Technologie des Blockchain

Eine Blockchain ist eine Abfolge von Datensätzen, die als Blöcke bezeichnet werden. Jeder Block weist einen kryptographisch sicheren Hash des vorhergehenden Blocks auf. Außerdem umfasst jeder Block einen Zeitstempel und Transaktionsdaten. Welche Daten durch die Transaktionsdaten gespeichert werden, ist unerheblich. Es können grundsätzlich jegliche Arten von Daten gespeichert werden.

Ein besonderes Charakteristikum des Blockchains ist es, dass die gespeicherten Transaktionen aufeinander aufbauen. Aus den späteren Transaktionen kann auf die Korrektheit der früheren Transaktionen geschlossen werden. Ein Teilnehmer des Blockchain-Netzwerks kann daher Manipulationen der Blockchain an Inkonsistenzen entdecken.

Entdeckt der Teilnehmer der Blockchain, dass er eine manipulierte Blockchain vorliegen hat, kann er auf eine beliebige Anzahl anderer Nodes zugreifen, um eine andere Version der Blockchain zu erhalten. Diese kann er wiederum prüfen, bis er eine korrekte Blockchain erhalten hat.

Fortschreibung

Das Anhängen eines neuen Blocks erfolgt durch ein Konsensverfahren. Verbreitete Konsensverfahren sind Proof-of-Work, Proof-of-Stake, Proof-of-Capacity, Proof-of Burn und Proof-of-Activity. Das Konsensverfahren erfolgt dezentral durch die Mehrzahl der Teilnehmer der Blockchain. Auf eine vertrauenswürdige Instanz, die die Fortschreibung und Datenintegrität der Blockchain sicherstellt, kann daher verzichtet werden. Die Datenintegrität kann durch jeden Teilnehmer der Blockchain durch Prüfung der Blockchain auf Inkonsistenzen selbst überprüft werden.

Prinzipien der Blockchain

Abfolge von Blöcken: Die Blockchain ist eine Sequenz von Datensätzen (Blöcke).

Dezentrale Speicherung: Die Blockchain ist auf allen Nodes gespeichert. Entdeckt ein Teilnehmer eine manipulierte Blockchain, kann aus einer beliebigen Anzahl an Computern eine andere Version der Blockchain erhalten.

Konsensmechanismus: Neue Blöcke werden in einem Konsensverfahren der Teilnehmer hinzugefügt. Eine zentrale vertrauenswürdige Instanz wird nicht benötigt.

Datenintegrität: Jeder einzelne Block weist einen Hashwert seines Vorgängers auf. Inkonsistenzen in Blockchains (manipulierte Blockchains) können daher leicht erkannt werden.

Bitcoin

Die Blockchain der Bitcoin weist Blöcke auf, die einen Header und Daten zu Transaktionen umfassen. Der Header weist einen gehashten Wert des Headers des Vorgänger-Blocks auf und einen Hash-Baum der Daten zu den Transaktionen. Dieser Header wird im nachfolgenden Block als gehashter Wert im Header aufgenommen. Auf diese Weise ergibt sich eine Verkettung der Blöcke. Eine Manipulation eines einzelnen Blocks führt zu Inkonsistenzen, die an den Headern der nachfolgenden Blöcke erkannt werden können.

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