdaten von angeschlossenen Einheiten, speichert diese und bereitet sie für Marktakteure auf. In das Smart-Meter-Gateway ist ein Trusted Platform Module (TPM) integriert, welches die Integrität der Hardware des SMGW überwacht. Dieser Kryptochip kann auch als Vertrauensanker dienen, mit dessen Hilfe eine Vertrauenskette (Trust Chain) geschaffen wird.  Dies verspricht das hohe Sicherheitsniveau des BSI-Systems auch auf Geräte hinter dem Zähler (Trust Chain) zu verlängern und damit die Kosten für die Marktteilnahme deutlich zu senken - und insgesamt die Marktöffnung und Marktintegration zu erleichtern.

Ein weiteres Element der Vertrauenskette im Sinne einer Ende-zu-Ende-Sicherheit können zukünftig neben dem SMGW, vertrauenswürdige Kryptochip-Module sein. Diese müssten in die relevanten Stromerzeugungs-, Stromverbrauchs- und Stromspeichereinheiten unmittelbar vom Hersteller eingebaut werden. Deren Funktionalität soll ebenfalls im Rahmen der Pilotierung erprobt werden.

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Foto: Dziedzic on Unsplash