Aquaponik ist ein Hoffnungsträger für die Ernährung der Zukunft, doch mit dem technischen Fortschritt wachsen auch die Anforderungen: Sensoren überwachen Temperatur, Nährstoffe, Licht und Luftfeuchtigkeit und bieten wertvolle Informationen für Hersteller als auch Konsumenten zur Qualitätskontrolle der Endprodukte. Doch wie lassen sich diese sensiblen Daten dezentral, sicher und transparent speichern und gleichzeitig für verschiedene Nutzergruppen zugänglich machen?
Im Rahmen des EDEN-Projekts präsentierte die FH St. Pölten auf der IEEE ICCE 2025 ein spannendes Konzept: den Einsatz von Distributed Ledger Technology (DLT) im Aquaponik-Kontekt. Konkret ging es um einen prototypischen IOTA Tangle zur dezentralen Wissensvernetzung.
Vom Sensor bis zum Verbraucher
Im vorgestellten Framework werden Daten aus Sensoren, wie in unseren Beiträgen zu Smart Aquaponics, die beispielsweise Temperatur und Wasserqualität in Aquaponikanlagen messen, in ein sicheres, skalierbares System eingespeist. Das System basiert auf vier Kernkomponenten:
- IOTA Tangle als dezentrales Datennetzwerk
- Attribute-Based Encryption (ABE) zur Zugriffskontrolle
- MySQL-Datenbank für strukturierte Speicherung
- Docker-basierte Microservices, programmiert in Java und Node.js
Drei Ebenen von Stakeholders
Das Framework differenziert drei Stakeholder-Gruppen, die jeweils eigene Zugriffsrechte auf die Daten erhalten:
- Aquaponik-Betriebe: Teilen Know-how zur Planung und zum Betrieb ihrer Anlagen
- Behörden und Auditoren: Greifen auf Langzeitdaten zu, um Zertifizierungen und Qualitätskontrollen durchzuführen
- Konsumenten: Erhalten Einsicht in Herkunft und Produktionsweise ihrer Lebensmittel für transparente, informierte Kaufentscheidungen
Warum IOTA?
Im Gegensatz zu klassischen Blockchains verwendet IOTA einen gerichteten azyklischen Graphen (DAG) – die sogenannte Tangle-Technologie. Besonders im IoT-Kontext – also bei der Verarbeitung unzähliger kleiner Datenpakete – ist IOTA Tangle eine attraktive Lösung. IOTA bietet folgende Vorteile:
- Open-source und kostenlos
- Skalierbarkeit auch bei hoher Datenfrequenz
- Hohe Datenintegrität und Nachvollziehbarkeit
Forschung mit Praxisbezug
Getestet wurde die prototypische Implementation des Frameworks mit realen und simulierten Daten der EDEN-Projektpartner:
- Realdaten aus einer Fischzucht-Testanlage (RSA)
- Experimentaldaten von Andersfarm/BEIA
- Simulierte Daten der FH St. Pölten
Die Verbindung von Aquaponik, IoT und Distributed Ledger Technology kann die Art und Weise revolutionieren, wie wir Wissen teilen, Lebensmittelsicherheit gewährleisten und Vertrauen schaffen. IOTA bietet dafür ein spannendes Werkzeug.
Die vollständige Publikation ist unter folgendem Link verfügbar:
📖 IEEE Xplore – Paper zur ICCE 2025