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Sichere Lebensmittelkette durch Anwendung der Blockchain-Technologie

Situation

Aktuelle Studien zeigen, dass für über 80 Prozent der Bevölkerung das Thema Ernährung eine wichtige Rolle spielt. Dabei ist die Sicherheit der Lebensmittel bezüglich ausreichender Qualität die wichtigste Forderung. Gleichzeitig besteht ein vergleichsweise geringes Vertrauen in die Lebensmittelwirtschaft, diese zu gewährleisten. Sind Lebensmittel mit Schadstoffen oder Erregern versetzt, wie beispielsweise bei der EHEC-Epidemie 2012 oder den mit Fipronil belasteten Hühnereiern 2017, besteht eine direkte Gefahr beim Verzehr. Die Suche nach Ursachen ist häufig langwierig und aufwendig.

Ziele und Vorgehen

Im Vorhaben werden die Potenziale der Blockchain-Technologie erforscht, um eine IT-Lösung zur lückenlosen Rückverfolgung von Lebensmitteln von der Erzeugung bis hin zum Verkauf zu entwickeln. Die angestrebte Lösung kann ein hohes Maß an Fälschungssicherheit der Daten gewährleisten und bedarf keiner zentralen »dritten« Instanz, beispielsweise eines Plattformanbieters. Das Vorhaben untersucht, welche Daten im System erfasst werden müssen und wie es im Sinne der Unternehmen wirtschaftlich auszulegen ist. Die IT-Lösung wird anhand zweier konkreter Anwendungsfälle im Testbetrieb bei Anwendern erprobt.

Innovationen und Perspektiven

Die IT-Lösung soll Akteure entlang der gesamten Wertschöpfungskette in die Lage versetzen, die für eine lückenlose Rückverfolgung notwendigen Daten zu teilen und im Ereignisfall schneller und effektiver Maßnahmen zum Schutz der Konsumenten einzuleiten. Dies unterstützt die Effektivität von Maßnahmen, wie etwa gezieltere Rückrufaktionen, wirkt damit einer Verknappung von Lebensmitteln vor und stärkt das Vertrauen der Bevölkerung in die Lebensmittelwirtschaft.

Aufgaben Fraunhofer FIT

Fraunhofer FIT beschäftigt sich im Projekt mit den folgenden Fragestellungen:

Welche Daten sind zur sicheren Rückverfolgbarkeit notwendig und werden daher in der Blockchain gespeichert?
Wie ist ein konzeptionelles Daten- und Transaktionsmodell zum Einsatz der Blockchain-Technologie in der Lebensmittelindustrie zu modellieren?
Welche Daten sollten On-Chain (d.h. als Transaktionsdaten) oder Off-Chain (d.h. in einer Datenbank oder einer Cloudlösung) gespeichert werden.
Welche Blockchain-Infrastruktur (wie z.B. Ethereum bzw. Quorum, Hyper-ledger Fabric, Iota, BigchainDB, etc.) ist für den konkreten Anwendungsfall geeignet? Wie können Smart Contracts, z.B. zur Speicherung von Trackingdaten, zur Qualitätskontrolle von Umweltbedingungen oder zum Erkennen von sicherheitskritischen Situationen in Lieferketten oder zum Auslösen von Alarmen in Notfällen basierend auf den ermittelten Anforderungen der Lebensmittelindustrie gestaltet sein, um damit zukünftig eine generische Bibliothek aufzubauen? Wie können Anwenderunternehmen der Lebensmittelkette zur Nutzung von Daten aus der Blockchain technologisch befähigt werden?

Zudem ist das Fraunhofer FIT für die Implementierung der Blockchain-Infrastruktur und der darauf aufbauenden Anwendungen zuständig.

Projektpartner

Forschungsinstitut für Rationalisierung (FIR) e. V. an der RWTH Aachen, Aachen
FZI Forschungszentrum Informatik, Karlsruhe
Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT, Sankt Augustin
Hochschule Niederrhein University of Applied Sciences, Krefeld
PSI Logistics GmbH, Dortmund
QINUM GmbH, Köln
fTRACE GmbH, Köln

Assoziierte Partner

followfood GmbH, Friedrichshafen
GS1 Germany GmbH, Köln
Weitere 18 assoziierte Partner aus den Bereichen Lebensmittelwirtschaft, Verbände und Vereine, Handel und Logistik, Softwareanbieter