TY - THES A1 - Ladleif, Jan T1 - Enforceability aspects of smart contracts on blockchain networks T1 - Aspekte der Durchsetzung von Smart Contracts in Blockchain-Netzwerken N2 - Smart contracts promise to reform the legal domain by automating clerical and procedural work, and minimizing the risk of fraud and manipulation. Their core idea is to draft contract documents in a way which allows machines to process them, to grasp the operational and non-operational parts of the underlying legal agreements, and to use tamper-proof code execution alongside established judicial systems to enforce their terms. The implementation of smart contracts has been largely limited by the lack of an adequate technological foundation which does not place an undue amount of trust in any contract party or external entity. Only recently did the emergence of Decentralized Applications (DApps) change this: Stored and executed via transactions on novel distributed ledger and blockchain networks, powered by complex integrity and consensus protocols, DApps grant secure computation and immutable data storage while at the same time eliminating virtually all assumptions of trust. However, research on how to effectively capture, deploy, and most of all enforce smart contracts with DApps in mind is still in its infancy. Starting from the initial expression of a smart contract's intent and logic, to the operation of concrete instances in practical environments, to the limits of automatic enforcement---many challenges remain to be solved before a widespread use and acceptance of smart contracts can be achieved. This thesis proposes a model-driven smart contract management approach to tackle some of these issues. A metamodel and semantics of smart contracts are presented, containing concepts such as legal relations, autonomous and non-autonomous actions, and their interplay. Guided by the metamodel, the notion and a system architecture of a Smart Contract Management System (SCMS) is introduced, which facilitates smart contracts in all phases of their lifecycle. Relying on DApps in heterogeneous multi-chain environments, the SCMS approach is evaluated by a proof-of-concept implementation showing both its feasibility and its limitations. Further, two specific enforceability issues are explored in detail: The performance of fully autonomous tamper-proof behavior with external off-chain dependencies and the evaluation of temporal constraints within DApps, both of which are essential for smart contracts but challenging to support in the restricted transaction-driven and closed environment of blockchain networks. Various strategies of implementing or emulating these capabilities, which are ultimately applicable to all kinds of DApp projects independent of smart contracts, are presented and evaluated. N2 - Teilweise automatisierte und autonom ausgeführte Verträge, sogenannte Smart Contracts, versprechen eine fundamentale Reform des Rechtswesens. Sie minimieren repetitive Büroarbeit sowie Betrugs- und Manipulationspotentiale. Verträge müssen dafür in einer Form verfasst werden, die es Computern erlaubt, die operativen und nichtoperativen Vertragsbestandteile zu lesen und zu verarbeiten. Durch die Nutzung fälschungssicherer Ausführungsumgebungen zusammen mit der bestehenden Rechtsordnung können sie dann durchgesetzt werden. Eine solche Ausführungsumgebung muss sicherstellen, dass ein Smart Contract von keinem Vertragspartner oder Dritten kontrolliert werden kann. Erst in letzter Zeit setzt die aufkommende Blockchain-Technologie hier neue Impulse: Dezentralisierte Anwendungen, sogenannte DApps, deren Quelltext und Zustand auf einer Blockchain gespeichert sind, stellen eine Umgebung bereit, in der Daten und Berechnungen verfälschungssicher gehalten und ausgeführt werden können. Dabei muss kein Vertrauen in eine bestimmte Person oder Instanz aufgebracht werden. Wie genau Smart Contracts effektiv mit DApps erfasst, eingesetzt, und vor allem durchgesetzt werden können ist jedoch noch offen. Von der initialen Erfassung des Vertrags als Smart Contract, über die Verwaltung in praktischen Szenarien, bis hin zu den Grenzen der Automatisierung: Viele Herausforderungen müssen gelöst werden, bevor eine breite Nutzung von Smart Contracts erreicht werden kann. In dieser Arbeit wird ein modellgetriebener Ansatz vorgeschlagen, um Smart Contracts zu verwalten und auszuführen. Es werden ein Metamodell und Semantik präsentiert, welche Konzepte wie rechtliche Beziehungen und autonome und nichtautonome Aktionen sowie deren Zusammenspiel formalisieren. Auf Basis des Metamodells wird eine generische Softwarearchitekture eines Smart Contract Management System (SCMS) aufgebaut, welches alle Phasen im Lebenszyklus eines Smart Contracts unterstützt. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Ausführungsebene, in der Umgebungen mit mehreren heterogenen Blockchain-Netzwerken zur selben Zeit beachtet werden. Eine prototypische Implementierung zeigt die Realisierbarkeit wichtiger Aspekte des Vorschlags. Desweiteren werden zwei Aspekte im Detail betrachtet, die aufgrund der beschränkten und auf Transaktionen basierenden Ausführungsumgebung der DApps besonders herausfordernd sind: Die Unterstützung vollständig autonomer und fälschungssicherer Logik unter Einbeziehung außerhalb der Blockchain gehaltener Daten, sowie die Auswertung zeitlicher Fristen. Es werden verschiedene Lösungsstrategien, welche auch in anderen Szenarien genutzt werden können, eingeführt und evaluiert. KW - enforceability KW - smart contracts KW - blockchain KW - business process management KW - decentralized applications KW - Blockchain KW - Geschäftsprozessmanagement KW - Dezentrale Applikationen KW - Durchsetzbarkeit KW - Smart Contracts Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-519088 ER - TY - THES A1 - Brinkmann, Maik T1 - Towards a joint public service delivery? The effects of blockchain on the relationship of public administrations with external stakeholders T1 - Auf dem Weg zu gemeinsam erbrachten Verwaltungsleistungen? Die Auswirkungen von Blockchain auf die Beziehungen zwischen öffentlichen Verwaltungen und externen Akteuren N2 - Public administrations confront fundamental challenges, including globalization, digitalization, and an eroding level of trust from society. By developing joint public service delivery with other stakeholders, public administrations can respond to these challenges. This increases the importance of inter-organizational governance—a development often referred to as New Public Governance, which to date has not been realized because public administrations focus on intra-organizational practices and follow the traditional “governmental chain.” E-government initiatives, which can lead to high levels of interconnected public services, are currently perceived as insufficient to meet this goal. They are not designed holistically and merely affect the interactions of public and non-public stakeholders. A fundamental shift toward a joint public service delivery would require scrutiny of established processes, roles, and interactions between stakeholders. Various scientists and practitioners within the public sector assume that the use of blockchain institutional technology could fundamentally change the relationship between public and non-public stakeholders. At first glance, inter-organizational, joint public service delivery could benefit from the use of blockchain. This dissertation aims to shed light on this widespread assumption. Hence, the objective of this dissertation is to substantiate the effect of blockchain on the relationship between public administrations and non-public stakeholders. This objective is pursued by defining three major areas of interest. First, this dissertation strives to answer the question of whether or not blockchain is suited to enable New Public Governance and to identify instances where blockchain may not be the proper solution. The second area aims to understand empirically the status quo of existing blockchain implementations in the public sector and whether they comply with the major theoretical conclusions. The third area investigates the changing role of public administrations, as the blockchain ecosystem can significantly increase the number of stakeholders. Corresponding research is conducted to provide insights into these areas, for example, combining theoretical concepts with empirical actualities, conducting interviews with subject matter experts and key stakeholders of leading blockchain implementations, and performing a comprehensive stakeholder analysis, followed by visualization of its results. The results of this dissertation demonstrate that blockchain can support New Public Governance in many ways while having a minor impact on certain aspects (e.g., decentralized control), which account for this public service paradigm. Furthermore, the existing projects indicate changes to relationships between public administrations and non-public stakeholders, although not necessarily the fundamental shift proposed by New Public Governance. Lastly, the results suggest that power relations are shifting, including the decreasing influence of public administrations within the blockchain ecosystem. The results raise questions about the governance models and regulations required to support mature solutions and the further diffusion of blockchain for public service delivery. N2 - Öffentliche Verwaltungen stehen vor grundlegenden Herausforderungen, darunter Globalisierung, Digitalisierung und ein schwindendes Vertrauen der Gesellschaft. Durch die gemeinsame Erbringung von Verwaltungsleistungen mit anderen Akteuren können öffentliche Verwaltungen auf diese Herausforderungen reagieren. Dies erhöht die Bedeutung der interorganisatorischen Governance – eine Entwicklung, die oft als New Public Governance bezeichnet wird und die bisher nicht realisiert wurde, weil sich die öffentlichen Verwaltungen auf organisationsinterne Praktiken konzentrieren und der traditionellen "Governmental chain" folgen. E-Government-Initiativen, die zu einem hohen Maß an vernetzten Verwaltungsleistungen führen können, werden derzeit als unzureichend angesehen, um dieses Ziel zu erreichen. Sie sind nicht ganzheitlich konzipiert und betreffen lediglich die Interaktionen zwischen öffentlichen und nicht-öffentlichen Akteuren. Ein grundlegender Wandel hin zu einer gemeinsamen Erbringung von Verwaltungsleistungen würde eine Überprüfung der etablierten Prozesse, Rollen und Interaktionen zwischen den Beteiligten erfordern. Verschiedene Wissenschaftler und Praktiker im öffentlichen Sektor gehen davon aus, dass der Einsatz der institutionellen Blockchain-Technologie die Beziehungen zwischen öffentlichen und nicht-öffentlichen Akteuren grundlegend verändern könnte. Auf den ersten Blick könnte die interorganisationale, gemeinsame Erbringung von Verwaltungsleistungen von der Nutzung der Blockchain profitieren. Diese Dissertation soll diese weit verbreitete Annahme beleuchten. Ziel dieser Arbeit ist es daher, die Auswirkungen von Blockchain auf die Beziehungen zwischen öffentlichen Verwaltungen und nicht-öffentlichen Akteuren zu belegen. Dieses Ziel wird durch die Definition von drei wesentlichen Erkenntnisbereichen verfolgt. Erstens soll in dieser Dissertation die Frage beantwortet werden, ob Blockchain geeignet ist, um New Public Governance zu ermöglichen, und es sollen Fälle ermittelt werden, in denen Blockchain möglicherweise nicht die richtige Lösung ist. Der zweite Bereich zielt darauf ab, den Status quo der bestehenden Blockchain-Implementierungen im öffentlichen Sektor empirisch zu verstehen und zu prüfen, ob sie den wichtigsten theoretischen Schlussfolgerungen entsprechen. Der dritte Bereich untersucht die sich verändernde Rolle der öffentlichen Verwaltungen, da das Blockchain-Ökosystem die Zahl der Beteiligten erheblich erhöhen kann. Entsprechende Forschungsarbeiten werden durchgeführt, um Einblicke in diese Bereiche zu gewinnen, z. B. durch die Kombination von theoretischen Konzepten mit empirischen Befunden, die Durchführung von Interviews mit Fachleuten und wichtigen Akteuren führender Blockchain-Implementierungen und die Durchführung einer umfassenden Stakeholder-Analyse mit anschließender Visualisierung der Ergebnisse. Die Ergebnisse dieser Dissertation zeigen, dass Blockchain New Public Governance in vielerlei Hinsicht unterstützen kann, während sie sich auf bestimmte Aspekte (z. B. dezentrale Steuerung), die dieses Verwaltungsparadigma ausmachen, nur wenig auswirkt. Darüber hinaus deuten die bestehenden Projekte auf Veränderungen in den Beziehungen zwischen öffentlichen Verwaltungen und nicht-öffentlichen Akteuren hin, wenn auch nicht unbedingt auf die von der New Public Governance vorgeschlagene grundlegende Veränderung. Schließlich deuten die Ergebnisse darauf hin, dass sich die Machtverhältnisse verschieben, einschließlich des abnehmenden Einflusses der öffentlichen Verwaltungen innerhalb des Blockchain-Ökosystems. Die Ergebnisse werfen Fragen zu den Governance-Modellen und zur Regulierung auf, die zur Unterstützung ausgereifter Lösungen und der weiteren Verbreitung von Blockchain für die Erbringung öffentlicher Verwaltungsleistungen erforderlich sind. KW - blockchain KW - new public governance KW - blockchain governance KW - digital sovereignty KW - public service delivery KW - Blockchain KW - Blockchain Governance KW - digitale Souveränität KW - New Public Governance KW - Erbringung von Verwaltungsleistungen Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-564499 ER -