Logauction: Blockchain-basierte Preisverhandlung für Hafenterminals
Blockchain-basierte Preisverhandlung für Hafenterminals
Einleitung
Vizbeth, unter der Projektleitung von Mario Stauber, entwickelt eine Blockchain-Lösung zur Optimierung von Preisverhandlungen zwischen Containerschiffen und Hafenterminals. Das Projekt nutzt Smart Contracts auf der Tezos Blockchain, um Transparenz, Effizienz und fairen Wettbewerb im Hafenbetrieb zu fördern. Langfristig soll das System vollautonome Preisverhandlungen ohne menschliche Beteiligung ermöglichen.
Herausforderungen und Lösungsansatz
Häfen stehen vor der Herausforderung, ihre Kapazitäten effizient zu nutzen und gleichzeitig wettbewerbsfähige Preise für anlegende Schiffe zu bieten. Intransparente Preisstrukturen und langwierige Verhandlungen führen oft zu Ineffizienzen. Vizbeth adressiert diese Probleme durch die Implementierung eines Blockchain-basierten Auktionssystems. Hafenterminals können freie Zeitslots für das Anlegen von Containerschiffen zu einem Mindestpreis anbieten, auf den Schiffe in Reichweite des Hafens bieten können. Der transparente Auktionsprozess auf der Blockchain fördert den Wettbewerb und ermöglicht eine effiziente Preisfindung.
Der Auktionsmechanismus funktioniert wie folgt: Das Hafenterminal stellt einen Zeitslot für das Anlegen eines Containerschiffs zu einem festgelegten Mindestpreis zur Verfügung. Dieser Mindestpreis basiert auf Daten eines Preisorakels, das Gebühren und Zölle berücksichtigt. Containerschiffe in der Nähe des Hafens können nun auf diesen Zeitslot bieten. Nach Ablauf einer vordefinierten Auktionsdauer erhält das höchstbietende Schiff den Zuschlag. Dieser Mechanismus belohnt Flexibilität auf Seiten der Schiffe und ermöglicht den Häfen eine optimale Auslastung ihrer Kapazitäten.
Technische Umsetzung
Kernstück des Projekts ist ein Smart Contract auf der Tezos Blockchain, der die Preisverhandlung zwischen Terminal und Schiff abbildet. Der Smartcontract enthält Funktionen zur Identifikation der Parteien, einen Algorithmus zur Preisfindung basierend auf Angebot und Nachfrage sowie eine Anbindung an ein Preisorakel. Letzteres speist externe Daten wie Gebühren und Zölle in die Blockchain ein und dient als Basis für den Mindestpreis der Auktion.
Vizbeth setzt bei der Entwicklung auf moderne Technologien wie die Programmiersprache Smartpy für den Smart Contract und Kubernetes für Deployment und Testing. Die Wahl der Tezos Blockchain ermöglicht dank des Sapling-Protokolls die optionale Privatisierung von Transaktionen, um den Anforderungen an den Datenschutz gerecht zu werden.
Sapling ist ein Protokoll, das Transaktionen mit fungiblen Token ermöglicht und gleichzeitig die Privatsphäre erhöht. Es verbirgt Transaktionen vor der Öffentlichkeit, erlaubt aber bestimmten Entitäten, sie einzusehen, um die Einhaltung von Vorschriften zu gewährleisten. Dazu wird ein geschützter Pool innerhalb eines Vertrags erstellt, den eine Reihe von Nutzern aufrufen kann, um Transaktionen durchzuführen, während die Details privat bleiben. Durch die Nutzung kryptografischer Werkzeuge wie zk-SNARKs, inkrementeller Merkle-Bäume und Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch erreicht Sapling ein hohes Maß an Privatsphäre, solange bestimmte Vorsichtsmaßnahmen eingehalten werden.
Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch
Der Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch ist ein kryptografisches Verfahren, das es zwei Parteien ermöglicht, über einen unsicheren Kommunikationskanal einen gemeinsamen geheimen Schlüssel zu vereinbaren. Stellen Sie sich vor, Max und Petra wollen sich auf eine gemeinsame Farbe einigen, ohne dass jemand anders diese Farbe erfährt. Sie einigen sich öffentlich auf eine Ausgangsfarbe (z.B. Grün). Dann mischt jeder für sich die Ausgangsfarbe mit einer geheimen Farbe und tauscht das Ergebnis aus. Anschließend mischt jeder die erhaltene Farbe erneut mit seiner geheimen Farbe und erhält so die gemeinsame Geheimfarbe. Eine Drittpartei kennt zwar die Ausgangsfarbe und die ausgetauschten Mischungen, kann daraus aber nicht die Geheimfarbe ermitteln. Dieses Prinzip macht sich der Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch zunutze.
zk-SNARKs
zk-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) sind eine kryptografische Methode, mit der man beweisen kann, dass man eine bestimmte Information kennt, ohne die Information selbst preiszugeben. Ein anschauliches Beispiel ist das “Wo ist Walter?”-Suchspiel. Angenommen, Sie haben Walter in einem großen Wimmelbild gefunden und möchten einem Freund beweisen, dass Sie wissen, wo Walter ist, ohne dessen Position zu verraten. Mit zk-SNARKs könnten Sie einen kryptografischen Beweis erstellen, der bestätigt, dass Sie Walters Position kennen, ohne jegliche Information über seinen tatsächlichen Standort preiszugeben. Ihr Freund könnte leicht überprüfen, dass Ihr Beweis korrekt ist, ohne selbst Walter finden zu müssen. Diese Eigenschaft macht zk-SNARKs zu einem wichtigen Werkzeug für den Schutz der Privatsphäre in Blockchain-Anwendungen.
Aktueller Stand und Ausblick
Das Projekt befindet sich derzeit in der Testphase. Der von Vizbeth entwickelte Smart Contract läuft in einer privaten Testumgebung und weist die gewünschte Funktionalität auf. Parallel dazu arbeiten Projektpartner an ergänzenden Komponenten wie Benutzeroberflächen, Datenbanken und der Weiterentwicklung des Preisorakels.
Zukünftig soll das System um KI-gestützte Funktionen erweitert werden, um vollautonome Preisverhandlungen zu ermöglichen. Auch die Integration von Marktdaten über zusätzliche Orakel ist denkbar, um die Preisfindung weiter zu optimieren. Mit der Wahl von Tezos als Blockchain-Plattform ist das Projekt technologisch auf die Implementierung fortschrittlicher Datenschutzfunktionen vorbereitet.
Fazit
Mit diesem Projekt zeigt Vizbeth seine Fähigkeit, maßgeschneiderte Blockchain-Lösungen zu entwickeln, die reale Probleme adressieren. Der Ansatz zur Optimierung von Preisverhandlungen im Hafenbetrieb birgt großes Potenzial für Effizienzsteigerungen und mehr Transparenz in der Branche.