Was ist die Blockchain und wie funktioniert sie?
Blockchain-Technologie sorgt für ein dezentralisiertes, transparentes System zur Datenaufzeichnung und -weitergabe, wobei jeder neue Eintrag sofort in jeder Kopie des Ledgers angezeigt wird. Die Authentizität jedes Eintrags wird durch ein komplexes Konsenssystem gewährleistet. Bereits erfasste Daten lassen sich nicht ändern, weil sie auch in Milliarden anderer Kopien des Ledgers verzeichnet sind. Blockchain-Technologie könnte in Branchen wie Finanzdienstleistungen, Gesundheitswesen oder Cybersicherheit große Auswirkungen haben.
Durch eine Kombination aus Datenverschlüsselung und -verteilung stellt die Blockchain sicher, dass jede Transaktion im Ledger verifiziert wird und für andere sichtbar ist. Jeder bekommt im Ledger genau dasselbe angezeigt, nämlich einen transparenten Datensatz. Im Finanzbereich bewirkt Blockchain-Technologie, dass jeder, der Zugriff auf den Ledger hat, eine Liste mit allen Vermögenswerten, deren Eigentümern und allen Transaktionen sieht.
Eine einfache Blockchain-Definition
Eine Blockchain dient zur dezentralisierten Aufzeichnung von Daten, die ständig aktualisiert werden, damit jeder, der die Blockchain anzeigt, zum selben Zeitpunkt exakt dieselben Daten sieht. Komplexe Verschlüsselung gewährleistet, dass neu hinzugefügte Daten für alle, die einen Blockchain-Ledger aufrufen, identisch sind. Ein Großteil der Kryptowährungen wird mit dem dezentralisierten, transparenten Datenerfassungssystem der Blockchain aufgezeichnet.
Warum ist die Blockchain so wichtig?
Die Blockchain spielt eine wichtige Rolle, weil sie Geschäftsaktivitäten vereinfacht und Korruption oder institutionelle Einflussnahme verhindert. Die permanente Aufzeichnung von Zahlungen ist universell zugänglich und überprüfbar, was zu weniger menschlichen Fehlern und Missbrauch führt. Blockchain-Technologie gilt im Gegensatz zu herkömmlichen Finanzinstitutionen als schneller, billiger und manipulationssicherer.
Wie funktioniert die Blockchain?
Die Blockchain zeichnet Transaktionen mit Zeitstempel auf, erstellt verschlüsselte digitale Signaturen und verifiziert diese Signaturen mithilfe der Rechenleistung des Netzwerks. Die Verifizierung erfolgt durch „Proof of Work“, d. h., ein Computer muss eine komplexe Aufgabe lösen.
Jeder Block wird mit dem vorherigen Block in der Kette durch eine hochkomplexe mathematische Aufgabe verbunden, die sich auf die Daten im vorherigen Block bezieht. Der „Hash“ des vorherigen Blocks – sozusagen die Lösung der Aufgabe – ist im neuen Block enthalten, zusammen mit einer Aufzeichnung der neuesten Transaktionen, die seit dem Hinzufügen des letzten Blocks durchgeführt wurden (in der Regel vor einigen Minuten oder Stunden). Andere Computer in der Blockchain überprüfen die Genauigkeit des Hashs und verifizieren die Gültigkeit des neuen Blocks.
Jeder Block in der Kette ist mit dem vorherigen Block über komplexe mathematische Aufgaben verbunden.
Dezentralisierung der Blockchain
Dezentralisierung bedeutet, dass keine einzelne zentralisierte Einrichtung die Entscheidungen trifft oder die Kontrolle über die Vermögenswerte besitzt. Durch das verteilte Konzept der Blockchain hat jeder Teilnehmer genau denselben Zugriff. Somit verfügt keine Einzelperson über genug Macht, um die kollektive Nutzung der Technologie zu beeinträchtigen.
Der Unterschied zwischen Blockchain und Bitcoin
Der Unterschied zwischen Blockchain und Bitcoin besteht darin, dass es sich bei der Blockchain um ein Technologiesystem zur Datenerfassung handelt, mit dem sich Daten in Echtzeit aktualisieren und vor Fälschung schützen lassen. Bitcoin hingegen bezeichnet eine Kryptowährung, deren Transaktionen unter Verwendung von Blockchain-Technologie aufgezeichnet werden.
Blockchain ist die Technologie, die für Kryptowährung (z. B. Bitcoin) zur Anwendung kommt.
Die Nutzung von Bitcoin wäre ohne Blockchain unmöglich. Blockchain-Technologie soll jedoch die Integrität der Währung schützen und nicht die finanzielle Situation oder Position einzelner Beteiligter. So hängt beispielsweise die Sicherheit Ihrer Krypto-Wallet von vielen weiteren Faktoren ab, mit denen Sie sich befassen sollten, bevor Sie in Kryptowährung investieren.
Wozu wird Blockchain-Technologie verwendet?
Die Blockchain wird in vielfältigen Branchen für zahllose Anwendungsfälle eingesetzt. Aufgrund der Tatsache, dass sich Daten in der Blockchain nicht ändern lassen, eignet sie sich nicht nur für virtuelles Geld, sondern für Aufzeichnungen unterschiedlicher Art.
Finanzen
Weil die Blockchain keiner zentralisierten Einrichtung gehört, kann unter jeglichen Umständen mit Geld gehandelt werden. Herkömmliche Banken können durch Datenlecks, Datenschutzverletzungen, zentrale Bankentscheidungen oder instabile Regierungen gefährdet sein. Mit Blockchain-Technologie werden diese Probleme vermieden, und es wird auch kein Dritter benötigt, der die Transaktionen überwacht oder verarbeitet. In einer Blockchain finden Transaktionen direkt zwischen zwei Parteien statt und sind innerhalb von Minuten abgeschlossen.
Allerdings können theoretisch Probleme mit der Software auftreten, auf der die Blockchain beruht, insbesondere im Hinblick auf unterschiedliche Krypto-Infrastruktur. Erkundigen Sie sich nach der besten Kryptobörse für Ihren persönlichen Fall, um das Risiko zu senken.
Gesundheitswesen
Das Gesundheitswesen ist ein Beispiel für eine Branche, in der die Blockchain nicht für finanzielle Abläufe genutzt wird. Patientenakten können in einer Blockchain gespeichert werden, in der sie vor Änderung oder Manipulation geschützt sind. Allerdings sollten Fachleute im Gesundheitswesen besonders sorgfältig sein, wenn sie die Krankengschichte ihrer Patienten dokumentieren, weil sich ungenaue Informationen später nicht mehr korrigieren lassen und damit zu Fehlbehandlungen führen können.
Immobilienbranche
Ein Immobilienerwerb kann ebenfalls in der Blockchain aufgezeichnet werden, wodurch ein offizieller, fälschungssicherer Nachweis über das Eigentum entsteht. Durch die Blockchain entfällt die Suche nach Papierunterlagen zur Immobilie, und ein Verkauf lässt sich zwischen Käufer und Verkäufer direkt abwickeln.
Lieferkette
Lieferanten können in der Blockchain die Herkunft ihrer Waren aufzeichnen und diese Informationen allen Beteiligten zur Verfügung stellen. So lässt sich die Echtheit des Produkts jederzeit überprüfen. Dasselbe gilt für anerkannte Gütesiegel wie „Fairer Handel“, „Lokal erzeugt“ und „Organisch“.
Arten von Blockchain-Netzwerken
Blockchains können auf unterschiedliche Weise implementiert werden, und welche Art von Blockchain ein Unternehmen wählen sollte, hängt vom geplanten Einsatzzweck ab.
Öffentliche Blockchain-Netzwerke
Öffentliche Blockchain-Netzwerke dienen als öffentliche Datenbanken auf Open-Source-Software. Dies bedeutet, dass jede Person mit Internetverbindung den Transaktionsverlauf im Netzwerk auflisten kann. Diese Blockchain-Plattformen gewährleisten ihre Integrität durch Kryptografie und „Proof of Work“ – dem Verifizierungsprozess für die neuesten Transaktionen.
Öffentliche Blockchains werden hauptsächlich für den Handel und das Schürfen von Kryptowährungen wie Bitcoin, Ethereum und Litecoin eingesetzt. Häufig wird fälschlicherweise davon ausgegangen, dass Blockchain-Netzwerke wie Bitcoin anonym sind, obwohl sie in Wahrheit nur vertraulich sind. Führt ein Benutzer eine öffentliche Transaktion durch, wird deren eindeutiger Code (bzw. öffentlicher Schlüssel) in der Blockchain aufgezeichnet. Seine personenbezogenen Daten jedoch nicht.
Wenn eine Person aber bereits einen Bitcoin-Kauf über eine Börse abgewickelt hat, die Identifikation erfordert, dann ist die Identität dieser Person standardmäßig mit ihrer Blockchain-Adresse verknüpft.
Private Blockchain-Netzwerke
Private Blockchain-Netzwerke werden in geschlossenen Netzwerken betrieben und eignen sich am besten für private Unternehmen und Organisationen. Die autorisierte Stelle oder der Eigentümer entscheidet, wer Mitglied des Blockchain-Netzwerks werden darf und mit welchen Berechtigungen. Private Blockchain-Netzwerke sind jedoch nur teilweise dezentralisiert, weil gewisse Zugriffsbeschränkungen bestehen.
Ein Beispiel für eine private Blockchain ist Ripple, ein Netzwerk für den digitalen Währungsaustausch im Geschäftsverkehr. Unternehmen, die private Blockchains nutzen, können zudem ihre Zugriffs- und Berechtigungseinstellungen, Netzwerkparameter und andere wichtige Sicherheitsoptionen anpassen.
Hybride Blockchains
In hybriden Blockchains werden Elemente aus privaten und öffentlichen Blockchain-Netzwerken kombiniert. Unternehmen können private, auf Berechtigungen basierende Systeme parallel zu einem öffentlichen System einrichten. Möglicherweise möchten sie den Zugriff auf spezielle Daten in der Blockchain beschränken, während die übrigen Daten öffentlich bleiben sollen. Außerdem können öffentliche Mitglieder in hybriden Blockchains überprüfen, ob private Transaktionen abgewickelt wurden.
Konsortium-Blockchains
Konsortium-Blockchains kombinieren ebenfalls die Merkmale öffentlicher und privater Netzwerke, und sie umfassen mehrere Zugriffsknoten mit unterschiedlichen Berechtigungen. Eine Gruppe von Organisationen wählt diese Art von Blockchain zum Beispiel, um Daten gemeinsam zu nutzen. So entsteht ein Forum, das auf gemeinsamen Interessen beruht und nicht für die Öffentlichkeit zugänglich ist. Interne Transparenz spielt bei der Zusammenarbeit eine wichtige Rolle, und die Infrastruktur der Konsortium-Blockchain ermöglicht einen privateren Informationsaustausch.
Vorteile der Blockchain-Technologie
Die rasante Ausbreitung der Blockchain ist unter anderem auf ihre zahlreichen Vorteile zurückzuführen. Möglicherweise wirkt sich Blockchain-Technologie bereits auf Ihr Berufsleben aus.
Im Folgenden finden Sie einige der größten Vorzüge von Blockchain-Technologie:
Bedienungshilfen
Die Blockchain schränkt ihre Funktionen nicht abhängig vom Benutzer ein. Sie stellt ein zuverlässiges Zahlungs- und Bewertungssystem mit möglichst kurzer Entfernung zwischen Absender und Empfänger bereit. Bestimmte Personen oder Einrichtungen dürfen eventuell keine Bankkonten eröffnen, aber jeder, der eine Blockchain-App besitzt, kann Zahlungen senden oder empfangen. Darüber hinaus müssen Sie nicht warten, ob eine Transaktion durchgeführt wird.
Zusätzliche Sicherheit und Privatsphäre
Es ist nahezu unmöglich, einen Ledger zu manipulieren, wenn Dutzende (oder Milliarden) von Computern seine Daten überprüfen und bestätigen – als ob Ihr angelegtes Geld auf Computern weltweit gesichert wird. Der Ausfall eines Bankcomputersystems kann katastrophale Folgen haben, aber die Wahrscheinlichkeit, dass Blockchain-Informationen durch einen Systemausfall verloren gehen, beträgt quasi null.
Der größte Wert einer Blockchain liegt in folgenden Eigenschaften: Sie bietet ein System aus Kryptografie, Dezentralisierung und Konsens, das rundherum zuverlässig ist und fast keine menschliche Wartung erfordert.
Datengenauigkeit
Die Datengenauigkeit im Blockchain-System kann ohne menschliches Eingreifen gewährleistet werden. Die Kette der Blocks im Ledger wird mithilfe hochkomplexer mathematischer Aufgaben, die nur ein Computer lösen kann, aufgezeichnet und verifiziert. Doch nicht nur das, denn alle anderen Computer müssen der Lösung zustimmen. Die Konsensanforderung stellt sicher, dass Daten 100 % präzise kopiert werden.
Transparenz
In einer öffentlichen Blockchain sind alle Aktivitäten sichtbar, z. B. in den Blockchains der bekanntesten Kryptowährungen wie Bitcoin. Jede Person mit Internetzugang kann die Transaktionen live verfolgen. Das Geld wird an den gewünschten Empfänger übermittelt, und der Datensatz zur Transaktion bleibt dauerhaft im Ledger gespeichert.
Kosteneinsparungen
Banken stellen Dienstleistungen bereit. Sie ermöglichen Ihnen Einkäufe mit einer Kreditkarte und verifizieren jeden mit dieser Kreditkarte getätigten Kauf. Dazu müssen Banken über ein IT-System und Mitarbeiter verfügen, die sich darum kümmern. Unternehmen zahlen für diesen Aufwand mit einer Bearbeitungsgebühr.
Mit Blockchain-Technologie wird keine Verifizierung durch einen Dritten benötigt, weil Blockchains die Rechenleistung privater Computer nutzen, um den Handel mit Kryptowährung abzuwickeln und zu überprüfen.
Risiken der Blockchain-Technologie
Neben den oben beschriebenen Vorteilen ist die Blockchain, wie jede neue Technologie, auch mit ein paar Nachteilen verbunden. Im Folgenden sind einige davon aufgeführt.
Regulatorische Vorgaben
Regulierte Banken sind problematisch, weil Sie nie wissen, ob Sie der für die Regulierung zuständigen Regierung vertrauen können. Hier kommt der Handelsgrundsatz der Blockchain ins Spiel: Keine staatliche Behörde kann eingreifen und bestimmen, wie Sie Geld senden oder empfangen müssen. Die fehlende Regulierung erweist sich jedoch als zweischneidiges Schwert.
Falls eine Bank illegale Handlungen vornimmt, kann sich eine befugte Stelle einschalten und für Sie Partei ergreifen. Doch wenn sich der Gründer einer Kryptobörse mit dem gesamten Vermögen aus dem Staub macht, schauen Sie möglicherweise in die Röhre.
Beschränkte Datenspeicherung
Die Speicherkapazität einer Blockchain gehört im Hinblick auf die Skalierbarkeit von Blockchain-Computing zu den größten Hindernissen. Das Konsensprinzip erfordert, dass die Blockchain-Daten zu 100 % identisch und in exakt derselben Reihenfolge auf allen Systemen gespeichert sind.
Wenn die Blockchain auf 1 TB Daten anwächst, müssen alle Benutzer entsprechend viel Speicherplatz besitzen. Als temporäre Lösung kann Speicher außerhalb der Blockchain genutzt werden, aber das widerspricht dem ursprünglichen Ziel der Blockchain-Technologie, nämlich Datengenauigkeit und Datenschutz gewährleisten.
Kosten
Viele Kryptowährungen sind groß genug, dass Einzelpersonen gegen eine geringe Gebühr einsteigen können, doch Blockchain-Transaktionen lassen sich nur mit einer enormen Rechenleistung überprüfen und verifizieren. Bitcoin-Farmer füllen ganze Lagerhäuser mit teurer Ausrüstung, um neue Bitcoins zu generieren. Blockchains funktionieren nur mit sehr viel Geld und Strom.
Energieverbrauch
Die Blockchain wirkt sich massiv auf den weltweiten Energieverbrauch aus. Zur Verifizierung von Transaktionen in der Blockchain werden leistungsstarke Computer benötigt, die riesige Mengen an Strom über einen langen Zeitraum beanspruchen. Bitcoin allein verbraucht rund 150 Terawattstunden Strom pro Jahr, was einen enormen Anstieg der Kohlenmonoxid-Emissionen bedeutet. Und das ist nur ein Blockchain-Netzwerk.
Zeitliche Einschränkungen
Blockchains werden schneller und häufiger aktualisiert, als Banken ihre Transaktionen verarbeiten können, aber trotzdem erfolgen Updates nicht im Handumdrehen. Transaktionen sind erst abgeschlossen (verifiziert), wenn ein neuer Block hinzugefügt wurde. Und das hängt davon ab, wann ein Bitcoin-Farmer ihn erfolgreich generiert. Es kann passieren, dass Sie mehrere Stunden auf den Abschluss einer Transaktion warten müssen.
Nutzung für illegale Aktivitäten
Aufgrund ihrer Vertraulichkeit ist die Blockchain für Kriminelle sehr attraktiv. Illegale Dienste werden häufig im Darknet gekauft und mit Kryptowährung bezahlt, die sich in einer Blockchain befindet, weil sich der Käufer und Verkäufer in der verteilten Datenbank einer Blockchain schwer verfolgen lassen – außer sie nutzen eine Börse, in der sie ihre personenbezogenen Daten angegeben haben. Bevor der Darknet-Marktplatz vom FBI offline genommen und sein Gründer verhaftet wurde, diente zum geheimen Verkauf illegaler Substanzen, gefälschter Waren, gehackter E-Mail-Passwörter und vielem mehr.
Außerdem haben moderne Hacker neue Methoden entwickelt, mit denen sie normale Benutzer angreifen, die von Blockchains noch nie gehört haben. Bitcoin-Mining-Malware übernimmt die Rechenleistung auf dem Computer eines nichtsahnenden Benutzers, um Kryptowährung zu schöpfen. Diese Art von Hacking, die nur wegen Bitcoin entstand, kann Ihren Computer vollständig lahmlegen – selbst wenn Ihre persönlichen Informationen und Gelder unberührt bleiben.
Verlust des privaten Schlüssels
Der Alptraum jedes Krypto-Anlegers ist der Verlust des gesamten Geldes, das der Blockchain anvertraut wurde, weil der private Schlüssel verloren geht. Den privaten Schlüssel brauchen Sie für den Zugriff auf das Vermögen, das Sie mit der Blockchain verwalten. Während jede Person weltweit auf den öffentlichen Ledger der Bitcoin-Blockchain zugreifen kann, sind Sie für die Sicherheit Ihres privaten Schlüssels selbst verantwortlich.
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Blockchain-Sicherheit gilt als recht robust, aber weil so viele Datensätze mit persönlichen Anmeldedaten im Internet kursieren, können Ihre privaten Daten jederzeit offengelegt werden.
Datenüberwachungssoftware wie AVG BreachGuard meldet Ihnen, wenn Ihre persönlichen Konten von einem Datenleck betroffen sind. Außerdem sorgt das Programm für Risikoüberwachung rund um die Uhr, ermöglicht das Löschen Ihrer personenbezogenen Daten aus den Listen von Datenvermittlern und gibt Ihnen sogar Tipps, wie Sie Ihre Konten privater halten. Schützen Sie Ihre persönlichen Daten und Ihre Investitionen mit AVG BreachGuard.
Was ist eine Blockchain? Einfach & verständlich erklärt
Blockchain - gut zu wissen Eine Blockchain ist eine öffentliche, dezentrale Datenbank. Sie wird auch als Distributed-Ledger-Technology (DLT) bezeichnet.
Kryptowährungen und Smart Contracts bilden die häufigsten Blockchain-Anwendungen.
Eine dritte Partei, z.B. eine Bank als Finanzdienstleister oder ein Notar, ist nicht mehr zwangsläufig notwendig.
Verträge oder Geldtransfers werden direkt zwischen den Partnern ausgetauscht und in die Blockchain eingetragen.
1. Was ist eine Blockchain? Definition und Bedeutung
Einfach erklärt, ist eine Blockchain ("Blockkette") eine digitale Datenbank, auf der Informationen dezentral abgespeichert werden können. Die Datenbank kann man sich wie ein öffentliches Logbuch vorstellen: Notierte Einträge können von allen Nutzern des gesamten Netzwerks eingesehen und überprüft werden. Die Technologie wird auch als Distributed Ledger Technologie (DLT) bezeichnet.
Definition Blockchain: Eine auf einem Netzwerk aus Computern verteilte und gespiegelte digitale sowie fälschungssichere Datenbank.
Diese Datenbankeinträge können alle möglichen Informationen darstellen. Dazu zählen Protokolle in Form von so genannten Smart Contracts (Verträge) oder auch die Besitzverhältnisse von Kryptowährungen. Die erste und bekannteste Blockchain ist die Kryptowährung Bitcoin. Im Fall der Bitcoin BTC / USD-Blockchain wird in der Datenbank zum Beispiel eingetragen, welcher Netzwerk-Teilnehmer wie viele Bitcoins besitzt. Ändern sich die Besitzverhältnisse durch eine Transaktion, also den Kauf oder Verkauf von Bitcoin, aktualisiert sich die Datenbank entsprechend über das gesamte Netzwerk.
Eine Blockchain löst dafür folgendes Kernproblem: Sie ermöglicht einen vertrauenslosen, manipulations- und ausfallsicheren Datentransfer, ohne dass man eine dritte Partei benötigt.
Speziell bei Kryptowährungen bekommt man als Nutzer auch ein Bezahlsystem. Das spannende daran ist, dass es ohne Banken oder andere Finanzdienstleister funktioniert. Das Geld wird immer direkt von Person zu Person (Peer-to-Peer) geschickt, ohne Mittelsmann.
Es gibt mittlerweile sehr viele verschiedene Blockchains. Neben der bekannten Bitcoin-Blockchain ist vor allem Ethereum zu nennen. Auf der Ethereum-Blockchain laufen sehr viele Blockchain-Anwendungen diverser Bereiche, in denen Datenverarbeitung in irgendeiner Form eine Rolle spielt.
2. Wie funktioniert eine Blockchain?
Eine Blockchain ist dezentral aufgebaut. Das heißt, dass alle eingetragenen Datentransfers im Blockchain-Protokoll auf vielen tausend Rechnern gespiegelt abgespeichert werden (verteilte Datenbank). Die Daten unterliegen dabei einer asymmetrischen Verschlüsselung.
Die Informationen sind theoretisch überall auf der Welt verteilt. Sie liegen also nicht zentral auf beispielsweise dem Server oder in der Cloud eines einzelnen Unternehmens. Voraussetzung ist, dass die diversen Rechner das jeweilige Blockchain-Protokoll installiert haben und über einen Zugang zum Internet verfügen.
Die stattfindenden Transaktionen werden in Blöcken mit begrenzter Kapazität gespeichert. Sobald eine weitere Transaktion als neuer Block geschrieben ist, überprüft das gesamte Netzwerk die Korrektheit des Eintrags. Ist sich die Mehrheit einig, wird der Informationsblock in die Blockchain aufgenommen und an den vorherigen Block angekettet - daher der Begriff „Blockchain“.
Woher kommen die nötigen Rechner?
Die Infrastruktur für das Betreiben einer Blockchain liefern die Teilnehmer des Systems selbst. Sie stellen ihre Computer zur Verfügung, um die Transaktionen abzuwickeln und in der Blockchain zu speichern.
Die Teilnehmer stellen durch ihre eigenen Computer die Infrastruktur einer Blockchain.
Man kann sich die Rechner als einzelne Knoten (engl. Nodes) innerhalb des Netzwerks vorstellen. Durch diese Knoten wird das ganze System miteinander verbunden und zusammengehalten. Um das zu verstehen, muss man sich die verschiedenen Teilnehmer-Typen einer Blockchain genauer anschauen: Anwender, Miner und Full-Nodes.
Wer sind die Benutzer einer Blockchain?
Zum einen gibt es die "normalen" Nutzer, die die Blockchain einfach nur verwenden, um beispielsweise Bitcoins zu besitzen, zu senden und zu empfangen. Sie beteiligen sich nicht an der Wiederholung oder Überprüfung des Blockchain-Protokolls, sondern nutzen nur ihre Infrastruktur. Dieser Teilnehmer-Typ ist der mit Abstand am häufigsten vertretene.
Es gibt drei verschieden Nutzer-Typen einer Blockchain: Anwender, Miner und Full Nodes
Speziell für diese Art der Anwendung gibt es diverse Programme, die beispielsweise das Empfangen und Versenden von Kryptowährungen für Nutzer vereinfachen. Diese Programme werden „Wallets“ genannt und können mit herkömmlichen Computern oder Smartphones benutzt werden. Aktiv an der Sicherung und Aktualisierung des Protokolls beteiligen sich diese User nicht. Sie geben nur Transaktionen an das Netzwerk weiter, damit bestimmte andere Teilnehmer diese umsetzen, in das „Logbuch“ einpflegen und dieses dann auf Korrektheit überprüfen.
Was ist Blockchain-Mining?
Die sogenannten Miner sind Teilnehmer, die alle stattfindenden Transaktionen in Blöcke eintragen und diese dann kryptografisch verschlüsseln, damit sie dem System hinzugefügt werden können.
Für die Übertragung von Transaktionen in neue Blöcke erhalten Miner eine Gebühr und ggfs. neu generierte Kryptowährungen. Dieser Vorgang wird als Mining bezeichnet.
Für diesen Vorgang ist eine enorme Rechenleistung notwendig. Als Gegenleistung erhalten sie die Transaktionsgebühren und, je nach Blockchain-Modell, durch die Erschaffung eines Blocks neu generierte Kryptowährungen. Dies wird als „Mining“ bezeichnet, weil sie sinnbildlich nach neuen Blöcken „schürfen“. Bitcoin wird in dieser Metapher als das geförderte Gold angesehen.
Bei diesen Minern handelt es sich in der Regel nicht mehr um Privatpersonen. Vielmehr sind es kommerzielle Unternehmen, die ganze Serverfarmen betreiben. Vor allem in kalten Regionen zwecks effizienterer Kühlung wie Island, Kasachstan oder in Uruguay, haben diese Mining-Unternehmen ganze Lagerhallen mit Hochleistungsservern gefüllt. Deren einziger Zweck ist es, Blockchain-Transaktionen zu verarbeiten und dadurch ein hohes Output an Kryptowährungen zu erzeugen. Die Blockchain-Technologie ist sehr hungrig nach Energie und sie verbraucht aufgrund des enormen Verschleißes an Hardware viele Rohstoffe.
Die Zeiten, in denen der private Computer und Zugang zum Internet für das Mining ausreichte, sind lange vorbei. Aufgrund der stark gestiegenen Rechenanforderungen und somit stark erhöhtem Stromverbrauch, ist das Schürfen mit diesen Geräten in der Regel nicht mehr rentabel. Wenngleich die Anzahl privater Miner in Mittel- und Südamerika wieder stark angenommen hat, beispielsweise in Argentinien oder El Salvador.
Was sind "Full Nodes"?
In der Blockchain-Technologie stellt ein einzelner Rechner im System einen Knoten dar. „Full Nodes“ sind vollständige Knoten innerhalb des Blockchain-Netzwerks. Das heißt, dass diese Teilnehmer die gesamte Blockchain abspeichern und die von den Minern neu erstellten Blöcke hinsichtlich der im Blockchain-Protokoll vorher festgelegten Regeln auf ihre Einhaltung prüfen.
Full Nodes speichern die gesamte Blockchain und prüfen neue Einträge der Miner.
Für das Mining hingegen muss nur ein Teil der bereits vorhandenen Blockchain heruntergeladen werden. Die Miner beziehen sich auf die obersten Blöcke, um neu erstellte Blöcke daran anzuknüpfen.
Miner und Full-Nodes sind auch für die Erhaltung und Weiterführung einer Blockchain-Datenbank verantwortlich. Sie machen dabei im Grunde nichts anderes, als allgemeinen Konsensus darüber zu kreieren, was wahr ist und was nicht. Jede auf einer Blockchain gespeicherte Information wurde von einer Mehrheit des Netzwerks als wahr bewertet und gilt somit als verifiziert. Generell gilt bei einer Blockchain: Je mehr Teilnehmer sich dem Blockchain-Netzwerk anschließen, desto sicherer und dezentraler wird es.
Wie sicher ist eine Blockchain? Kryptografie als Absicherung
Die Bezeichnung „gekettet“ kann deshalb gut als Beschreibung genutzt werden, weil die Blockchain durch die sogenannte asymmetrische Kryptographie gesichert wird. Kryptographie ist ein mathematisches Verfahren, mit dem man Informationen verschlüsseln kann. Die Informationsblöcke innerhalb einer Blockchain werden durch diese kryptographische Verschlüsselung miteinander gekoppelt und dadurch vor Manipulation gesichert.
Auch die einzelnen Transaktionen sind auf diese Weise verschlüsselt. Wenn jemand nachträglich versuchen würde, Informationen aus alten Blöcken zu verändern, beispielsweise um Bitcoins unberechtigt an einen anderen Teilnehmer als ursprünglich angegeben zu übertragen, müsste man aufgrund dieser kryptographischen Verkettung auch alle darüber liegenden Blöcke verändern. Dies würde extrem viel Rechenleistung benötigen und einen „Angriff“ auf eine Blockchain unrentabel machen.
3. Seit wann gibt es die Blockchain?
Die Blockchain-Technologie konkretisierte sich im Jahr 2007. Aber bereits 1991 entstand eine Urform der Blockchain mit der Idee, Dokumente in Datenblöcken abzulegen, zu verschlüsseln und aneinander zu ketten.
Mit dem Blockchain-basierten Bitcoin wurde 2009 die erste Blockchain in Betrieb genommen. Die Grundlage lieferte ein White Paper aus dem Jahre 2008. Dieses Konzeptpapier stammt vom Pseudonym „Satoshi Nakamoto“. Die wahre Identität dieser Person oder Personengruppe ist bis heute unbekannt. Bitcoin wurde als Antwort auf die zu dem Zeitpunkt herrschende Finanzkrise veröffentlicht. Die ersten Bitcoin-Transaktionen fanden in kleinem Kreise zu Testzwecken statt.
Bis heute beruht das Bitcoin-Netzwerk auf dem Proof-of-Work-Mechanismus. Das heißt, dass die Teilnehmer (siehe oben) einen Konsensus zu einer Informationsänderung erreichen müssen. Dem Konsens-Mechanismus Proof-of-Work steht der deutlich weniger aufwändige Proof-of-Stake-Mechanismus gegenüber. Bei letzterer Anwendung ist kein Mining-Prozess notwendig und der Energieverbrauch ist deutlich reduziert. Die Ethereum-Blockchain wird aus diesem Grund sukzessiv auf Proof-of-Stake umgeschrieben.
4. Wo werden Blockchains eingesetzt?
Die Blockchain-Technologie besitzt das Potenzial, alle Geschäftsfelder nachhaltig zu verändern. Die wohl bekanntesten Anwendungsfälle der Blockchain-Technologie finden sich im Finanzsektor, genau genommen im Bereich der Transaktionen. Allen voran ist an dieser Stelle Bitcoin als Kryptowährung zu nennen. Da die Transaktionen aber sehr teuer sind, sind Kryptowährungen aktuell noch nicht in der Lage vorhandene Systeme ernsthaft herauszufordern.
Außerdem finden sich diverse Projekte in unterschiedlichen Bereichen wieder. Man denke an Versicherungen oder Immobilien, wo Smart Contracts eine wichtige Rolle spielen. Kunst als NFTs (non fungible Tokens) oder Supply Chain Management, das Gesundheitswesen (es besteht die Möglichkeit, Daten nur bestimmten Menschen zugänglich zu machen), Mobilität hinsichtlich Zugriffsrechte und Bezahlung oder die gesamte Datenverwaltung im öffentlichen wie im privaten Bereich stellen Anwendungsgebiete dar.
Durch die Anwendung effizienter Blockchain-Technologien könnte man enorme Verwaltungskosten einsparen, Transparenz und Sicherheit fördern. Denn sämtliche Datensätze und Prozesse würden digital und optimiert erfasst.
Bis dahin ist es allerdings noch ein langer Weg. Derzeit sind die etlichen Blockchain-Lösungen noch nicht effizient und gleichzeitig fehleranfällig. Das Thema Sicherheit haben wir bereits weiter oben besprochen.
5. Chancen und Probleme von Blockchains
Die Blockchain-Technologie ist relativ jung. Daher gibt es viele ungeklärte Fragen in Bezug auf die Sicherheit, die tatsächliche Nutzbarkeit und ob sie überhaupt eine Verbesserung für bestimmte Anwendungsbereiche darstellt.
Zum einen ist das Betreiben einer Blockchain im Vergleich zu zentralisierten Systemen (noch) sehr kostspielig, langsam und ineffizient. Daten werden millionenfach redundant gespeichert und die Konsensus-Erzeugung durch den Proof-of-Work-Mechanismus benötigt, beispielsweise bei Bitcoin, sehr viel Energie.
Die Weiterentwicklung ist aufgrund der Dezentralität nur schwer umsetzbar.
Auch der große Pluspunkt der Blockchain-Technologie, ihre Dezentralität, ist gleichzeitig eine ihrer größten Stolpersteine. Die Weiterentwicklung ist bedingt durch ihre Struktur nur sehr schwer umsetzbar. Updates des Kern-Protokolls müssen von einer Mehrheit des Netzwerks akzeptiert und übernommen werden und diese Entscheidungsfindung kann mitunter Monate oder sogar Jahre dauern. Oft wird keine komplette Einigkeit erzielt und die jeweilige Blockchain dadurch gespalten. Im Fall von Bitcoin ist dies bereits mehrere Male passiert und hat im Zuge dessen weitere Kryptowährungen hervorgebracht, darunter Bitcoin Cash.
Ein weiterer Punkt ist die Verbindung mit der realen Welt. Mit Kryptowährungen, die rein digital existieren, funktioniert das Konzept der Blockchain perfekt. Sobald man ihre vertrauenslosen, dezentralen und in großen Teilen automatisierten Strukturen mit existierenden Werten verknüpfen will, kommen schnell Fragen auf: Wie soll die Verlinkung auf sichere Art und Weise stattfinden?
Die Blockchain-Technologie bietet jedoch auch eine Menge Chancen, diverse Bereiche auf grundlegender Ebene zu verändern. Besitz und Handel von jeglichen Vermögenswerten, seien es Währungen, Immobilien oder geistiges Eigentum, kann durch die Blockchain massiv vereinfacht werden. Auch Dinge wie Datenschutz, Geldwäsche oder Transparenz oder das Erstellen von automatisierten Verträgen (Smart Contracts) können auf Grundlage der neuen Technologie in einer Form realisiert werden, die vorher undenkbar war.
Vor allem für Investoren tut sich hier ein komplett neues Wirtschaftsfeld auf, dass das Potential hat, in Zukunft zu einem eingehenden Markt heranzureifen - oder in Gänze zu scheitern, wenn nicht die angesprochenen Probleme und Risiken eingegrenzt werden.
Chancen