Was ist Blockchain?

Okt 24, 2019
5 min.
Anfänger
Was ist eine Blockchain
Die wichtigsten Erkenntnisse
Eine öffentliche Blockchain ist ein verteiltes Kontobuch, vergleichbar mit einer Datenbank, das verschiedene Schlüsselattribute aufweist:
— dezentralisiert: Es sind keine Drittparteien involviert
— verteilt: Das Kontobuch ist über das gesamte Netzwerk verteilt, was eine Manipulation erschwert
— verschlüsselt
— anonym
— Daten, die einmal in das Kontobuch aufgenommen wurden, können nicht mehr entfernt oder geändert werden

Das haben wir verstanden. Jeder redet über die Blockchain. Aber was genau ist eine Blockchain?


Wenn es um Blockchains geht, beziehen sich die meisten Menschen auf die dezentralisierten oder öffentlichen Blockchains wie Bitcoin. Doch es ist erwähnenswert, dass diese Technologie auch für den Aufbau von zentralisierten Blockchains genutzt werden kann. Diese haben für Unternehmen einige Vorzüge gegenüber den öffentlichen Blockchains.

Doch was genau ist eine Blockchain?

Eine Blockchain ist ein verteiltes Kontobuch, vergleichbar mit einer Datenbank, aber anstatt von einer zentralen Stelle aus (d. h. einem Unternehmen wie Google, einem kleinen Unternehmen oder einzelnen Personen) kontrolliert zu werden, ist das Kontobuch über mehrere Computer verteilt, die sich überall auf der Welt befinden können und von jedem, der über einen Internetanschluss verfügt, betrieben werden können. Kern einer Blockchain ist ein Kontobuch (Ledger), über das Daten in Echtzeit aufgenommen und aktualisiert werden. Dies erfolgt mittels Konsens der verschiedenen Datenknoten (Nodes), auf denen die Software in dem Netzwerk ausgeführt wird.

Allerdings können Daten, die einmal in das Kontobuch aufgenommen wurden, nicht mehr wie bei einer Datenbank entfernt oder geändert werden. Es handelt sich hier um ein Produkt des Blockchain-Gesamtkonzepts.

Warum eine „Kette“ (Chain)?

Allgemein besteht ein Block aus einer Liste von Daten, und die „Kette“ (Chain) ist ein Stapel der Datenblöcke, der kontinuierlich über einen bestimmten Zeitraum größer wird. Ist eine Transaktion tief in eine Blockchain eingebettet (d.h. zu einem früheren Zeitpunkt im Versionsverlauf der Chain integriert), wird es außerordentlich schwierig, diese Daten zu ändern. Dies macht Blockchains zu einem einzigartigen Medium für die Speicherung wertvoller Daten.

Stellen Sie sich einen digitalen Turm aus Blöcken vor, der auf einem ursprünglichen „Genesis-Block“ am Fuß des Turms aufgebaut ist und auf den alle zehn Minuten ein neuer Datenblock gesetzt wird. Genau das passiert bei Bitcoin. Die Daten in jedem Block bestehen aus Finanztransaktionen, die von Benutzern des Netzwerks zusammen mit den kryptografischen Nachweisen, dass diese Transaktionen gültig sind, gesendet werden.

Warum wurde die Blockchain entwickelt?

Eine der Kernkomponenten von Blockchains, die ihre Entstehung ermöglichte, besteht in ihrer Verwendung des Konsensverfahrens. Zum Verständnis des Konsensverfahrens bedarf es einer kurzen Vorgeschichte dazu, warum Satoshi Nakamoto, der anonyme Schöpfer von Bitcoin, überhaupt eine Blockchain entwickelte. Im Übrigen gibt sie einen hervorragenden Überblick über ein wesentliches Problem, das Blockchains lösen.

In der konventionellen Finanzwelt dienen Banken und Clearinghäuser als die obersten Vermittler der kontobasierten Finanzhegemonie. Wenn Alice Bob 100 US-Dollar schickt, dann werden von ihrem Bankkonto 100 US-Dollar abgezogen und diese Bobs Bankkonto gutgeschrieben. Die tatsächliche Abwicklung der Transaktion im Hintergrund (wenn die Bank die Transaktion für gültig erklärt) kann jedoch mehrere Tage dauern.

Das Clearing erfolgt durch Clearinghäuser und eine Reihe von anderen Finanzinstitutionen, die die Authentizität der Transaktion überprüfen und bestätigen, dass Alice die erforderlichen Mittel für die Überweisung an Bob besitzt. Bei Clearingstellen handelt es sich jedoch um zentralisierte Einrichtungen, die dem externen Einfluss von Regierungen oder anderen Organisationen ausgesetzt sind.

In der aufkeimenden Welt der Cypherpunks und digitalen Währungen in den 2000er Jahren bestand ein Hauptproblem darin, mit einer rein digitalen Währung ein zentrales Clearinghaus zu umgehen. Es konnte in keiner Weise sichergestellt werden, dass Alice, nachdem sie Bob 100 US-Dollar geschickt hatte, nicht dieselben 100 US-Dollar erneut ausgab. Dies ist auch als „Problem der doppelten Ausgaben“ bekannt. Gäbe Alice Bob 100 US-Dollar in bar, könnte sie dieselben 100 US-Dollar nicht noch einmal ausgeben. In der digitalen Welt ohne ein zentrales Clearinghaus ist der Prozess allerdings komplizierter. Willkommen bei den Blockchains.

Ein Peer-to-Peer-Netzwerk

Bei der Bitcoin Blockchain handelt es sich um ein Peer-to-Peer(P2P)-Netzwerk, das bedeutet, es gibt keine zentrale Stelle. Stattdessen sind alle „Peers“ im Netzwerk gleichberechtigt und dienen als Validator für den Status des Kontobuchs. Während im konventionellen Finanzwesen zentrale Clearinghhäuser den Status der Kontobücher ermitteln, erkannte Satoshi Nakamoto indessen, dass die Annäherung an den genauen Status eines Blockchain-Ledgers in einem P2P-Netzwerk eine innovative Methode erforderte, mit der die Dezentralität des Netzwerks nicht aufgegeben wird: der sogenannte Konsens.

Halten Sie sich vor Augen, dass bei Bitcoin alle zehn Minuten ein neuer Block generiert und zur Blockchain hinzugefügt wird. Diese Blöcke werden von den im Netzwerk verteilten Datenknoten (Nodes) im Netzwerk als gültig eingestuft und an die Blockchain angehängt; es gibt keine Clearingstelle. Diese Funktion wird per Nakamoto-Konsens ausgeführt, wobei es sich um eine Version des als „Proof of Work“ bzw. byzantinische Fehlertoleranz (BFT) bekannten Konzepts beim dezentralisierten Rechnen handelt.

Mittels einer Reihe intelligenter Anreize aus der Spieltheorie, Kryptographie und verteilten Konsenses kann eine Blockchain genau wie ein zentrales Clearinghaus, aber über ein dezentrales Netzwerk, in dem keine Stelle allein die Kontrolle hat, einen sicheren und zutreffenden Konsens über den Status des Kontobuches erreichen.

Durch Kryptographie in Blockchains ist die Verifizierung von Daten (z.B. Transaktionen) trivial und eine Manipulation nahezu unmöglich. Diese Aufgabe übernehmen Netzwerkbetreiber, die Datenknoten betreiben und die Blöcke und Transaktionen in dem Netzwerk automatisch anhand einer Reihe von Konsensregeln validieren. Die Datenknoten können von jedem betrieben werden, der einen Computer auf einer öffentlichen, genehmigungsfreien Blockchain wie Bitcoin hat.

Blockchain-Anwendungen

Seit Bitcoin wurde das Konzept der Blockchains sogar noch erweitert. Anstatt eine Blockchain ausschließlich für Finanzdaten zu verwenden, zielen Projekte darauf ab, die Blockchain als Medium für die Speicherung und Validierung beliebiger Daten zu nutzen, darunter alles von Social-Media-Anwendungen bis hin zu Spieldaten. Dieses Konzept liegt Plattformen wie Ethereum zugrunde, das eine „virtuelle Maschine“ auf der Blockchain als zentrale Abwicklungsebene verwenden.

Insgesamt handelt es sich bei Blockchains um eine neue Protokollarchitektur in einem genehmigungsfreien Netzwerk, bei der Sie keiner Einzelperson vertrauen müssen, die soziale Skalierbarkeit fördert und ein Medium für den Werttransfer ohne den Einfluss oder Korruption von böswilligen Parteien darstellt.

In einem Blockchain Netzwerk sind Speicher und Daten redundant; das heißt, es gibt keine zentrale Schwachstelle (Single Point of Failure), solange Datenknoten (d.h. der Software-Client) betrieben werden. Infolgedessen haben sie große Aufmerksamkeit erregt und einen Hype um eine Vielzahl von Einsatzzwecken ausgelöst, von denen einige vielversprechend, viele aber bestenfalls trügerisch sind.

Außer dem Hype haben Blockchains bereits ein bedeutendes Ziel in der Geschichte der Technologie und des Geldwesens erreicht: die Schaffung des Bitcoin.

Lernen Sie weiter! Wenn Sie sich gerne mit Kryptowährungen und Blockchain beschäftigen, schauen Sie sich unser School of Block Video an Blockchain Real Use Cases.


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