Wie funktioniert Blockchain?

Was ist Blockchain?

Blockchain, manchmal auch als Distributed Ledger Technology (DLT) bezeichnet, macht die Historie jedes digitalen Assets durch den Einsatz von Dezentralisierung und kryptografischem Hashing unveränderbar und transparent. Eine einfache Analogie zum Verständnis der Technologie ist ein Google Doc. Wenn wir ein Dokument erstellen und es mit einer Gruppe von Personen teilen, wird das Dokument verteilt, anstatt kopiert oder übertragen zu werden. Dadurch entsteht eine dezentrale Verteilungskette, die jedem gleichzeitig Zugriff auf das Dokument gibt. Niemand wird ausgesperrt, während alle Änderungen an dem Dokument in Echtzeit aufgezeichnet werden, was Änderungen völlig transparent macht.

Natürlich ist die Technologie komplizierter als ein Google Doc, aber der Vergleich ist treffend, weil sie drei entscheidende Ideen der Technologie illustriert:

  • Es handelt sich um eine Datenbank, die verschlüsselte Datenblöcke speichert und diese dann miteinander verkettet, um eine chronologische Single-Source-of-Truth für die Daten zu bilden.
  • Digitale Assets werden verteilt, anstatt kopiert oder übertragen zu werden, wodurch eine unveränderliche Aufzeichnung eines Assets entsteht. Der Vermögenswert ist dezentralisiert und erlaubt vollen Echtzeit-Zugriff und Transparenz für die Öffentlichkeit.
  • Ein transparentes Ledger der Änderungen bewahrt die Integrität des Dokuments, was Vertrauen in das Asset schafft. Die inhärenten Sicherheitsmaßnahmen und das öffentliche Hauptbuch machen es zu einer erstklassigen Technologie für fast jeden einzelnen Sektor.

Wie funktioniert die Technologie?

Die Technologie ist besonders vielversprechend und revolutionär, weil sie hilft, Risiken zu reduzieren, Betrug auszumerzen und Transparenz in einer skalierbaren Weise für unzählige Anwendungen zu schaffen. Sie besteht aus drei wichtigen Konzepten: Blocks, Nodes und Miner.

Blocks

Jede Kette besteht aus mehreren Blocks oder auch Blöcken und jeder Block hat folgende grundlegende Elemente:

  • Die Daten im Block: Eine 32-Bit-Ganzzahl, die Nonce genannt wird. Die Nonce wird zufällig generiert, wenn ein Block erstellt wird, der dann einen Block-Header-Hash erzeugt.
  • Der Hash ist eine 256-Bit-Zahl, die mit dem Nonce verbunden ist. Er muss mit einer großen Anzahl von Nullen beginnen (d. h. extrem klein sein). Wenn der erste Block einer Kette erstellt wird, erzeugt eine Nonce den kryptografischen Hash. Die Daten im Block gelten als signiert und sind für immer an die Nonce und den Hash gebunden, solange sie nicht gemint werden.

Nodes oder auch Knoten

Eines der wichtigsten Konzepte der Blockchain-Technologie ist die Dezentralisierung. Kein einzelner Computer oder eine Organisation kann die ganze Kette besitzen. Stattdessen handelt es sich um ein verteiltes Hauptbuch über die Knoten, die mit der Kette verbunden sind. Knoten können jede Art von elektronischem Gerät sein, das Kopien verwaltet und das Netzwerk am Laufen hält. Jeder Knoten hat seine eigene Kopie der Distributed Ledger und das Netzwerk muss jeden neu abgebauten Block algorithmisch genehmigen, damit die Kette aktualisiert, vertrauenswürdig und verifiziert werden kann. Da Distributed Ledgers transparent sind, kann jede Aktion im Ledger leicht überprüft und eingesehen werden. Jeder Teilnehmer erhält eine eindeutige alphanumerische Identifikationsnummer, die seine Transaktionen anzeigt. Die Kombination von öffentlichen Informationen mit einem System von Checks-and-Balances hilft der Blockchain, ihre Integrität zu bewahren und schafft Vertrauen unter den Benutzern. Im Wesentlichen kann man sich Distributed Ledgers als die Skalierbarkeit von Vertrauen durch Technologie vorstellen.

Miner

Miner erstellen neue Blöcke in der Kette durch einen Prozess, der Mining genannt wird. In einer Blockchain hat jeder Block seine eigene eindeutige Nonce und Hash, verweist aber auch auf den Hash des vorherigen Blocks in der Kette, so dass das Mining eines Blocks nicht einfach ist, besonders bei großen Ketten. Miner verwenden spezielle Software, um das unglaublich komplexe mathematische Problem zu lösen, eine Nonce zu finden, die einen akzeptierten Hash erzeugt. Da die Nonce nur 32 Bits hat und der Hash 256, gibt es ungefähr vier Milliarden mögliche Nonce-Hash-Kombinationen, die gemined werden müssen, bevor die richtige gefunden wird. Wenn das passiert, sagt man, dass die Miner die “goldene Nonce” gefunden haben und ihr Block wird der Kette hinzugefügt. Die Änderung eines Blocks zu einem früheren Zeitpunkt in der Kette erfordert ein erneutes Mining nicht nur des Blocks mit der Änderung, sondern aller Blöcke, die danach kommen. Aus diesem Grund ist es extrem schwierig, die Blockchain-Technologie zu manipulieren. Stellen Sie es sich als “Sicherheit in der Mathematik” vor, da das Finden von goldenen Nonces eine enorme Menge an Zeit und Rechenleistung erfordert. Wenn ein Block erfolgreich gemined wird, wird die Änderung von allen Knoten im Netzwerk akzeptiert und der Miner wird finanziell belohnt.

Wo kommt die Blockchain her: die Geschichte von Blockchain

Die Anfänge der Entwicklung von Blockchain geht über 20 Jahre zurück. 1991 wird erstmals eine kryptografisch gesicherte Kette von Blöcken von Stuart Haber und Scott Stornetta beschrieben. Schließlich arbeitete 1998 der Informatiker Nick Szabo an “Bit Gold”, einer dezentralen digitalen Währung. Im nächsten Schritt veröffentlichte Stefan Konst im Jahr 2000 seine Theorie kryptografisch gesicherter Ketten sowie Ideen zur Implementierung. Als Initialzündung der Distributed Ledger Technologie gilt das 2008 veröffentlichte Whitepaper von einem Entwickler, der unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto bekannt wurde, das das Modell einer Blockchain begründet. Im Jahr 2009 implementierte Nakamoto die erste Distributed Ledger als Public Ledger für Transaktionen mit Bitcoin. Die Blockchain-Technologie wurde 2014 von der virtuellen Währung getrennt und ihr Potenzial für andere finanzielle, interorganisationale Transaktionen wird seither erforscht. Blockchain 2.0 wird geboren und bezieht sich auf Anwendungen jenseits von Währungen. Das Ethereum-System (eine Kryptowährung) führt Computerprogramme in die Blöcke ein, die Finanzinstrumente wie z. B. Anleihen darstellen. Diese werden als Smart Contracts bekannt. Die fortschreitende Digitalisierung tut ihr Übriges, um die Technologie in rasantem Tempo voranzutreiben.

Blockchainbeispiele

Block-Anwendungen gehen weit über Kryptowährungen und Bitcoin hinaus. Die Entwicklung von Blockchain hat einen wertvollen Beitrag für mehr Transparenz und Fairness geschaffen. Sie hilft gleichzeitig Unternehmen Zeit und Geld zu sparen und die Technologie wirkt sich auf eine Vielzahl von Sektoren aus – von der Durchsetzung von Verträgen bis hin zu einer effizienteren Regierungsarbeit. Folgende

13 prominente Block-Anwendungen, die Sie auf jeden Fall kennen sollten:

  1. Sicherer Austausch von medizinischen Daten
  2. NFT-Marktplätze
  3. Verfolgung von Musik-Lizenzgebühren
  4. Grenzüberschreitende Zahlungen
  5. IoT-Betriebssysteme in Echtzeit
  6. Sicherheit der persönlichen Identität
  7. Anti-Geldwäsche-Tracking-System
  8. Überwachung von Lieferketten und Logistik
  9. Abstimmungsmechanismen
  10. Einblicke in die Werbung
  11. Erstellung von Originalinhalten
  12. Austausch von Kryptowährungen
  13. Plattform zur Vermarktung von Immobilien

Zukunft der Distributed Ledger Technologie

Als aufstrebende Technologie hat sie noch eine ungewisse Zukunft. Vorhersagen sind immer noch sowohl positiv als auch negativ, was ihr Potenzial angeht. Sie fungiert als dezentrales System zur Aufzeichnung von Transaktionen für eine digitale Währung. Anders formuliert, stellt die Technologie ein digitales Kassenbuch dar, indem Transaktionen aufgezeichnet werden. Es unterhält identische Kopien desselben Hauptbuchs über eine Reihe von Computern innerhalb desselben Netzwerks. Dieses Vorgehen ermöglicht eine bis dato noch nie da gewesene Sicherheit für jeden Arbeitsschritt. Daher gehört die Sicherheit im virtuellen Raum zu den vielversprechendsten Wachstumsbereichen für die Blockchain-Technologie. Unternehmen aller Größenordnungen werden immer häufiger mit der Bedrohung durch Datenhacking konfrontiert. Die Block-Technologie kann dazu genutzt werden, solche Angriffe zu verhindern. Sie ermöglicht es, dass Daten sicher bleiben, während aktive Teilnehmer die Blöcke ständig beobachten, um jede Aktion verifizieren zu können.

Blockchain in Deutschland

Derzeit gibt es in Deutschland keine spezifischen Gesetze oder regulatorischen Rahmenbedingungen in Bezug auf die Nutzung von Distributed-Ledger-Technologien. Die Nutzung ist an sich nicht genehmigungspflichtig, da es sich in erster Linie einfach um eine Form der Technologie handelt. Blockchainbeispiele in Deutschland sind klassische Investitionen in Kryptowährungen.

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