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Was ist eine Blockchain?

A blockchain is a decentralized, digital ledger in which exchanges of value are recorded chronologically and publicly. We explore how this technology works, and where it might be used in the future.

Ein dezentralisiertes, digitales Hauptbuch, in dem der Werteaustausch chronologisch und öffentlich festgehalten wird.

Die Blockchainntechnologie, wie wir sie heute kennen, wurde erstmals von dem anonymen Autor Satoshi Nakamoto in dem Weißbuch von Bitcoin skizziert. Wie Nakamoto darlegte, werden in Bitcoin ausgegebene Transaktionen durch Kryptographie verifiziert und in einem öffentlich verbreiteten Buch aufgezeichnet.

Bank- oder Buchhaltungssysteme können eine Kopie eines Buches enthalten, das den Fluss der finanziellen Transaktionen durch das eigene Konto darstellt. Im Prinzip vertrauen die Kontoinhaber Personen oder Organisationen, die die Integrität eines Buches aufrechterhalten und sowohl eingehende als auch ausgehende Transaktionen überprüfen. Als solche sind gewöhnliche Hauptbücher nicht unveränderlich – sie sind anfällig für versehentliche oder absichtliche Manipulationen, sei es durch Fehler oder Absicht.

Die Blockchain-Technologie löst dieses Problem, indem sie auf die Notwendigkeit eines “Zwischenhändlers” verzichtet und stattdessen ein öffentliches Buch auf Computern – “Knotenpunkten” – in die ganze Welt sendet. Während man sich auf die Vertrauenswürdigkeit einer Bank verlassen könnte, um die Integrität eines Hauptbuchs zu authentifizieren, stützt sich die Blockchain-Technologie stattdessen auf die Kryptographie (die Kunst, Codes zu schreiben oder zu lösen) als ihren Beweis.

Was ist die Blockchainntechnologie?

Die Blockchain-Technologie verdankt ihren Namen der zugrunde liegenden Datenstruktur, die aus 1-Megabyte-Dateien, den so genannten “Blöcken”, besteht, die im Wesentlichen selbst Ledger sind. Blöcke werden durch einen komplexen kryptographischen Beweis miteinander “verkettet”, der die Dauerhaftigkeit gewährleistet; wie eine Fliege, die in Schichten von Bernstein eingeschlossen ist, werden Transaktionen im Laufe der Zeit immer wieder bestätigt. Würde eine Partei versuchen, eine historische Transaktion zu bearbeiten, würden alle Transaktionen danach sofort den Fehler anzeigen.

In einem “offenen” System haben alle Netzwerkknoten die Möglichkeit, auf eine Blockchain zuzugreifen und authentifizierte Transaktionen anzuzeigen.

Das bedeutet, dass Computer rund um den Globus jeweils eine Kopie dieses öffentlichen Ledgers besitzen, und die in einem Netzwerk durchgeführten Transaktionen für alle sichtbar sind. Die Transaktionsparteien sind pseudonymisiert, da eine Blockchain nicht die Namen der Parteien illustriert, sondern stattdessen eine alphanumerische Bezeichnung liefert.

Was ist ein “Arbeitsnachweis”?

Der Prozess der Authentifizierung schwebender Transaktionen und deren Zusammenfassung in einem Block zur Aufnahme in eine Blockchain wird als “Proof-of-Work” oder “Mining” bezeichnet. “Miner” sind Computerbenutzer mit unglaublich leistungsfähiger Hardware, die komplexe mathematische Probleme lösen, um einen Block von Transaktionen kryptographisch zu signieren und sie mit allen vorherigen Transaktionen in einem Netzwerk zu verbinden.

Die Miner dienen Krypto-Währungsgemeinschaften, indem sie ein Netzwerk sichern. Der Prozess der Lösung des kryptographischen Beweises für einen Block ist äußerst ressourcenintensiv; durch den Sieg im Rennen um den Abbau von 1-Megabyte-“Blöcken” von Transaktionen erhalten die Bergleute ein “Kopfgeld” oder eine “Belohnung” in einer entsprechenden Kryptowährung.

Eine böswillige Transaktion erfordert so viel Rechenleistung (und damit Strom), dass es in fast allen Fällen rentabler ist, stattdessen dieselbe Rechenleistung zur Sicherung des Netzes einzusetzen und die Blockvergütung zu kassieren. Dadurch wird verhindert, dass böswillige Akteure das Netzwerk angreifen und die Blockchain böswillige oder betrügerische Eingaben aufzeichnen kann.

Was ist ein “Betrugsnachweis”?

Neuere Kryptowährungen haben stattdessen einen neuen Mechanismus namens “proof-of-stake” entwickelt, der den Prozess des ressourcenintensiven “Minings” in einen umgewandelt, bei dem die Münzbesitzer Netzwerkressourcen und Autorität im Verhältnis zu den Münzbeständen erhalten, die sie bereit sind, in einem Netzwerk “anzulegen”.

Während beim Proof-of-Work-Mining die Verarbeitungsleistung zur Lösung immer schwierigerer Rätsel genutzt wird, wird bei der Proof-of-Sake-Verifizierung die Mining-Leistung in erster Linie dem Anteil der Münzen zugeschrieben, die ein Miner besitzt.

Die Methode verdankt ihren Namen der Tatsache, dass ein Miner in diesem Szenario darauf beschränkt ist, einen Prozentsatz der Transaktionen abzubauen, der mit seinem “Besitz”-Anteil an einem Netzwerk korreliert.

Durch eine dieser Mechaniken – oder eine Mischung aus beiden – können Benutzer auf der ganzen Welt beim Betrieb einer Blockchain helfen. Trotz der Wahrscheinlichkeit, dass diese Benutzer aus Eigeninteresse handeln (um eine Belohnung in Form einer Kryptowährung zu erhalten), sind ihre Handlungen für ein Blockchain-Netzwerk von Natur aus vorteilhaft und nicht destruktiv.

Wie verwaltet eine Blockchain Transaktionen?

Wenn sie in einer Blockchain handeln, nutzen die Parteien eine so genannte “Wallet”, um Stückelungen in einer Kryptowährung umzutauschen. Wallets stellen ihren Benutzern sowohl einen öffentlichen Schlüssel (die Adresse, von der man eine Krypto-Währung sendet oder von der man eine Krypto-Währung erhält) als auch einen privaten Schlüssel zur Verfügung.

Ein privater Schlüssel ist eine “Unterschrift” für Benutzer, die dazu dient, schwebende Transaktionen zu bestätigen, indem ein mathematischer Beweis erbracht wird, dass sie vom Eigentümer der betreffenden Brieftasche stammen.

Wenn ein Benutzer eine Transaktion durchführen möchte, wird seine Absicht auf einer Blockchain signalisiert, indem er eine mit dem privaten Schlüssel des Benutzers signierte Transaktion einreicht. Ein Netzwerk validiert dann die Transaktion, indem es prüft, ob die An- und Abfahrtsadressen gültig sind, ob der private Schlüssel gültig ist und ob es Zugang zu genügend Geldern hat, um die Transaktion durchzuführen. Die Transaktion wird normalerweise innerhalb von Minuten im Netzwerk bestätigt und dann innerhalb eines “Blocks” an ein Blockchainn-Netzwerk gesendet.

Was ist eine “öffentliche” Blockchain?

Eine öffentliche Sperrkette hat keine Zugangsbeschränkungen, d.h. jeder mit einer Internetverbindung wäre in der Lage, beim Ausführen relevanter Software eine Transaktion durchzuführen oder in einem solchen Netzwerk in erster Instanz zum Validator zu werden. Das Bitcoin-Netzwerk ist das erste Beispiel für eine öffentliche Blockchain.

Was ist eine “private” Blockchain?

Prive-Blockchainn hingegen sind “erlaubt” – was bedeutet, dass neue Benutzer einem Netzwerk nicht automatisch als Teilnehmer oder Validierer beitreten können, es sei denn, sie werden von einem Netzwerkadministrator eingeladen. Solche Netzwerke werden in der Regel von Unternehmen eingesetzt, die die Blockchainntechnologie in ihre Buchhaltungs- oder Rechnungsprüfungspraxis integrieren wollen, ohne sensible Finanzdaten an die Öffentlichkeit zu übermitteln.

Kann eine Blockchain nur zur Verfolgung von Geldern verwendet werden?

Während die Blockchainntechnologie einen natürlichen Nutzen haben kann, um eine neue Form digitaler Währung wie Bitcoin zu verwalten, müssen Blockchains nicht auf die Verwaltung des Währungsumtauschs an sich beschränkt sein.

Die Blockchain-Technologie ist als verteiltes digitales Hauptbuch in der Lage, den Transfer von Vermögenswerten zu verwalten. Über die Verwaltung einer Währung hinaus kann sich dies natürlich auch auf physische und digitale Eigenschaften erstrecken – die Blockchain-Technologie könnte es Benutzern auf der ganzen Welt ermöglichen, ihr Eigentum an Gegenständen wie Immobilien, digitalen Medien oder sogar Materialien in einer Lieferkette zu hinterlegen.

In einigen Fällen hat die Blockchain-Technologie bei der Auszählung von Regierungswahlen, der Verwaltung sozialer Netzwerke oder der Verwaltung verteilter Datenspeicher- oder Computerverarbeitungsnetzwerke eine Heimat gefunden.