Blockchain-basiertes Machine Identity Ledger
Mit dem Blockchain Machine Identity Ledger wird eine digitale Lücke bei der eindeutigen Identifizierung von Anlagen geschlossen. Aktuell ist beispielsweise die An- und Ummeldung von Energieerzeugungsanlagen sehr zeit- und arbeitsaufwändig. Für das Energiesystem der Zukunft stellt daher ein dezentrales digitales Anlagen-Register eine erhebliche Verbesserung dar. 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. Der Machine Identity Ledger zielt darauf ab, die rasch zunehmenden Schnittstellen im Energiesystem zu verbinden und eine kosteneffiziente Koordination zu ermöglichen.
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.
Eine grundlegende Voraussetzung für eine sichere, zuverlässige und nachvollziehbare Infrastruktur ist die automatisierte und 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.
Abschlussbericht
Das Fehlen einheitlicher Identitäten für Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen ist eine digitale Lücke in einer stark dezentral geprägten Energiewelt. Mit dem Ziel die Basis für einen sicheren und souveränen Datenaustausch zu legen, nehmen Maschinen-Identitäten zukünftig eine immer wichtigere Rolle ein. Das erste Pilotprojekt des Future Energy Lab zeigt im veröffentlichten Abschlussbericht, wie diese Lücke geschlossen werden kann.
Die Ergebnisse des ersten Pilotierungsprojekts des Future Energy Labs, an dem insgesamt 22 Partner aus Wissenschaft, Digitalwirtschaft und Energiewirtschaft beteiligt waren, setzt wichtige Maßstäbe für ein Energiesystem der Zukunft. In diesem werden digitale Maschinen-Identitäten erstellt und mit einem auf Blockchain-Technologie basierenden Identitätsregister verknüpft.
Basierend auf diesem Projekt erfolgte der Kick-Off zum Folgeprojekt DIVE – Digitale Identitäten als Vertrauensanker im Energiesystem. Das Projekt erforscht, wie Anlagen oder Geräte im Energiesystem mit sicheren digitalen Identitäten ausgestattet werden können. Zudem klärt es die Frage, welche Strukturen für das zugehörige Identitätsmanagement benötigt werden.
