Secure Information Sharing with Distributed Ledgers

In 2009, blockchain technology was first introduced as the supporting database technology for digital currencies. Since then, more advanced derivations of the technology have been developed under the broader term Distributed Ledgers, with improved scalability and support for general-purpose application logic. As a distributed database, they are able to support interorganizational information sharing while assuring desirable information security attributes like non-repudiation, auditability and transparency. Based on these characteristics, researchers and practitioners alike have begun to identify a plethora of disruptive use cases for Distributed Ledgers in existing application domains. While these use cases are promising significant efficiency improvements and cost reductions, practical adoption has been slow in the past years. This dissertation focuses on improving three aspects contributing to slow adoption. First, it attempts to identify application areas and substantiated use cases where Distributed Ledgers can considerably advance the security of information sharing. Second, it considers the security aspects of the technology itself, identifying threats to practical applications and detection approaches for these threats. And third, it investigates success factors for successful interorganizational collaborations using Distributed Ledgers. 2009 wurde die Blockchain-Technologie als neue Datenbanktechnologie für digitale Währungen vorgestellt. Seitdem wurden fortgeschrittenere Varianten der Technologie mit verbesserter Skalierbarkeit und Unterstützung für breitere Anwendungen entwickelt, die als Distributed Ledgers bezeichnet werden. Als verteilte Datenbanken unterstützen sie den Informationsaustausch über Unternehmensgrenzen hinweg und garantieren dabei Informationssicherheits-Eigenschaften wie Nichtabstreitbarkeit, Auditierbarkeit und Transparenz. Basierend auf diesen Charakteristik haben Forscher und Praktiker eine Vielzahl disruptiver Anwendungen von Distributed Ledgers in bestehenden Anwendungsbereichen identifiziert. Obwohl diese Anwendungen signifikante Effizienzsteigerungen und Kosteneinsparungen versprechen, wurden sie in der Praxis bisher nur langsam umgesetzt. Die vorliegende Dissertation konzentriert sich auf drei Aspekte, die zu dieser langsamen Umsetzung beitragen. Erstens wird versucht, Anwendungsbereiche und sinnvolle Anwendungsfälle zu identifizieren, in denen Distributed Ledgers die Sicherheit des Informationsaustauschs verbessern können. Zweitens werden die Sicherheitsaspekte der Technologie selbst betrachtet, um Bedrohungen und Erkennungsansätze für diese zu identifizieren. Drittens werden Erfolgsfaktoren für erfolgreiche interorganisationale Zusammenarbeit mit Distributed Ledgers untersucht.