Vom Entwurf bis zum Abriss: IOTA in Gaia-X iECO

Optimierung von Bauprozessen durch gemeinsame Nutzung von Daten

TL;DR:
Als Teil der Gaia-X-Initiative will iECO die Datennutzung in der Bauindustrie verändern. Sie stützt sich auf die Grundsätze, Standards und die Infrastruktur von Gaia-X, um Datensilos aufzubrechen und die Erstellung digitaler Zwillinge zu ermöglichen, die den Lebenszyklus eines Gebäudes von der Planung bis zum kontrollierten Rückbau abdecken. Dieser kollaborative Ansatz zielt darauf ab, Ineffizienzen erheblich zu verringern und fortschrittliche Dienste zur weiteren Optimierung der Bauprozesse zu entwickeln.

Mit rund 2,5 Millionen Beschäftigten und einem Jahresumsatz von 130 Milliarden Euro ist das Baugewerbe einer der wichtigsten Wirtschaftszweige in Deutschland. Ihr Produktivitätsniveau bleibt jedoch hinter dem der Industrie zurück. An einem typischen Bauprojekt sind viele Akteure beteiligt, die oft gegensätzliche Interessen oder Prioritäten haben. Eine enge Abstimmung und Zusammenarbeit ist daher für die Produktivität unerlässlich. Datensilos können jedoch eine effiziente Zusammenarbeit in Wertschöpfungsketten sowie den Austausch wichtiger Dokumente zwischen den Beteiligten erschweren oder sogar verhindern.

Was ist iECO?

iECO, kurz für intelligent Empowerment of COnstruction Industry, ist ein vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördertes Konsortium aus 11 Partnern, das sich zum Ziel gesetzt hat, die Effizienz in der Bauwirtschaft zu verbessern. Es war einer von mehreren Beiträgen, die im letzten Jahr in der ersten Welle von Vorschlägen für Gaia-X angenommen wurden. Gaia-X ist eine föderierte Infrastruktur, die die nächste Generation von interoperablem Datenaustausch und Diensten beherbergen soll (lesen Sie hier über den Beitritt der IOTA Foundation zur Gaia-X Community). Nach Gaia-X 4 ROMS ist iECO das zweite Gaia-X-Projekt, an dem die IOTA Foundation beteiligt ist.

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iECO zielt darauf ab, einen gemeinsamen Datenraum in der Bauindustrie zu etablieren, der die Grundlage für die digitale Darstellung – oder „digitale Zwillinge“ – von Gebäuden entlang ihres gesamten Lebenszyklus bildet. Dadurch könnten nicht nur Datensilos innerhalb der Bauindustrie zusammengeführt werden, sondern es eröffnet sich auch die Möglichkeit, intelligente Dienste zu entwickeln, die Bauprozesse optimieren. Eine digitale Vertrauensebene wird die Unveränderlichkeit der wesentlichen Daten des digitalen Zwillings für eine vertrauensvolle Zusammenarbeit in einer Umgebung mit vielen Beteiligten sicherstellen. Die digitalen Zwillinge und intelligenten Dienste stehen sowohl den öffentlichen als auch den privaten Akteuren im Gebäudesektor zur Verfügung und tragen wesentlich dazu bei, die bestehende Produktivitätslücke zu schließen. Neben den technischen Herausforderungen bindet das Projekt auch juristische Personen ein, um digitale Genehmigungsverfahren zu ermöglichen, die ein obligatorischer Bestandteil jedes Bauprojekts sind.

Letztendlich wird die Verwirklichung der iECO-Vision eine entscheidende Rolle bei der Steigerung der Effizienz, der Senkung der Kosten, der Verbesserung der Sicherheit und der Lösung von Rechtskonflikten in der Branche spielen. Da das Baugewerbe zu den größten Verursachern von CO2-Emissionen gehört und nicht gerade für seine hohe Recyclingfähigkeit bekannt ist, fördert iECO die Nachhaltigkeit, indem es für Transparenz entlang des gesamten Lebenszyklus von Gebäuden und verwendeten Materialien sorgt.

Der Beitrag von IOTA

Die IOTA Foundation hat durch die Zusammenarbeit mit dem UCL Construction Blockchain Consortium bereits Erfahrungen mit bauspezifischen Distributed-Ledger-Technologie-Projekten gesammelt (lesen Sie hier über unsere Arbeit).

Während die Art der zu entwickelnden intelligenten Dienste von den spezifischen Anforderungen der beteiligten Konsortialpartner abhängt, kann man mit Sicherheit sagen, dass der Hauptbeitrag der IOTA Foundation zu diesem Projekt in der Bereitstellung der Kerntechnologie für die Identitäts- und Vertrauensschicht bestehen wird, wie in Abbildung 1 dargestellt. Diese Schicht wird eine native Interaktion mit dem IOTA DLT ermöglichen und es IOTA-basierten Smart Contracts erlauben, eine prototypische Implementierung eines digitalen Zwillings mit darauf aufbauenden Smart Services zu unterstützen.

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Bei allem, was wir bei der IOTA Foundation entwickeln, legen wir Wert darauf, branchenunabhängige und damit leicht wiederverwendbare Komponenten zu liefern. Ein Beispiel dafür ist, dass es im Fall von iECO keine Rolle spielen sollte, ob ein digitaler Zwilling ein Auto, ein Gebäude oder ein IoT-Gerät beschreibt: Die Menge der Funktionen, die ein DLT zu einem digitalen Zwillingskonzept beiträgt, sollte unabhängig davon sein, welches Objekt der realen Welt dargestellt wird. Bitte beachten Sie, dass wir nicht erwarten, dass unsere Technologie digitale Zwillings-Implementierungen ersetzt, sondern sie vielmehr mit DLT-spezifischen und einzigartigen Fähigkeiten ergänzt.

Zu den einzigartigen Merkmalen, die eine DLT zu einer digitalen Zwillingslösung hinzufügen könnte, gehören:

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  • Selbstsouveränität durch dezentrale Identitäten.
  • Datenintegrität durch verteilten Konsens (digitale Forensik).
  • Datenauthentizität durch digitale Signaturen der beteiligten Akteure.
  • Automatische Ausführung von vertraglichen Verpflichtungen.
  • Incentivierung von erwünschtem Verhalten durch Token-Belohnungen.
  • Sichere Zahlungen ohne Mittelsmann.

Zusammenarbeit

Neben der Zusammenarbeit mit anderen Konsortialpartnern wird die IOTA Foundation auf technologischer Ebene eng mit der Software AG und A1 Digital zusammenarbeiten, um eine ganzheitliche Lösung für den digitalen Zwilling zu erreichen. Unser DLT-Know-how ergänzt die Expertise der Software AG in Edge-Technologien und die Expertise von A1Digital in Cloud-Technologien. Unser Beitrag zu einer abstrakten Vertrauens- und Identitätsschicht ist das perfekte Bindeglied zwischen den beiden Technologiestapeln und wird es uns ermöglichen, gewonnene Erkenntnisse und Entwicklungen auf andere, ähnliche Muster zu übertragen.

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IOTA-Technologie-Stapel

Es gibt drei Hauptkomponenten, die wir im Rahmen der iECO in realen Szenarien demonstrieren wollen:

1. IOTA-Identität

Das IOTA Identity Framework implementiert die gebräuchlichsten Standards und Muster für dezentralisierte Identität in einer DLT-agnostischen und IOTA-spezifischen Weise. Es wurde entwickelt, um die Identität von Menschen, Organisationen, Dingen und Objekten bereitzustellen und als vereinheitlichende Ebene des Vertrauens zwischen allen und allem zu fungieren. IOTA Identity nutzt bereits die Standards des World Wide Web Consortium (W3C), die auch ein wesentlicher Bestandteil des Gaia-X Federation Service (GXFS) Trust & Identity sowie des Federated Catalog sind. Dezentrale Identifikatoren (DID) beziehen sich auf ein bestimmtes Subjekt und werden on-DLT ausgetauscht, während Verifiable Credentials (VC) von DID-Kontrolleuren digital signiert werden und off-DLT bleiben, um jederzeit die volle GDPR-Konformität sicherzustellen.

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DIDs können beispielsweise verwendet werden, um nur denjenigen Zugang zu schweren Maschinen zu gewähren, die die erforderlichen Berechtigungsnachweise nachweisen können, z. B. einen Sicherheitskurs für einen Maschinenführer. Neben unserer Beteiligung an Gaia-X werden wir die Kompatibilität mit den Gaia-X Federation Services aufrechterhalten und gleichzeitig die Möglichkeiten unserer IOTA-Identitätslösung weiter ausbauen.

2. IOTA Tokenisierung

Eine der Erweiterungen unseres IOTA Identity Frameworks wird durch die Tokenisierung in unserem IOTA Mainnet ermöglicht. Mit den kommenden Upgrades wird sich das IOTA-Protokoll in einen Multi-Asset-Ledger verwandeln. Native Token und NFTs werden auf dem IOTA-Ledger leben und Premium-Funktionen für bisher rein datenorientierte Anwendungen ermöglichen. Token können ohne Gebühren übertragen werden, und indem ein Datensatz Teil des aktuellen Stands des IOTA-Ledgers wird, garantiert das Protokoll seine Verfügbarkeit und den Konsens auf jedem Knoten im Mainnet.

Im Fall der IOTA-Identität bedeutet dies, dass der dezentrale Identifikator (DID) garantiert auf allen Mainnet-Knoten verfügbar ist, damit Prüfer Signaturen auf überprüfbaren Berechtigungsnachweisen damit vergleichen können. Ein Inhaber kann jedoch ein DID-Dokument jederzeit entfernen und behält somit die volle Kontrolle über dessen Verfügbarkeit. Dies ist eine vorteilhafte Verschmelzung von dezentraler Technologie und Selbstsouveränität, die wesentliche Säulen der Gaia-X-Vision sind.

3. IOTA Smart Contracts

Mit der bevorstehenden Veröffentlichung des IOTA Smart Contracts Protokolls wird IOTA programmierbare Smart Contracts auf dem IOTA Mainnet anbieten. Zusammen mit der Integration des Tokenization Frameworks wird es eine leistungsstarke Lösung für nahtlose, vertrauensfreie und gebührenfreie Interoperabilität und Kompatibilität zwischen Smart Contracts auf IOTA bieten. Dies wird es den Entwicklern ermöglichen, Smart-Contract-Ketten einzurichten, um die vertrauenswürdige Ausführung von dezentralen Anwendungen zu ermöglichen, um die spezifischen Bedürfnisse der Beteiligten innerhalb eines Konsortiums oder Ökosystems zu unterstützen. Aufgrund der nativen Kommunikation zwischen IOTA Smart Contracts und dem IOTA Mainnet erben diese Ketten die Sicherheit des Mainnets. Darüber hinaus ermöglicht es die horizontale Skalierbarkeit von erlaubnispflichtigen und erlaubnisfreien Smart Contracts-Ökosystemen und vermeidet gleichzeitig die Schaffung neuer und unerreichbarer Silos, da das öffentliche und erlaubnisfreie IOTA-Mainnet als Austauschschicht für Informationen und Vermögenswerte auf pseudonymisierte Weise fungiert. Innerhalb von Gaia-X werden diese Ökosysteme als Föderationen bezeichnet; mit iECO wollen wir zeigen, wie dezentralisierte Anwendungen die Effizienz in einer zukünftigen, auf die Konstruktion ausgerichteten Föderation steigern können.

Ein definierter Satz von Validatoren (Komitee) ist besonders geeignet, um Vertrauen zu schaffen, wenn sie über Parteien mit entgegengesetzten Interessen verteilt sind. Dies ist der Fall bei den am Lebenszyklus eines Gebäudes beteiligten Parteien. Eine dezentrale Anwendung, die von diesem Gremium betrieben und validiert wird, kann die vollautomatische Ausführung vertraglicher Vereinbarungen ermöglichen, wie z. B. die Einbehaltung von Zahlungen für Beton, wenn dessen Temperatur oder Feuchtigkeit nicht innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt.

Blick in die Zukunft

Jüngste Projekte wie Gaia-X iECO (Laufzeit von Q4/2021 bis Q4/2024) ermöglichen es uns, neue Funktionen rund um Tokenisierung und Smart Contracts von Anfang an in reale Projekte einzubinden. Die Zusammenarbeit mit etablierten Partnern in der Baubranche ermöglicht eine enge Feedbackschleife und stellt sicher, dass die Entwicklung unseres Technologiestacks mit den realen Anforderungen in Einklang steht.

Um mehr über Gaia-X zu erfahren, besuchen Sie die offizielle Website gaia-x.eu und folgen Sie dem Twitter-Kanal @gaiax_aisbl. Um mehr über IOTA und unsere Smart-City-Initiativen zu erfahren, besuchen Sie die IOTA-Website.

Original by IOTA Foundation: https://blog.iota.org/iota-in-gaia-x-ieco/

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