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Stelacon - Brücke

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Erfahrungsbericht: Proof-of-Concept der Abwicklung einer Kauftransaktion zwischen zwei SAP S/4 Hana mittels einer Hyperledger-Blockchain auf der SAP Cloud Platform

Am obigen Titel kann man bereits erkennen, aus welcher Richtung die Idee für dieses Projekt stammt: Bevor ich fest bei der Stelacon angefangen habe, schrieb ich meine Masterarbeit an der TU München über genau dieses Thema. Im ersten Moment denkt man bei diesem Titel wohl an einen Begriff, der mein Studium geprägt hat: Buzzword-Bingo. Doch die Wörter „Hyperledger“, „Blockchain“, „SAP S/4 HANA“ und „SAP Cloud Platform“ helfen nicht nur Google unseren Artikel zu finden, sondern stehen auch für eine Zukunft die zwar (fast) jeder Berater kommen sieht, bei vielen aber nur ein großes Fragezeichen in den Augen erkennen lässt. Da es mir vor der Anfertigung meiner Masterarbeit ähnlich ging, soll dieser Artikel helfen, die Begrifflichkeiten nicht nur in Theorie zu hören, sondern ihre Anwendung und insbesondere deren Zusammenspiel in Aktion zu sehen. Vielleicht findet ja der ein oder andere sogar Interesse daran, ein solches Projekt auch im eigenen System umzusetzen.

Was ist Blockchain überhaupt?

Doch zurück zum Anfang. Nachdem ich mit der Prämisse ein Thema über Blockchain zu behandeln meine Recherche gestartet hatte, wurde mir eines schnell klar: die erste Frage ist zunächst nicht „Wie geht Blockchain?“, sondern vielmehr „Was ist Blockchain?“.

Blockchain ist ein Begriff, der sich immer mehr in der Fachwelt und in den Medien verbreitet, aber den nur wenige tatsächlich beschreiben können. Meist wird “Blockchain” mit “Bitcoin” gleichgesetzt. Dieser Gedanke ist verständlich, da Blockchain und Bitcoin gleichzeitig ihr erstes öffentliches Auftreten in dem viel zitierten Whitepaper von Satoshi Nakamoto im Jahre 2008 hatten (LINK). Tatsächlich ist Blockchain eine neuartige Technologie, während Bitcoin die erste Anwendung basierend auf dieser Blockchain-Technologie darstellt.

Laut Springer Gabler Verlag (LINK) ist die Blockchain eine “dezentrale, chronologisch aktualisierte Datenbank mit einem aus dem Netzwerk hergestellten Konsensmechanismus zur dauerhaften digitalen Verbriefung von Eigentumsrechten“. Damit bildet die Blockchain die Grundlage für Peer-to-Peer-Transaktionen und Verpflichtungen, indem eine festgelegte Menge an Transaktionsdaten in Blöcken protokolliert wird. Da jeder Teilnehmer des Netzwerks im Besitz der kompletten Blockchain ist, gilt die Blockchain als manipulationssicher. Nur durch die Okkupation eines Großteils des Netzwerks würden nachträgliche Veränderungen unbemerkt bleiben.

Die Entwicklung von Blockchain

Doch genug der grauen Theorie. Warum ist Blockchain mittlerweile selbst dem größten Technikmuffel zumindest ein Begriff? Dazu hilft ein Blick in die jüngste Vergangenheit.
Der Aufstieg der Blockchain in den letzten Jahren ist unverkennbar. Während sich in der Anfangszeit nach der ersten Publikation hauptsächlich die Fachwelt mit dem Thema beschäftigt hat, stieg spätestens ab Beginn des Jahres 2017 immer mehr das Interesse der breiten Gesellschaft am Thema Blockchain.

Hauptsächlich ist dieses Interesse einer Ursache geschuldet: den Kryptowährungen, oft auch kurz „Kryptos“ genannt. Diese sind eine der einfachsten Umsetzungen der Blockchain-Technologie und bilden virtuelle Währungen ab, die Transaktionen ohne die Hinzunahme einer dritten (Vertrauens-)Partei ermöglichen. Der erste und bisher erfolgreichste Vertreter der Kryptos ist die Währung Bitcoin. Aufgrund verschiedener Einflüsse, wie dem Verlangen nach Anonymität im Internet, der Ablehnung zentraler Vertrauensinstitutionen oder auch reinem Spekulationswillen, hat der Handel und damit auch die Bedeutung von Bitcoin in den letzten Jahren stark zugenommen mit dem Peak im Dezember 2017. Auch mehrere lokale sowie digitale Shops haben mittlerweile begonnen, Bitcoin oder andere Kryptos als Zahlungsmittel zu akzeptieren.

Doch Blockchain ist mehr als nur eine Datenbank oder eine reine Anwendung für Kryptowährungen. Sie bietet Lösungswege und potenzielle Schnittstellen, um über bestehende Applikationen hinauszugehen und umfassende Lösungen anbieten zu können. Wie es in der Natur des freien Marktes liegt, haben sich folgend neue Kryptowährungen und Blockchain-Lösungen gebildet. Während im Mainstream Ethereum die Oberhand beginnt und zahllose Entwickler für sich gewinnen konnte, versucht sich im Business-Bereich das Hyperledger-Projekt der Linux Foundation zu etablieren und konnte dabei schon zahlreiche Partner für sich gewinnen, wie IBM, die Deutsche Bank, Daimler und auch SAP.
Obwohl hier durchgehend neue Lösungen exploriert werden, steckt die Blockchain-Technologie an sich allerdings noch in ihren Kinderschuhen und es mangelt daher insbesondere an einem: realen Anwendungsfälle und -umsetzungen.
Und während die vielen kleinen Projekte von oft ehrenamtlich tätigen Mitarbeitern neue Wege öffnen und Aufmerksamkeit für die Technologie schaffen, gibt es für die Durchsetzung einer Technologie auf dem Markt genau einen entscheidenden Faktor: Die Entwicklung und Adaption durch Unternehmen.

Doch welchen Vorteil hat die Blockchain eigentlich für Unternehmen? Hier scheiden sich die Geister. Während die einen hier noch ein Massenphänomen begünstigt durch Spekulationslust und fehlenden Investitionsalternativen sehen, ist die Blockchain für andere das neue Allheilmittel der Unternehmensprozesse: Teure Rechenzentren und andere Dienstleister werden durch die Dezentralität der Daten obsolet, analoge Umwege werden durch eine Vielzahl an APIs zu digitalen Möglichkeiten und Arbitration gehört dank der Unwiderruflichkeit der Daten nur noch der Vergangenheit an. Wie zumeist wird die Wahrheit und damit der tatsächliche Nutzen der Blockchain wohl irgendwo in der Mitte dieser beiden Extreme liegen. Persönlich halte ich die Ansätze der Blockchain Technologie für zukunftsweisend und bin daher überzeugt, dass sich die Technologie in vielen elementaren Bereichen durchsetzen wird. Sinn und tatsächliche Anwendung von Kryptowährungen müssen allerdings wohl erst noch exploriert werden. Um die Anwendung der Blockchain zu sehen und zu verstehen hilft nur eines: eigene Projekte zu entwickeln.

Blockchain & SAP

Deshalb war das Ziel der Arbeit, einen allgemeinen, aber möglichst realen Anwendungsfall zu suchen und umzusetzen. Als SAP-Berater in Werkstudententätigkeit war ich täglich mit den Abläufen Unternehmen verschiedener Größen konfrontiert. Und obwohl diese Prozesse sich teilweise stark unterschieden, hatten die meisten doch einen gemeinsamen Nenner: das Anbieten und den Verkauf von Waren und Dienstleistungen. Damit waren die Rahmenbedingungen für das Projekt schnell gefunden:  Der Kauf und Verkauf von Produkten zwischen zwei SAP S/4 HANA System mittels der Blockchain-Technologie. Da, wie oben bereits erwähnt, SAP als Partner des Hyperledger-Projekts auftritt, konnte der Blockchain-Aspekt mittels eines Hyperledger auf der SAP Cloud Platform implementiert werden. Beide genutzten SAP-Systeme waren On-Premise-Systeme, um die Praxisnähe, besonders in Deutschland, aufrechtzuerhalten.
Nach einer intensiven Recherche hat sich ein recht simples Konzept herauskristallisiert.
 


Während die Protokollierung und die technische Abwicklung des Use-Cases im Hyperledger auf der SAP Cloud Platform abgewickelt werden, erfolgt sowohl die Nutzerinteraktion als auch die Dokumentation des Belegflusses auf den SAP S/4HANA Systemen. Dies benötigt individuelle Implementationen sowohl auf dem Kaufsystem wie auch auf dem Verkaufssystem. Beide Systeme müssen mit dem Hyperledger kommunizieren, weshalb die Entscheidung für die Erstellung eines gekapselten RESTful Frameworks gefallen ist. Um Kompatibilität zu gewährleisten, Wartungsaufwand zu reduzieren und die Flexibilität zu erhöhen, nutzen beide Systeme hier den identischen Code. Der Aufbau des Diagramms verrät einen der wichtigsten Rahmenbedingungen dieser Lösung: Alle Teile sind modularisiert und hilft dabei an verschiedenen Stellen alternative Lösungen zu integrieren.

Ablauf der Transaktion

Nach Behandlung der Theorie über Blockchain und einem Anriss der Architektur, folgt nun die Kernfrage dieses Berichts: Wie läuft so eine Handelstransaktion zwischen den beiden Systemen via Blockchain eigentlich ab?
Dazu muss erst geklärt werden, was eigentlich gehandelt wird. Hier wurde zur Veranschaulichung ein Fahrrad gewählt. Dies hat den Vorteil, einen angenehmen Grad an Komplexität und gleichzeitig auch an Realismus zu bieten. Auch von SAP selbst wird oft in Schulungsunterlagen ein Fahrradverkäufer als Beispielunternehmen dargestellt, wodurch die Entscheidung für ein Fahrrad als Pilotprodukt dieses Projekts noch einmal leichter fiel.
 


Nun zum Ablauf. Auf System #1 (in der Abbildung S/4 Kauf genannt) erfolgt sämtliche Nutzerinteraktion dieses Projektes. Der Nutzer startet eine Transaktion, welche automatisch die auf der Blockchain angebotenen Produkte anzeigt.
 


Für diese Produkte kann der Nutzer nun den Verkaufsprozess per Knopfdruck starten. Dabei wird der entsprechende Code im sogenannten Smart Contract im Hyperledger angestoßen, wodurch wiederum der Verkaufsprozess auf dem System #2 (S/4 Verkauf) initiiert wird. Das Hyperledger bestätigt die Erstellung der Anfrage, indem es einen Zeitstempel sowie eine Transaktions-ID zurückgibt, welche auch beide in der Blockchain verewigt werden. Diese Daten werden dem Nutzer daraufhin in den offenen Transaktionen angezeigt.

Hier zeigen sich die Vorteile der Blockchain-Technologie. Transaktionen werden dauerhaft dokumentiert und sind transparent einsehbar. Unter Hinzufügung einer weiteren Schicht in Form einer Kryptowährung wäre auch die Bezahlung und die verbundene rechtssichere Dokumentation der Zahlungsflüsse möglich. Dabei wird kein weiterer Mittelsmann benötigt. All diese Schritte können dank Smart Contracts vollständig automatisiert werden und führen damit zu einer deutlichen Senkung von Transaktionsdauer sowie -kosten.

Aber zurück zum Use-Case: Sobald das System #2 den Verkauf bestätigt hat, ändert das Hyperledger den Besitzer des Produktes auf der Blockchain und gibt den neuen Zeitstempel und ID dieser Transaktion an das System #1 zurück. Der Nutzer kann dies daraufhin in den abgeschlossenen Transaktionen nachvollziehen. Dem Projektkontext geschuldet wurde diese Oberfläche mit einem Dynpro umgesetzt. Eine UI5/FIORI Applikation wäre hier allerdings problemlos umsetzbar.
Die Abläufe auf dem Hyperledger und System #2 sind vollständig automatisiert:
Auf dem Hyperledger wurde ein Smart Contract (auch Chaincode genannt) implementiert, welcher eine CRUD-Architektur für HTTP-Anfragen von außen anbietet. Änderungen des Eigentumsstatus werden dabei im integrierten Ledger – und damit auf einer Blockchain – unwiderruflich dokumentiert. Sämtliche Kommunikation wird über das OAuth-Protokoll verschlüsselt.

Um nah an den realen Begebenheiten zu bleiben, wurde der Verkaufsprozess auf dem System #2 wie üblich durchgeführt und dokumentiert. Auf einen Kundenauftrag folgt eine Lieferung und später die Kommissionierung sowie der Warenausgang. Zum Abschluss der Transaktion wird eine Rechnung erstellt. Im Hyperledger wird schließlich die Übergabe des Produktes dokumentiert. Damit ist der Eigentümer jedes Produktes durchgehend zweifelsfrei ermittelbar.

Fazit & Zukunft

Das Produkt dieser Arbeit kann getrost als Proof-of-Concept bezeichnet werden, da erfolgreich eine Handelstransaktion zwischen zwei SAP Systemen mittels einer Blockchain umgesetzt wurde. Damit ist auch bewiesen, dass Blockchain nicht nur im Bereich von Kryptowährungen, sondern auch in praxisnahen Szenarien, wie einem Unternehmensprozess, angewandt werden kann. Dies ist insbesondere wichtig in den Zeiten von täglich neuen Kryptowährungen, die die Unwissenheit der User für schnellen Profit zu nutzen versuchen. Mit den richtigen Tools und individueller Implementierung ist solch ein Unternehmensprozess auch mit gewöhnlichen SAP On-Premise Systemen umzusetzen, wie das Proof-of-Concept gezeigt hat. Damit ist der Grundstein für die Digitale Vernetzung im Sinne der Industrie 4.0 gesetzt.

Einige Leser denken sich nun vermutlich: „Aber was bringt mir die Nutzung der Blockchain hier überhaupt?“. Unmittelbar gibt es die Vorteile einer zweifelsfreien Dokumentation von Besitztümern und die dezentrale Steuerung einer Verbindung zwischen zwei Systemen, welche auch in zwei verschiedenen Unternehmen sein können. Doch die eigentlichen Vorteile liegen im generischen Aufbau dieser Implementierung. Sowohl der Use-Case als auch die Systeme können problemlos ausgetauscht werden. Auch das Hinzufügen anderer Use-Cases sowie Systeme bietet sich an.

Genau hierfür suchen wir nun Pilotprojekte. Sollten Sie Interesse daran haben, solch ein Pilotprojekt durchzuführen oder einfach die Potenziale von Blockchain in Ihrem Unternehmen auszuloten, kontaktieren Sie uns. Gerne zeigen wir in einem unverbindlichen Gespräch die Möglichkeiten auf und ermitteln, ob und wie Blockchain in Ihrem Unternehmen sinnvoll genutzt werden kann.