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Blockchain-Technologie kurz erklärt

Wahrscheinlich hast du das Wort Blockchain oder Blockchain-Technologie schon einmal gehört, da es immer mal wieder in den Medien auftaucht. Diese Technologie ist ein zentraler Bestandteil von Kryptowährungen und NFTs, zwei Themen, die immer wieder für Schlagzeilen sorgen, aber nicht immer leicht zu verstehen sind. Was ist also eine Blockchain? Wie funktioniert es? Wir klären auf.

Werner Beckmann

Werner Beckmann

Blockchain-Technologie kurz erklärt

Eine Blockchain ist ein dezentrales System zur Aufzeichnung und Speicherung von Daten. Blockchain kommt aus dem Englischen und bedeutet wörtlich übersetzt so viel wie Blockkette. Sie fungiert als eine Art Datenbank und ist vor allem für ihre Anwendung als Hauptbestandteil der meisten Kryptowährungen bekannt.

Was ist Blockchain?

Oft wird von „der Blockchain“ gesprochen, aber es handelt sich nicht um eine einzige Einheit. Es gibt viele Blockchains, und obwohl einige beliebter sind als andere – zum Beispiel die Ethereum- und die Bitcoin-Blockchain – können jederzeit neue geschaffen werden. Wenn wir von „der Blockchain“ sprechen, meinen wir in der Regel diese Technologie als Ganzes und nicht bestimmte Beispiele von Blockchains.

Die Basis zur kryptografischen Verkettung einzelner Blöcke wurde bereits 1991 gesetzt. Nick Szabo arbeitete 1998 daran, einen Mechanismus für eine dezentrale virtuelle Währung zu kreieren. Das Blockchain-Konzept als verteiltes Datenbankmanagementsystem wurde erstmals 2008 von Satoshi Nakamoto in einem White Paper zu Bitcoin aufgeworfen. Bei Nakamoto handelt es sich um ein Pseudonym einer Person oder sogar einer ganzen Personengruppe. Im Jahr darauf veröffentlichte Nakamoto die erste Implementierung der Software und kreierte dadurch die erste 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.

Blockchain-Beispiele und -Anwendungsgebiete

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

Währung

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.

Finanzwesen

Blockchain ist im Finanzwesen besonders beliebt, weil sie Finanzunternehmen jeder Größe Geld und Zeit sparen kann. Durch die Beseitigung bürokratischer Hürden, die Umwandlung von Ledger-Systemen in Echtzeit und die Reduzierung von Gebühren für Dritte können die größten Banken viel Geld sparen. Diese Unternehmen nutzen Blockchain, um Geld effizient zu überweisen.

Cybersicherheit

Der Hauptvorteil der Blockchain ist die Verwendung eines verteilten Ledgers. Ein verteiltes Public-Key-Infrastrukturmodell reduziert viele Risiken, die mit zentral gespeicherten Daten verbunden sind, indem es die offensichtlichsten Ziele eliminiert. Transaktionen werden über jeden Node im Netzwerk aufgezeichnet, was es Angreifern erschwert, Daten zu stehlen, zu kompromittieren oder zu manipulieren, es sei denn, es besteht eine Schwachstelle auf der Ebene der Plattform.

Eine weitere Schwachstelle wird durch den kollaborativen Konsensalgorithmus der Blockchain beseitigt. Er kann auf böswillige Handlungen, Anomalien und Fehlalarme achten, ohne dass eine zentrale Instanz erforderlich ist. Das stärkt die Authentifizierung und sichert die Datenkommunikation und die Verwaltung von Aufzeichnungen. Erfahre in einem unserer Artikel mehr über Krypto-Hacks.

Gesundheitswesen

Blockchain im Gesundheitswesen steht zwar noch am Anfang, ist aber bereits vielversprechend. Tatsächlich haben erste Blockchain-Lösungen gezeigt, dass sie das Potenzial haben, die Kosten im Gesundheitswesen zu senken, den Zugang zu Informationen für alle Beteiligten zu verbessern und die Geschäftsprozesse zu rationalisieren. Ein fortschrittliches System für die Erfassung und den Austausch privater Informationen könnte genau das Richtige sein, um sicherzustellen, dass ein bereits aufgeblähter Sektor seine exorbitanten Kosten senken kann.

Wahlen

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.

Verträge

Smart Contracts sind wie normale Verträge, nur dass die Vertragsregeln in Echtzeit auf einer Blockchain durchgesetzt werden. Dadurch wird der Mittelsmann überflüssig und alle Beteiligten sind in einer Weise verantwortlich, wie es bei herkömmlichen Verträgen nicht möglich ist. Das spart Unternehmen Zeit und Geld und stellt gleichzeitig sicher, dass alle Beteiligten die Regeln einhalten. Blockchain-basierte Verträge werden immer beliebter, da Branchen wie die Regierung, das Gesundheitswesen und die Immobilienbranche die Vorteile entdecken.

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.

Arten von Blockchain-Netzwerken

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.

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.

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.

Vorteile der Blockchain-Technologie

Blockchain ist dezentral, transparent und bietet dir einige Vorteile.

  • Sicher: Die dezentrale Verteilung und die Verschlüsselung sorgen dafür, dass Blockchains nicht so einfach zu hacken sind.
  • Transparent: Informationen können von allen Teilnehmenden eingesehen, jedoch nicht verändert werden. Das hilft Unternehmen und Smart-Home-Geräten sicherer zu werden.
  • Schnell: Dank Blockchain lassen sich einige Prozesse verschlanken und beschleunigen.
  • Automatisiert: Aktionen und Bezahlvorgänge lassen sich via Blockchain programmieren und automatisieren, sobald bestimmte Vorgaben erfüllt sind.
  • Unabhängig: Blockchain ist ein P2P-Netzwerk, was uns weniger Abhängigkeiten zu Dritten verschafft. Das senkt Kosten und macht Transaktionen schneller.

Nachteile von Blockchain-Technologie

Hier erfährst du, welche Nachteile Blockchain mit sich bringen kann.

  • Skalierbarkeit: Dies ist einer der größten Nachteile der Blockchain-Technologie, da sie aufgrund der festen Blockgröße zum Speichern von Informationen nicht skalierbar ist. Die Blockgröße beträgt 1 MB, wodurch nur ein paar Transaktionen in einem einzigen Block gespeichert werden können.
  • Nicht ausgereift genug: Die Blockchain-Technologie ist erst ein paar Jahre alt, daher haben die Menschen noch nicht viel Vertrauen in sie. Sie sind noch nicht bereit, in sie zu investieren, aber einige Anwendungen der Blockchain sind in verschiedenen Branchen bereits sehr erfolgreich.
  • Energiefresser: Für die Überprüfung von Transaktionen wird viel Energie verbraucht, was zu einem Problem wird. Laut einer Studie wurden 2018 0,3 Prozent des weltweiten Stroms für die Überprüfung von Transaktionen mit der Blockchain-Technologie verbraucht.
  • Rechtliche Grundlagen: In einigen Ländern ist die Nutzung der Blockchain-Technologie wie Kryptowährungen aufgrund von Umweltproblemen verboten, sodass sie die Nutzung der Blockchain-Technologie im kommerziellen Bereich nicht fördern.
  • Speicherung: Blockchain-Datenbanken werden auf allen Nodes des Netzwerks gespeichert, was zu einem Speicherproblem führt: Je mehr Transaktionen stattfinden, desto mehr Speicherplatz wird benötigt.

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.

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Werner Beckmann
Werner Beckmann Werner Beckmann
Werner ist Copywriter und Wortjongleur bei NordVPN. Er recherchiert gerne die neuesten Trends in Sachen Cybersicherheit und berichtet über spannende Tech-Themen im NordVPN-Blog. Mit seinen Texten möchte er die Menschen über Online-Sicherheit aufklären und die Vision eines wahrhaft freien Internets vorantreiben.