Blockchain-Technologie: Bedeutung, Vorteile und wozu sie verwendet wird

Was ist Blockchain?

Um zu verstehen, was Blockchain ist, gehen wir im Folgenden näher auf die Definition des Begriffs ein sowie die Unterschiede zwischen Bitcoin und Blockchain.

Blockchain-Definition

Blockchain (deutsch: „Blockkette“) ist eine dezentrale, verteilte und unveränderliche Datenbank, die Transaktionen in Blöcken speichert und verknüpft. Diese Blöcke sind kryptografisch gesichert und in einer Kette angeordnet, wodurch die chronologische Reihenfolge und die Unveränderlichkeit der Daten gewährleistet sind. Wenn man von „der Blockchain“ spricht, meint man in der Regel diese Technologie als Ganzes und nicht bestimmte Beispiele von Blockchains.

Was ist der Unterschied zwischen Bitcoin und Blockchain?

Bitcoin ist eine Kryptowährung, also ein digitales Zahlungsmittel. Im Unterschied dazu ist Blockchain die grundlegende Technologie, die Bitcoin und andere Kryptowährungen erst ermöglicht. Bitcoin verwendet die Blockchain, um Transaktionen aufzuzeichnen und zu verifizieren. Somit ist es eine spezielle Anwendung der Blockchain.

So funktioniert die Blockchain-Technologie?

Wie der Name schon sagt, besteht sie aus einer Reihe von Blöcken. Der Begriff „Block“ bezieht sich auf eine Einheit der Datenspeicherung innerhalb des Codes der Blockchain. Jeder Block enthält die eindeutige Nummer des Blocks, der ihm vorausging, und so entsteht eine „Kette“ von Blöcken.

Stell dir den ersten Block als die erste Zeile einer Datenbank vor. Er wird Genesis-Block genannt und ist für sich genommen nur eine kleine Sammlung von Daten, keine Kette von Datenblöcken. Er enthält jedoch einen eindeutigen numerischen Bezeichner, zum Beispiel 0001. Wenn ein zweiter Block hinzugefügt wird, identifiziert er sich als Block 0002 und enthält die Information, dass er auf Block 0001 folgt. So wird eine Kette gebildet.

So weit, so gut. Als Nächstes befassen wir uns mit dem Teil, der eine Blockchain besonders macht.

Anonymität und Pseudonymität

Blockchains sind nicht anonym, sondern pseudonym. Die Adresse ist ein Pseudonym für die Person, die den entsprechenden privaten Schlüssel besitzt. Jede Aktion, die mit dieser Adresse durchgeführt wird, kann zu dieser Person zurückverfolgt werden, auch wenn ihre Identität unbekannt sein mag. Und da alle Transaktionen in der Blockchain gespeichert werden, ist es für jeden möglich, sie zurückzuverfolgen, auch wenn diese Transaktion längst in der Vergangenheit liegt.

Es gibt sogenannte Privacy Coins, die durch Kryptografie so etwas wie echte Anonymität ermöglichen. Hier können Transaktionen nicht mit einzelnen Adressen verknüpft werden.

Dezentralitiät

Im Gegensatz zu einer normalen Datenbank, die auf einem einzigen Server gespeichert ist, ist eine Blockchain dezentralisiert und über ein Peer-to-Peer-Netzwerk verteilt.

Jeder Node im Netzwerk (in der Regel ein Gerät oder eine Art Server) hat eine Kopie der Blockchain. Bevor ein neuer Block hinzugefügt wird, müssen die meisten Node-Betreiber im Netzwerk ihn überprüfen und validieren. So wird verhindert, dass jemand die Integrität der Kette manipuliert (z. B. indem er einen Block hinzufügt, der nicht mit dem korrekten Vorgängerblock verknüpft ist).

Die Bitcoin-Blockchain zum Beispiel hatte im letzten Jahr angeblich mehr als 13.000 Nodes. Das ist es, was die Leute meinen, wenn sie Kryptowährungen und ihre Blockchains als dezentralisiert bezeichnen. Dank dieses Systems und der Art und Weise, wie die Blöcke kodiert sind, ist es sehr schwer, Informationen aus der Chain zu entfernen, wenn sie einmal hinzugefügt worden sind.

Transparenz

Die meisten Blockchains sind sehr transparent, sodass Beobachter von außen die auf der Chain gespeicherten Daten einsehen können. Das ist besonders wichtig für Kryptowährungen. Es ist viel einfacher, den Geldfluss über Blockchain-Wallets zu verfolgen als über private Bankkonten. Diese Transparenz kann es einfacher machen, Betrüger zu identifizieren und zu verfolgen.

Die Transparenz hat aber auch eine Kehrseite. Da die meisten Daten auf einer Blockchain für die meisten Menschen zugänglich sind, ist sie kein guter Ort, um sensible Informationen zu speichern. Das Hashing verbirgt die Tatsache, dass du der Eigentümer der Daten bist, aber die Daten selbst sind immer noch für neugierige Augen sichtbar. Deshalb sollten Vorschläge, die Blockchain für staatliche Aufzeichnungen oder medizinische Daten zu nutzen, mit einer gewissen Skepsis betrachtet werden.

Sicherheit

Da die Blockchain-Technologie weniger reguliert ist, ist es viel schwieriger, Verluste wiedergutzumachen, wenn Daten, die du auf einer Blockchain gespeichert hast, gestohlen werden. Wenn du Geld in einer Blockchain-Brieftasche hast und es jemandem gelingt, auf deine Brieftasche zuzugreifen, gibt es keine Bank oder zentrale Behörde, die dir hilft, das Geld zurückzubekommen. Das ist ein wichtiger Grund, warum ein großer Teil der Öffentlichkeit Schwierigkeiten hat, Kryptowährungen und der Technologie, auf der sie basieren, zu vertrauen.

Die Wichtigkeit von Blockchain

Die Blockchain-Technologie sorgt für mehr Sicherheit. Neue Daten werden als Blöcke immer hinten an die bestehende Kette angefügt. Jeder einzelne Block bekommt dabei eine einzigartige digitale Signatur – auch Hash genannt – bestehend aus Zahlen- und Buchstabenfolgen. Du kannst dir diesen Hash wie einen geheimen, mathematischen Code vorstellen. Sobald du etwas an einem bereits gespeicherten Block verändern würdest, beispielsweise eine Zahl oder Geldbetrag, verändert sich sofort auch dessen Signatur.

Ein Hacker müsste daher sämtliche nachfolgenden Blöcke gleichzeitig manipulieren, damit seine Änderungen unerkannt bleiben – was praktisch unmöglich ist. Darüber hinaus kommt die Blockchain-Technologie ohne Vermittler aus, wodurch Unternehmen Ausgaben senken und Gewinne steigern können. Sichere Transaktionen lassen sich direkt und einfach prüfen und durchführen: ganz ohne Vermittler. Dadurch wird der Ablauf transparenter und effizienter, da jeder Teilnehmer Anpassungen vornehmen, prüfen und bestätigen kann.

Vorteile der Blockchain-Technologie

Die Blockchain-Technologie bietet einen dezentralen und transparenten Ansatz, der sowohl für Nutzer als auch für Unternehmen klare Vorteile bringt.

Transparenz und Rückverfolgbarkeit

Alle Transaktionen innerhalb eines Blockchain-Netzwerks sind für autorisierte Teilnehmer klar sichtbar und überprüfbar. Da die in der Blockchain gespeicherten Daten nachträglich nicht verändert werden können, ist ein hohes Maß an Transparenz gewährleistet und die Rückverfolgbarkeit von Informationen, Produkten und Transaktionen wird erleichtert. Diese Unveränderlichkeit macht Geschäftsprozesse, Lieferketten und sogar Smart-Home-Geräte sicherer und zuverlässiger.

Sicherheit

Dank der dezentralen Verteilung und fortschrittlichen Verschlüsselungsmethoden bieten Blockchains einen hohen Schutz vor Hackerangriffen oder Manipulationsversuchen. Anstelle eines zentralen Speicherorts, der anfällig für Angriffe ist, verteilt die Blockchain ihre Daten über ein dezentrales Netzwerk, wodurch erfolgreiche Datenverletzungen extrem schwierig und unwahrscheinlich werden.

Effizienzsteigerung und Kostensenkung

Mit der Blockchain-Technologie können viele Prozesse automatisiert werden, wodurch komplexe Kommunikationswege und Zwischenstufen entfallen. Diese Automatisierung von Routinetätigkeiten senkt die Betriebskosten erheblich und führt zu einer deutlichen Effizienzsteigerung in verschiedenen Geschäftsbereichen.

Vertrauen

Die dezentrale Strucktur der Blockchain in Verbindung mit der Unveränderlichkeit der gespeicherten Daten erhöht das Vertrauen aller Beteiligten. Sie können sich auf die Technolgie verlassen, da kein einzelner Teilnehmer Informationen einfach so ändern oder manipulieren kann, was Sicherheit schafft und Zweifel bei Transaktions- oder Kooperationsprozessen reduziert.

Nachteile der Blockchain-Technologie

Trotz ihrer zahlreichen Vorteile bringt die Blockchain-Technologie auch einige Herausforderungen und Nachteile mit sich.

Begrenzte Skalierbarkeit

Die begrenzte Skalierbarkeit bleibt eine der größten Nachteile der Blockchain. Da die Größe jedes Blocks auf etwa 1 MB festgelegt ist (wie beispielsweise bei Bitcoin), kann die Blockchain nur eine bestimmte Anzahl von Transaktionen pro Block speichern. Dies schränkt den Gesamttransaktionsdurchsatz von Blockchain-Netzwerken erheblich ein und beeinträchtigt ihre Fähigkeit, effizient an die Anforderungen von Szenarien mit hohem Datenaufkommen angepasst zu werden.

Hoher Energieverbrauch

Blockchain-Plattformen, vor allem solche, die den Proof-of-Work-Konsensmechanismus nutzen, brauchen viel Rechenleistung und Energie, um Transaktionen zu validieren. Es wird damit gerechnet, dass die Blockchain etwa 81,51 bis 148 TWh jährlich verbraucht. Auch Ethereum benötigt viel Strom, allerdings deutlich weniger als Bitcoin.

Hoher Speicherbedarf

Da die Blockchain-Infrastruktur jede Transaktion an alle Teilnehmer (oder Knoten) innerhalb des Netzwerks verteilt, muss jeder Teilnehmer das gesamte Ledger speichern und ständig aktualisieren. Mit jeder zusätzlichen Transaktion wächst die Blockchain und damit auch der Speicherbedarf. Dieser rasante Anstieg des Speicherplatzes kann insbesondere für gewisse Teilnehmer zu erheblichen infrastrukturellen Herausforderungen führen.

Rechtliche Vorschriften

In mehreren Ländern sind die staatlichen Vorschriften zur Blockchain-Technologie und den damit verbundenen Anwendungsfällen, wie z.B. Kryptowährungen, entweder unklar oder restriktiv. Einige Behörden haben die Verwendung von Kryptowährungen aus Umwelt-, Sicherheits- oder Finanzstabilitätsgründen vollständig verboten oder stark reguliert. Diese regulatorischen Beschränkungen können sich negativ auf die Einführung von Blockchain-Lösungen auswirken, insbesondere im kommerziellen und finanziellen Bereich.

Wofür wird Blockchain verwendet? Anwendungen und Beispiele

Wenn du schon einmal von Blockchains gehört hast, dann wahrscheinlich wegen zweier anderer technologischer Sachen: Kryptowährungen und NFTs.

Kryptowährungen

Kryptowährungen wie Bitcoin, Ethereum und Dogecoin verwenden die Blockchain, um Transaktionen aufzuzeichnen. Jedes Mal, wenn diese digitalen Währungen den Besitzer wechseln, wird die Interaktion in einem Block auf der Blockchain aufgezeichnet.

Das heißt, wenn du die Krypto-Wallets einer Person auf der Blockchain findest, kannst du die Geschichte ihrer Krypto-Transaktionen einsehen. Auch wenn du nicht weißt, wem die Wallet gehört, kannst du ihre Aktivitäten einsehen, da die Blockchain sehr transparent ist. Wenn man von unauffindbaren Kryptowährungen spricht, meint man in der Regel die Tatsache, dass der Besitzer der Wallet oft unauffindbar ist, und nicht die Transaktionen selbst.

Während die Transaktionen öffentlich zugänglich sind, sind die Details darüber, wer die Transaktionen durchführt, dank eines kryptografischen Verfahrens namens Hashing geheim. Besonders in der Diskussion um das Metaverse könnte die Technologie eine zentrale Rolle für einen sicheren Zahlungsverkehr spielen.

NFTs

NFTs (Non-Fungible Tokens, deutsch: nicht austauschbare Token) sind einzigartige digitale Vermögenswerte, die mithilfe der Blockchain gespeichert werden. Sie dienen als fälschungssichere Eigentumsnachweise für digitale oder reale Objekte wie Kunstwerke, virtuelle Grundstücke oder sogar Tweets. Durch die Einzigartigkeit jedes NFTs lässt sich die Echtheit und die Besitzer-Identität eindeutig nachweisen – ähnlich wie ein digitaler Reisepass. Obwohl NFTs kompliziert wirken, basieren sie auf einfachen Blockchain-Prinzipien: Einzigartigkeit, Transparenz und Sicherheit.

Lieferketten

Blockchain ermöglicht Datentransparenz, indem sie eine Single-Source-of-Truth offenlegt. Durch die Anerkennung von Datenquellen kann Blockchain mehr Vertrauen in den Lieferketten etablieren. Die Technologie kann außerdem den Logistikprozess schlanker und automatisierter machen und der Branche so jährlich Milliarden von Euro sparen.

Regierungswahlen

Blockchain kann genutzt werden, um Regierungsdokumente zu sichern oder aber, um die bürokratische Effizienz und die Rechenschaftspflicht zu verbessern und massive finanzielle Belastungen zu reduzieren.

Blockchain könnte auch unsere Wahlen revolutionieren. Blockchain-basierte Wahlen könnten das Engagement der Bürger verbessern, indem sie ein Maß an Sicherheit und Unbestechlichkeit bieten, das die Stimmabgabe auf mobilen Geräten ermöglicht.

Welche Branchen profitieren am meisten von der Blockchain-Technologie?

Die Branchen, die am stärksten von der Blockchain-Technologie profitieren, sind Finanzwesen, Lieferkettenmanagement, Gesundheitswesen, Immobilienwirtschaft, Öl- und Gasindustrie, Medienbranche sowie Bildung.

Welche Blockchains gibt es?

Im Folgenden zeigen wir dir, wie die Blockchain sich in bestimmte Arten von Netzwerk unterscheiden lässt:

Öffentliche Blockchain-Netzwerke

Dies ist die häufigste Art von Blockchains, die für jeden zugänglich sind. Kryptowährungen laufen auf diesen Chains, und sie bieten den geringsten Datenschutz in Bezug auf Transaktions- und Aktivitätsprotokolle.

Private Blockchain-Netzwerke

Eine private Blockchain eignet sich für ein Unternehmen oder eine Organisation, die die Technologie ohne die extreme Dezentralisierung einer öffentlichen Blockchain nutzen möchte. Diese Blockchains können über mehrere Geräte innerhalb eines Unternehmens verwaltet werden, anstatt über Nodes auf der ganzen Welt verteilt zu sein. Cybersicherheit ist wichtig, und dieser Ansatz für die Blockchain kann ein höheres Maß an Sicherheit und Privatsphäre ermöglichen.

Blockchains von Konsortien

Diese Blockchains sind wie private und genehmigungsbasierte Blockchains, nur dass sie von mehreren Organisationen gemeinsam genutzt werden. So könnten zum Beispiel mehrere Unternehmen oder Behörden für die Pflege der Nodes in einem Blockchain-Netzwerk verantwortlich sein. Die Blockchain könnte immer noch relativ privat gehalten werden, aber die Mitglieder aller beteiligten Organisationen könnten auf die gespeicherten Daten zugreifen.

Genehmigungsbasierte Blockchain-Netzwerke

Eine weitere gute Option für Unternehmen sind genehmigungsbasierte Blockchains, die genau das sind, wonach sie klingen. Sie erfordern eine Zugangsberechtigung, die entweder durch einen zentralen Administrator oder durch automatisierte Überprüfungsprozesse erteilt wird. Eine private Blockchain kann auch eine genehmigungsbasierte Blockchain sein und umgekehrt.

Ist Blockchain die Zukunft?

Die Blockchain hat viele potenzielle Einsatzmöglichkeiten und revolutioniert bereits die Währung und den Zugang zu Daten. Trotz einiger enthusiastischer Prognosen über ihre transformative Kraft in der Gesellschaft werden wir aber wahrscheinlich nicht so bald eine Massenanwendung erleben.

Die größten Vorteile von Blockchains – Dezentralisierung und Transparenz – machen sie auch für viele Anwendungsfälle außerhalb des Kryptowährungsbereichs ungeeignet. Die Technologie wird zwar weiter an Popularität gewinnen und sich weiterentwickeln, um den Bedürfnissen von Unternehmen und Regierungen gerecht zu werden, aber ihr volles Potenzial wird sich erst noch entfalten.