Industrie 4.0 in der Praxis

IoT-Basics: Was ist IOTA?

| Autor / Redakteur: Thomas Joos / Lisa Marie Waschbusch

IOTA wurde 2015 gegründet.
IOTA wurde 2015 gegründet. (Bild: IOTA)

Im thematischen Umfeld von Kryptowährungen begegnet man immer wieder dem Namen IOTA. Das kryptographische Werkzeug ermöglicht nicht nur die sichere Zahlung sondern auch Kommunikation zwischen zwei Maschinen im Internet der Dinge. Dieser Beitrag erläutert, was es mit der Technologie auf sich hat.

IOTA gehört neben Bitcoin und Ethereum mittlerweile zu den zehn wichtigsten Kryptowährungen. Das Unternehmen wurde 2015 von David Sønstebø, Sergey Ivancheglo, Dominik Schiener und Serguei Popov gegründet, der Hauptsitz befindet sich in Berlin.

Was macht IOTA anders als Bitcoin, Ethereum und Co.? IOTA ist eine Kryptowährung, die vor allem für automatisierte Bezahlvorgänge zwischen Maschinen im Internet of Things (IoT) konzipiert ist. IOTA will hierfür eine „Machine Economy“ aufbauen, bei der die Maschinen in der Lage sind, kleinste Einheiten einer Ressource zu kaufen oder zu verkaufen. Gezahlt wird dabei mit Micropayments. Der Name IOTA setzt sich aus „IoT“ und „Tangle“ zusammen.

Unterschied zur Blockchain

Gerichteter antizyklischer Graph
Gerichteter antizyklischer Graph (Bild: commons.wikimedia / CC0)

IOTA ist erst einmal – wie auch die Blockchain – eine Datenbank, auf der man Daten hinzufügen kann, die niemals wieder verändert oder gelöscht werden können. Der Unterschied zur Blockchain liegt jedoch im Aufbau: Bei IOTA kommen weder Blöcke noch Ketten (chains) zum Einsatz, und somit auch keine sequentielle Verbindung der Blöcke, sondern sogenannte "Tangles", die auf gerichteten azyklischen Graphen (Directed Acyclic Graphs, DAG) beruhen. Ein Graph besteht (in der Graphentheorie) aus einer Menge von Punkten, zwischen denen Linien verlaufen. Die Punkte nennt man Knoten, die Linien gewöhnlich Kanten. Besitzt jede Kante des Graphen eine eindeutig festgelegte Laufrichtung, so kann man diese als „Pfeil“ verstehen und den Graphen als gerichteten. Lässt sich niemals ein Weg aus den Pfeilen (also den gerichteten Kanten) finden, der zu seinem Ausgangspunkt zurückkehrt, ist der Graph azyklisch. Er besitzt also keine zyklischen – im Kreis laufenden – "Wege".

Die Knoten des IOTA-Tangles sind keine Knoten im Netzwerk oder Blöcke einer Blockchain, sondern stellen einzelne Transaktionen dar und ersetzen somit die Blöcke einer Blockchain. Beim Bezahlen mit herkömmlichen Kryptowährungen (Bitcoin, Ethereum), die die Blockchain nutzen, bestätigen die „Miner“ die Transaktionen, was den Prozess verlangsamt und eine hohe Rechenleistung benötigt. Bei IOTA hingegen kann ein Nutzer eine Transaktion erst senden, wenn er zwei andere Transaktionen beglaubigt hat.

Vorteile von IOTA

Ein Vorteil von IOTA gegenüber der Blockchain ist die hohe Skalierbarkeit aufgrund des azyklischen Aufbaus. Damit soll der Tangle theoretisch eine beliebige Anzahl an Transaktionen gleichzeitig ausführen können. Dazu kommt, dass das System mit wachsender Anzahl der Nutzer und Transaktionen sicherer und auch schneller werden soll.

Im Industrial Internet of Things (IIoT) gibt es besondere Herausforderungen an Bezahlsysteme. Diese müssen schnell sein, dürfen keine Belastung für das Gesamtsystem darstellen, sollen Ressourcen sparen und dürfen obendrein nicht zu teuer sein. Diese Voraussetzungen werden laut den Entwicklern von IOTA erfüllt. Weil IOTA keine Blöcke benötigt, gibt es auch keine Größenbeschränkungen für diese Blöcke. Das ist eines der Probleme, die Bitcoin auf der Blockchain hat. Zwar verbrauchen die IoT-Geräte Energie, da sie mit Strom versorgt werden müssen, verursachen aber ansonsten im IOTA-Netzwerk keinerlei Kosten. Transaktionen über Bitcoin kosten mittlerweile erhebliche Beträge, was die Verwendung als herkömmliches Zahlungsmittel erschwert. Bei IOTA gibt es keinerlei Transaktionsgebühren. Davon profitieren vor allem Microtransaktionen zwischen verschiedenen Geräten.

Hinzu kommt, dass IOTA auch über Bluetooth und andere Funkstandards Transaktionen abwickeln kann. Es ist nicht unbedingt eine Netzwerkverbindung per UDP und TCP notwendig. Folglich ist zu erwarten, dass vor allem große Unternehmen IOTA-Knoten betreiben werden, um Microtransaktionen zwischen IoT-Geräten kostenlos abzuwickeln.

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Kooperationen und Use Cases

Seit Mitte 2018 verzeichnete IOTA stetig neue Partnerschaften mit Branchenriesen. Inzwischen arbeiten Global Player wie Cisco Systems, Microsoft, Huawei, Samsung oder die Deutsche Telekom mit der Foundation zusammen.

Zusammenarbeit mit Volkswagen und Audi

Im Bereich Mobility arbeitete IOTA bereits mit zwei großen deutschen Automarken zusammen. Die Zusammenarbeit mit Volkswagen verkündeten die Partner auf der Cebit 2018. Mithilfe von IOTAs Tangle möchte der Konzern eine DLT-Lösung für seine Fahrzeuge verwirklichen, die die Datenversorgung der VW-Autos nachhaltig sicherstellt. Auch die Volkswagen-Tochter Audi kooperierte mit der Foundation: Ende des vergangenen Jahres beendeten die Partner ihr viermonatiges Forschungsprojekt, in dem untersucht wurde, wie der IOTA-Tangle zur Lösung von Problemen im Mobilitätssektor, im IoT-Bereich sowie dem Automobilsektor eingesetzt werden kann. Bereits im Sommer 2018 absolvierte IOTA gemeinsam mit Audi einen mehrtätigen Google Design Sprint, um Tangle-basierte Anwendungsfälle zu erforschen, einen Low-Level-Prototyp zu bauen und Kundenfeedback zu sammeln.

Zusammenarbeit mit Bosch

Auch im Bereich des Internet der Dinge (IoT) gibt es schon mögliche Anwendungsfälle: So kooperiert beispielsweise die IoT-Sparte von Bosch mit IOTA. Der Bosch XDK (Cross Domain Development Kit) ist ein programmierbares Sensorgerät, mit dem sich Prototypen für IoT-Anwendungen (ähnlich eines Raspberry Pis) entwickeln lassen. Der IOTA Marketplace, bei dem es sich um einen dezentralen Datenmarktplatz handelt, soll hier dabei helfen, Echtzeit-Daten auf vernetzten Sensorgeräten wie dem Bosch XDK zu erfassen. Nutzer des IOTA Data Marketplace haben entweder die Möglichkeit, MAM (Masked Authenticated Messaging) verschlüsselte Daten zu kaufen oder zu verkaufen. Bosch beschreibt auf seiner Webseite drei potenzielle Anwendungsfälle der Zukunft, die innerhalb des IOTA Marketplace denkbar wären:

  • Ein Unternehmen beschließt, seine Maschinen zu vermieten und misst die exakte Nutzungsdauer der Maschine durch einen Kunden und stellt sie entsprechend mit IOTA in Rechnung.
  • Das XDK überprüft, ob eine Maschine unter ordnungsgemäßen Bedingungen arbeitet und richtet dafür Datentransaktionen auf dem Tangle ein, sodass sowohl der Betreiber als auch der Lieferant Einsicht haben.
  • Das XDK wird für ein Audit-Trail verwendet. Wenn Daten unter bestimmten Bedingungen sicher übermittelt werden müssen, kann das XDK dies überwachen. Durch IOTA Tangle wird ein papierloser Datensatz erstellt, dem alle Beteiligten folgen können.

Zusammenarbeit mit Fujitsu

Fujitsu stellte auf der Hannover Messe 2018 einen Industrie-4.0-Use-Case mit der IOTA-Technologie vor, der dabei helfen soll, gefälschte Produkte frühzeitig zu erkennen.

Fujitsu: Authentifizierung von Komponenten mit IOTA

Hannover Messe 2018

Fujitsu: Authentifizierung von Komponenten mit IOTA

27.04.18 - Wo vormals noch vermehrt der Blockchain-Begriff gefallen war, drehte sich auf der Hannover Messe 2018 schon vieles um IOTA – eine neue Zahlungsmethode für die Industrie. Der Hype ist groß, erste Unternehmen zeigen erste Anwendungsszenarien – so auch der japanische Technologiekonzern Fujitsu. lesen

IOTA in Zahlen

Mehr Informationen zu IOTA:

IOTA Whitepaper "The Tangle"

Download IOTA GUI

Thomas Joos studierte Informatik und ist als Buchautor und Publizist für verschiedene Fachmedien tätig.

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