Blockchain-Technologie

Blockchains sind verteilte Datenstrukturen, die eine Abfolge von Transaktionen fälschungssicher und nachvollziehbar protokollieren. Es wird keine zentrale Instanz benötigt. Blockchains eignen sich daher gerade in einer globalisierten Welt, um eine Kontrolle und Sicherheit für Sequenzen von Transaktionen zu bieten. Blockchains stellen daher eine digitale Alternative für jegliche Register oder Herstellfolgen dar, die kontrolliert und protokolliert werden müssen.

Verteilte Datenstruktur

Die Blockchains können als Tabellen verstanden werden, wobei die Tabelle fortgeführt werden kann, aber deren Einträge nicht abgeändert werden kann. Es handelt sich auch nicht um eine zentral geführte Tabelle, sondern alle Teilnehmer des Blockchains-Netzwerks besitzen eine identische Kopie dieser Tabelle. Es ist daher nicht notwendig, eine zentrale Authoritätsinstanz zu unterhalten. Die Tabellen werden kontinuierlich abgeglichen. Durch die Datenhaltung auf allen Computern des Netzwerks ergibt sich eine ausgesprochen hohe Ausfallsicherheit.

Fortschreibung der Blockchain

Jeder Teilnehmer hat jederzeit Zugang zur Blockchain und kann jederzeit die Tabelle fortschreiben. Allerdings muss diese Fortschreibung von der Mehrzahl der anderen Teilnehmer des Netzwerks bestätigt werden, damit die Blockchain fortgeschrieben wird. Nach der Bestätigung kann die Fortschreibung der Blockchain nicht mehr geändert werden.

Bitcoin

Die Kryptowährung Bitcoin ist die bekannteste Anwendung der Blockchain-Technologie. Bei Bitcoin handelt es sich um die erste dezentrale, virtuelle, digitale Währung. Aufgrund der Nachteile der aktuellen Blockchain-Technologie bleibt es abzuwarten, wie sich die weitere Entwicklung dieser Kryptowährung ergibt.

Distributed Ledger Technology

Bei der Distributed Ledger Technology handelt es sich um eine verteilte Datenstruktur, bei der es ebenfalls keine oder zumindest mehrere vertrauenswürdige Instanzen gibt, da das entscheidende Dokument, beispielsweise die entscheidende Tabelle, nicht nur von einer Instanz verwaltet wird.

Netzwerkknoten

Ein Netzwerkknoten oder node ist ein Computer des Blockchain-Netzwerks. Auf dem Computer wird die Blockchain und eine Client-Software abgelegt. Beispielsweise bei der Kryptowährung Bitcoin kann jeder node Bitcoins „schürfen“, indem er die Bestätigungsprozedur zur Fortschreibung der Blockchain aktiv unterstützt. Hierzu werden kryptographische Rätsel gelöst. Nodes, die schürfen, werden als Miner bezeichnet. Löst ein Miner ein kryptographisches Rätsel, erhält er Bitcoins zur Belohnung. Es schließen sich Miner zu Mining-Pools zusammen, um bessere Chancen zur Lösung der kryptographischen Rätsel zu erhalten.

Sicherheit

Es gibt bei der Blockchain-Technologie keine zentrale Instanz, die das „Hauptbuch“ verwaltet. Es kann daher kein Angriff auf diese zentrale Instanz geben. Zur Manipulation der Blockchain müsste ein Angreifer die Mehrzahl der Nodes manipulieren können, was bei großen Netzwerken ausgeschlossen sein dürfte.

Konsensmechanismen

Damit die Blockchain fortgeschrieben wird, muss es ein Konsens der Mehrzahl der Netzwerkknoten geben. Hierzu gibt es unterschiedliche Mechanismen, beispielsweise Proof-of-Work, Proof-of-Stake und Ripple Consensus.

Public und Private Blockchains

Blockchains können in öffentliche/dezentralisierte oder private/zentralisierte blockchains unterschieden werden. Bei öffentlichen Blockchain-Netzwerken haben alle Netzwerkknoten dieselben Rechte. Außerdem betreibt nicht nur ein Netzwerkknoten, sondern mehrere die Blockchain bzw. den Ledger.

Bei einem privaten Blockchain existiert eine zentrale Instanz. Die Netzwerkknoten haben daher nicht alle dieselben Rechte. Oft startet ein Blockchain-Netzwerk mit einer zentralen Instanz und wird ab einer Mindestanzahl an Netzwerkknoten als öffentliche Blockchain fortgeführt. Damit verhindert man das Risiko, eines Angriffs auf eine kleine Anzahl an Teilnehmer, der erfolgreich enden könnte. Ein Angriff auf eine große Anzahl an Teilnehmer kann ausgeschlossen werden.

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