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Blockchain

Alles was Sie wissen müssen

Was ist eine Blockchain?

Der Begriff der Blockchain ist zunächst schwer greifbar, was auch dadurch verstärkt wird, dass der Begriff in der Presse, im Internet und in der Gesellschaft häufig im falschen Kontext oder nur als bloßes Schlagwort verwendet wird, ohne dass der Verwender selbst eine genaue Definition kennt. Zunächst lässt sich festhalten, dass es sich um eine technologische Entwicklung handelt, die das Potenzial hat, die Kommunikation und Interaktion der Menschen untereinander in Zukunft grundlegend zu verändern und möglicherweise ganze Industrien und Branchen ändern oder möglicherweise sogar obsolet machen könnte.

 

Eine kurze und präzise Definition liefert Dr. Julian Hosp in seinem Buch „Blockchain 2.0.“ auf der Seite 42. Er definiert die Blockchain wie folgt:„Eine Blockchain ist eine digitale Datei, in der dieselbe Information von allen Mitgliedern einer Gesellschaft abgespeichert und Updates in regelmäßigen Zeitblöcken an die bereits bestehende Information angehängt werden, sodass jeder Teilnehmer die gesamte Information besitzt und sich nicht auf andere verlassen muss.“

Diese Definition lässt bereits die wesentlichen Merkmale einer Blockchain erkennen, auf die wir später genauer eingehen werden. Ein wesentlicher – wenn nicht der wesentliche – Gedanke der Blockchain sollte jedoch schon hier betont werden: Ziel der Blockchain ist es, einen den Austausch von Daten, Informationen, Werten und Gütern zu ermöglichen, ohne das hierbei auf eine zentrale Instanz wie z.B. Konzerne, Staaten oder Banken zurückgegriffen werden muss. Diese Institutionen haben zurzeit die Aufgabe, Sicherheit und Vertrauen zu schaffen. Die Blockchain-Technik soll diese Aufgabe der zentralen Institutionen übernehmen und diese dadurch überflüssig machen. Die Blockchain soll also für Dezentralität sorgen.

 

Zum besseren Verständnis kann man zunächst einmal das Wort „Blockchain“ an sich analysieren. Wortwörtlich aus dem Englischen ins Deutsche übersetzt, bedeutet Blockchain ("chain” = Kette) so viel wie “Blockkette” – in diesem Fall eine Kette aus Transaktionsblöcken. Im Rahmen der Blockchain werden also eine Vielzahl von Blöcken aneinandergereiht, sodass eine Kette aus diesen Blöcken entsteht, die immer länger wird. In jedem dieser Blöcke werden Informationenbzw. Transaktionen abgespeichert. Hierbei kann es sich z.B. um Überweisungen, Bestellungen oder Wertpapiere handeln. Man könnte die Blockchain auch mit einer Art Buchhaltungssystem vergleichen.Die Technik, die hinter der Blockchain steht, ist die sog. Distributed-Ledger-Technologie. Übersetzt heißt dies „Technik verteilter Kassenbücher“.

 

Zusammengefasst handelt es sich bei der Blockchain somit zunächst einmal um eine neuartige Technologie, die es ermöglicht, eine Vielzahl von Informationen in einer öffentlich einsehbaren Datenbank verwalten, speichern, teilen und verarbeiten zu können. Die Informationen werden in Form von Datensätzen (sog. Blocks) aneinandergehängt und mithilfe der Krypthographie zu einer Kette verkettet.

Dezentralität

Die wohl wichtigste Eigenschaft der Blockchain ist ihre Dezentralität. Die Machtverhältnisse sind in einem solchen dezentralen System ausgeglichen verteilt, sodass jede Partei gleichberechtigt ist. In einem dezentralen System ist es möglich, dass die Parteien "Peer to Peer" (P2P), d.h. direkt und ohne Mittelsmann miteinander interagieren. Ebenfalls umfasst dieser Begriff die dezentrale Speicherung der Daten. Das bedeutet, dass jeder Nutzer die Daten selbst speichert und somit eine eigene Kopie besitzt. Diese Kopien sind für alle identisch. Durch die Dezentralität ist es nicht mehr erforderlich, dass die Parteien auf eine zentrale Instanz vertrauen. Dadurch wird die Gefahr eines möglichen Machtmissbrauchs reduziert. Institutionen, die sich in solchen zentralen Positionen befinden, sind z.B. Banken, Regierungen von Staaten oder auch solche Unternehmen, die sich in monopolitisch oder oligopolistisch aufgebauten Geschäftsfeldern bewegen.

Grundsätze jeder Blockchain

Sicherheit

Durch die Eigenschaften der Dezentralität, der Irreversibilität sowie der Transparenz der Blockchain ist es möglich, Betrüger in dem System schnell ausfindig gemacht werden. Alle Vorgänge, die jemals auf der Blockchain stattgefunden haben, sind für alle Teilnehmer ersichtlich und werden von vielen von ihnen separat abgespeichert. Eine Manipulation könnte nur dann erfolgen, wenn der Betrüger es schaffen könnte, jede einzelne Blockchain bei außerordentlich vielen Teilnehmern gleichzeitig zu verändern. Dies ist jedoch kaum möglich und v.a. kaum profitabel durchführbar. Dabei gilt auch der Grundsatz, dass die Sicherheit der Blockchain steigt, wenn mehr Teilnehmer in dem System vorhanden sind.

Unveränderlichkeit/Irreversibilität

Eine Blockchain kann grundsätzlich nicht verändert werden, d.h. alle Informationen, die jemals innerhalb der Blockchain aufgetreten sind, werden irreversibel abgespeichert. Eine Blockchain besteht – wie es der Name vermuten lässt – aus einer Kette von Blöcken. Diese Blöcke enthalten unterschiedliche Informationen. Die neueren Blöcke enthalten neben den aktuellsten Informationen immer auch Informationen aus den vorangegangenen Blöcken, sodass die Blöcke untereinander verkettet werden. Diese Verkettung ist unveränderlich, also irreversibel.

Transparenz

Die Inhalte einer Blockchain sind für jeden Nutzer ohne Einschränkung einsehbar. Jeder Nutzer kann alle Zugriffe und Interaktionen einsehen, die jemals in dem System durchgeführt worden sind. Dies bedeutet jedoch nicht, dass der Nutzer auch die Möglichkeit zur Änderung oder gar zur Löschung der Informationen hat. Wenn Änderungen im System auftreten, werden diese neuen Informationen dem bisherigen „Stand“ der Blockchain hinzugefügt. Dadurch ist es möglich, bis zum Ursprung der Blockchain jeden Zugriff und jede Änderung nachzuvollziehen.

(Pseudo-)Anonymität

Die Inhalte einer Blockchain sind für jeden Nutzer ohne Einschränkung einsehbar. Jeder Nutzer kann alle Zugriffe und Interaktionen einsehen, die jemals in dem System durchgeführt worden sind. Dies bedeutet jedoch nicht, dass der Nutzer auch die Möglichkeit zur Änderung oder gar zur Löschung der Informationen hat. Wenn Änderungen im System auftreten, werden diese neuen Informationen dem bisherigen „Stand“ der Blockchain hinzugefügt. Dadurch ist es möglich, bis zum Ursprung der Blockchain jeden Zugriff und jede Änderung nachzuvollziehen.

Konsensmechanismus

Innerhalb der Blockchain muss ein Konsens, d.h. eine Einstimmigkeit über die vorhanden Daten unter den Nutzers des Systems herrschen. Alle Nutzer müssen somit einverstanden mit dem aktuellen Zustand der Blockchain sein. Um diese Einstimmigkeit herzustellen bzw. zu prüfen, bedient sich die Blockchain-Technologie verschiedener Konsensmechanismen. Diese gleichen einer Art Abstimmung, bei der die Nutzer regelkonformen Datensätzen zustimmen und regelwidrige Datensätze ablehnen können. Ein Regelverstoß kann z.B. auftreten, wenn ein Nutzer Bitcoins verschickt, die sich nicht in seinem Eigentum befinden. 

Kurz und knapp steckt hinter der Funktionsweise einer Blockchain also der Ablauf des Minings, bei dem Transaktionen von der dezentralen Community in einen Block der Blockchain aufgenommen werden und dieser der Blockchain hinzugefügt wird. 

Ein weiteres Element der Blockchain bildet das dezentrale Adress-Management. Hinter diesem System steckt die Vergabe von public Adresses und private Keys.

Die public Adress, ist wie der Name schon sagt, öffentlich und ist vergleichbar mit einer IBAN. Diese Adresse wird bei einer Transaktion als Empfänger angegeben.

Der private Key kann als Passwort verstanden werden, mit dessen Hilfe Werte verschoben werden können. 

Beide Elemente sind eng miteinander verbunden. Genauer gesagt gibt es mathematische Funktionen, die deren Berechnung auseinander erlauben- natürlich nur in eine Richtung.

Die public Adress ist bei bekanntem private Key leicht bestimmbar.

Dies kann man mit der Situation der Berechnung einer Quersumme vergleichen: Möchte man die Quersumme (Public adress) von einer Zahl berechnen, muss man nur die Summe der Ziffernwerte zusammenzählen. Die Quersumme (Public adress) der Zahl 378 ist somit 18. Aus der Zahl 18 lässt sich jedoch andersherum jedoch nicht eindeutig die Ausgangszahl errechnen. Neben 378 haben auch z.B. die Zahlen 99, 288, 459 oder 783 die Quersumme 18. Auch im Bereich der Kryptowährungen ist die mathematische bzw. kryptografische Verbindung so gewählt, dass eine Berechnung Private Keys aus der Public adress praktisch ausgeschlossen ist.

Das besondere bei einer Blockchain ist, dass diese Adressverwaltung nicht wie einer Bank (Vergabe von IBAN) zentral organisiert wird, sondern durch kryptografische Abläufe und Zufallsberechnungen dezentral ermöglicht wird.

Die Frage ist nun natürlich, wie die oben beschrieben Grundsätze in der Praxis garantiert werden. Maßgeblich abhängig ist die Blockchain von Ihrem Konsensusmechanismus.

Ein solcher Mechnanismus ist bei traditionellen Blockchains das Mining.

Das Mining ist das Herzstück jeder Blockchain. Bei diesem Prozess wird über dezentrale Abstimmungen über das Aufnehmen von Blöcken in die Blockchain abgestimmt. 

Weil das Mining so fundamental ist, haben wir einen separaten Beitrag verfasst, der Ihnen den Ablauf erläutert.

Wie funktioniert eine Blockchain