Was ist Blockchain-Technologie?

Definition der Blockchain-Technologie und ihrer Eigenschaften

Blockchain wird als verteiltes, dezentrales und verschlüsseltes Ledger bezeichnet. Der Konsensalgorithmus, der die Grundlage des Systems bildet, ist für die Verfolgung jeder Transaktion verantwortlich, die innerhalb des Netzwerks stattfindet. Bei der verteilten Registrierung handelt es sich eigentlich nur um eine Datenbank mit mehreren Kopien, die jeweils auf einem Netzwerkknoten gespeichert sind.

Der Name Blockchain kommt daher, dass diese Datenbank in Blöcke unterteilt ist, die bei ihrer Erstellung eine Kette bilden . Diese Blöcke werden mit Informationen gefüllt und nach einer bestimmten Zeitspanne vor dem Schließen validiert und dem nächsten Block überlassen.

In den Blöcken sind die Daten jeder Transaktion enthalten, die in einem bestimmten Zeitraum stattgefunden hat, sowie einige Header-Daten. Letzteres stellt durch die Beschreibung sowohl des aktuellen Blocks als auch des vorhergehenden Blocks die Kontinuität sicher und wahrt die Sicherheit. Diese Verkettung stellt sicher, dass zum Ändern eines einzelnen Blocks auch alle vorherigen geändert werden müssen, was den Vorgang hinsichtlich der Rechenleistung unmöglich macht.

Da es sich um eine verteilte und dezentrale Technologie handelt, wird es nie nur einen Controller, sondern mehrere Controller geben. Wäre dies nicht der Fall, wäre die Sicherheit und Korrektheit des Betriebs nicht gewährleistet. All diese Funktionen machen die Blockchain zu einer dezentralen, verschlüsselten, gemeinsam genutzten und verteilten Datenbank zwischen mehreren Knoten. Es kann nur mit Zustimmung aller Teilnehmer geändert werden und ist daher unveränderlich, unbestechlich und transparent. Mit einem Wort: ein neues Paradigma.

In Wirklichkeit sind dies nur einige der Merkmale der Blockchain, da es noch andere gibt, die durch die Verflechtung dieser drei Hauptmerkmale entstehen, die unten aufgeführt sind.

• Sicher: Der Einsatz von Kryptografie und Konsensalgorithmen macht die Daten auf der Blockchain sicher und manipulationssicher;
• Vertrauenswürdig: Vertrauen entsteht durch den Konsens der Netzwerkteilnehmer und nicht durch die Abhängigkeit von einer zentralen Autorität.
• Effizient: Durch den Wegfall der Notwendigkeit von Zwischenhändlern kann die Blockchain-Technologie die Effizienz steigern und die Kosten senken.

Die Blockchain-Technologie hat das Potenzial, verschiedene Branchen zu verändern, indem sie eine sichere und transparente Übertragung digitaler Vermögenswerte und Informationen ermöglicht. Dadurch kann der Bedarf an Zwischenhändlern und Vermittlern verringert und gleichzeitig die Effizienz, Offenheit und Verantwortlichkeit erhöht werden. Insgesamt hat die Blockchain dank ihrer dezentralen Natur das Potenzial, die Art und Weise, wie Menschen und Unternehmen Datentransaktionen und -speicherung durchführen, zu revolutionieren und eine bessere Zugänglichkeit und finanzielle Inklusion für Menschen zu ermöglichen, die zuvor keinen Zugang zu traditionellen Finanzsystemen hatten.

Kryptowährung und Blockchain

Blockchain ist die zugrunde liegende Technologie der meisten Kryptowährungen wie Bitcoin und Ethereum. Die Blockchain fungiert als öffentliches Hauptbuch in einem Kryptowährungssystem, das alle Transaktionen und Währungssalden verfolgt und gewährleistet, dass Transaktionen sicher, transparent und manipulationssicher sind.

Der Einsatz von Kryptografie und Konsensalgorithmen wie Proof of Work (PoW)trägt dazu bei, Doppelausgaben zu verhindern und ermöglicht es dem Netzwerk, einen Konsens über den Zustand des Hauptbuchs zu erzielen, ohne dass eine zentrale Behörde wie eine Bank erforderlich ist. Dadurch entsteht ein vertrauenswürdiges System, das sichere Peer-to-Peer-Transaktionen ermöglicht, ohne dass Zwischenhändler erforderlich sind.

Bei der Proof-of-Work-Konsensmethode werden Kryptowährungen durch den Prozess des Minings geprägt, bei dem ein komplexes mathematisches Problem, ein sogenanntes Hash-Puzzle, gelöst wird, um einen neuen Block zu erstellen. Kurz gesagt: Miner konkurrieren darum, das Rätsel zu lösen und den Block zur Blockchain hinzuzufügen. Der Miner, der das Rätsel erfolgreich löst, wird mit der neu geprägten Kryptowährung und allen Transaktionsgebühren belohnt, die mit den im Block enthaltenen Transaktionen verbunden sind. Diese Belohnung ermutigt Bergleute, sich ehrlich am Netzwerk zu beteiligen und dessen Sicherheit zu unterstützen.

Bitcoin ist das erfolgreichste Beispiel, da es die robusteste und funktionierendste Form eines dezentralen Netzwerks darstellt, die die Welt je gekannt hat. Sein Knotennetz ist mittlerweile so groß, dass es nahezu unmöglich ist, von böswilligen Akteuren angegriffen zu werden. Aus diesem Beispiel entstanden nach und nach viele andere Arten von Blockchains mit mehr oder weniger ähnlichen Eigenschaften, auch wenn sie noch nicht das gleiche Maß an Dezentralisierung und Sicherheit erreichen konnten.

Die am zweithäufigsten verwendete Konsensmethode ist Proof of Stake (PoS). In Proof-of-Stake-Blockchains wird der Prozess des Hinzufügens neuer Blöcke von Validatoren durchgeführt, die ausgewählt werden, einen neuen Block basierend auf ihrem Anteil am Netzwerk zu erstellen, und nicht durch die Lösung mathematischer Probleme wie bei PoW.

Private Blockchains

Auch wenn das Konzept der Blockchain hauptsächlich auf dezentrale Nutzungen und die Lösung des heiklen Vertrauensproblemsabzielt, wurden einige Blockchains speziell für einzelne Organisationen oder eine kleine Gruppe von Organisationen erstellt und sind nicht für die Öffentlichkeit zugänglich. Diese werden „Private Blockchains“ genannt und von Unternehmen und Organisationen häufig für interne Anwendungsfälle verwendet, bei denen Transparenz und Dezentralisierung nicht im Vordergrund stehen, sondern vielmehr das Bedürfnis nach Privatsphäre und Kontrolle. Dies ist bei den sogenannten Distributed-Ledger-Technologien (DLT) der Fall. DLTs funktionieren auf die gleiche Weise wie eine „klassische“ Blockchain, d. h. sie sind eine Art digitales System, das es mehreren Parteien ermöglicht, eine gemeinsame und synchronisierte Datenbank zu verwalten, die zur Aufzeichnung von Transaktionen oder anderen Arten von Daten verwendet werden kann. Ein wunder Punkt dieser Art von Technologie ist jedoch, dass sie im Widerspruch zum eigentlichen Konzept der Blockchain steht. Der Grund dafür ist, dass in einer privaten Blockchain alle beteiligten Identitäten bekannt sein müssen, die Anzahl der Knoten begrenzt ist und der Zugriff auf Daten begrenzt ist, während öffentliche Blockchains offen und für jedermann zugänglich sind, was vollständige Transparenz und Dezentralisierung ermöglicht.

Dennoch gibt es auch zwischen einer privaten Blockchain und einem DLT einige kleine, aber wichtige Unterschiede, einige davon sind:

1. Bei einem DLT gibt es keine Tauschmünze/Token;
2. In einer privaten Blockchain kann der Verlauf nicht geändert werden, in einer DLT hingegen schon.
3. In einer privaten Blockchain können alle Knoten miteinander kommunizieren, ein DLT funktioniert von Punkt zu Punkt;
4. Bei einem DLT gibt es keinen wirtschaftlichen Anreiz, das Netzwerk sicher zu machen.

Private Blockchains können verwendet werden, um die Effizienz und Sicherheit im Lieferkettenmanagement, bei der Führung von Aufzeichnungen und in anderen Anwendungsfällen zu steigern.

Highlights 
 Die Blockchain, ein verteiltes, dezentrales und verschlüsseltes Hauptbuch, wird oft als neues Paradigma für die Art und Weise bezeichnet, wie wir Daten und Vermögenswerte speichern und übertragen. Es bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Systemen, darunter erhöhte Sicherheit, Transparenz und Effizienz.
Kryptowährungen, die als Tauscheinheiten innerhalb eines bestimmten Blockchain-Netzwerks verstanden werden, werden hauptsächlich auf zwei Arten erstellt: in PoW durch den Prozess des Minings, während sie in PoS an Validatoren verteilt werden, die ausgewählt werden, einen neuen Block basierend auf ihrem Einsatz zu erstellen im Netzwerk.
Öffentliche Blockchains sind offen und für jedermann zugänglich, was vollständige Transparenz und Dezentralisierung ermöglicht. Private Blockchains hingegen sind erlaubt und beschränken den Zugriff auf das Netzwerk nur auf bestimmte Teilnehmer. Auch im Bereich der privaten Blockchains gibt es DLTs, die leicht unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.

Abschluss

Dieser Teil des Kurses soll Ihnen helfen zu verstehen, woraus die Blockchain-Technologie besteht, welche Eigenschaften sie hat und welche Rolle Kryptowährungen spielen. Dies ist ein sehr wichtiges Thema, das es zu verstehen gilt, bevor wir uns auf die Blockchain-Anwendungsfälle wagen. Im nächsten Modul beschäftigen wir uns mit dem Thema Smart Contracts und dezentrale Anwendungen.