Blockchain, zu Deutsch โBlockketteโ, ist eine stรคndig erweiterbare Aneinanderreihung von Datensรคtzen beziehungsweise Blรถcken. Es ist hilfreich, sie als Kontenbuch oder als Datenbank zu verstehen. Die grundsรคtzliche Idee ist nicht neu.
Die ersten Schritte auf dem Weg zur heutigen Blockchain wurden bereits 1979 gelegt, als Ralph Merkle das โMerkle-Tree-Prinzipโ entwickelte. 1998 versuchte auch Nick Szabo eine dezentrale digitale Wรคhrung umzusetzen. Zuvor riet Adam Back dazu, die Grundlage des Proof-of-Work-Algorithmus zur Umsetzung einer digitalen Wรคhrung zu nutzen. Ursprรผnglich war das Proof-Konzept gegen Denial-of-Service-Attacken und E-Mail-Spams gedacht. Zuletzt entwarf Stefan Kost im Jahr 2000 eine allgemeine Theorie und Umsetzungsvorschlรคge zu kryptografisch abgesicherten Verkettungen.
Blockchain und Bitcoin
Don und Alex Tapscott, Autoren des Buchs โBlockchain Revolutionโ, definieren Blockchain wie folgt: โDie Blockchain ist ein unbestechliches digitales Hauptbuch von wirtschaftlichen Transaktionen, das so programmiert werden kann, dass es nicht nur finanzielle Transaktionen, sondern praktisch alles von Wert erfasst.โ Mithilfe der Blockchain-Technologie, auch Distributed Ledger Technology (DLT), lassen sich alle Arten von Informationen in einer รถffentlich einsehbaren Datenbank sichern, teilen und verwalten. Die einzelnen Informationen oder Blรถcke sind durch Verschlรผsselungsverfahren verkettet.
Zum genaueren Verstรคndnis von Blockchain muss man sich paradoxerweise zunรคchst mit der Entstehung der Kryptowรคhrung Bitcoin befassen. Denn Bitcoin und Blockchain sind eng miteinander verzahnt. In der Blockchain werden die Bitcoin-Transaktionen verzeichnet. Auch wird die ursprรผngliche Idee der Blockchain im ersten Bitcoin-Whitepaper auf einer Mailingliste รผber Kryptographie beschrieben.
Dieses wurde 2008 unter dem Namen Satoshi Nakamoto verรถffentlicht. Bis heute ist nicht bekannt, wer sich dahinter verbirgt oder ob es sich sogar um eine Gruppe von Personen handelt. Ein Jahr spรคter wurde die erste รถffentlich verteilte Blockchain ins Leben gerufen. Im Bitcoin-Whitepaper werden zentrale Schwierigkeiten im Umgang mit monetรคren Werten skizziert und zentralen Institutionen der Vorwurf gemacht, mit diesen Werten nicht vertrauensvoll genug umzugehen. Daher sollte ein Weg gefunden werden, digitale Transaktionen unabhรคngig von einer zentralen Gewalt zu tรคtigen.
Dezentral, sicher und anonym
Eines der elementaren Funktionsprinzipien der Blockchain ist die Dezentralisierung. Jede Information ist รถffentlich zugรคnglich und damit wird Veruntreuung und Betrug nahezu unmรถglich. Zur Gewรคhrleistung der Sicherheit werden die Daten anonymisiert und jedem Konto eine eigene Adresse, bestehend aus einer Buchstaben-Zahlen-Kombination, zugeordnet. Konkret bedeutet das: Jeder kann die Transaktionen einsehen, weiร aber nicht, zu welcher realen Person diese gehรถren.
Die Informationen รผber einzelne Konten werden auch nicht an einer Stelle, sondern die Blockchain als Kontenbuch wird innerhalb eines dezentralen Computer-Netzwerks gespeichert. Damit befinden sich die Informationen auf jedem Computer im Netzwerk. Alle Akteure haben eine eigene gespeicherte Kopie und schreiben sie fort. Die verketteten Datensรคtze in der Blockchain werden kontinuierlich fortgeschrieben, wobei die Kette bei allen Beteiligten identisch sein muss.
Durch einen Merkle-Baum werden die Transaktionen in einem Block in Paaren gehasht. Lediglich der letzte Hashwert (Root-Hash) wird im Header des Blocks markiert. Der Root-Hash ist ausschlaggebend fรผr die Verkettung der Blรถcke. Im Header jedes Blocks ist der Hash des ganzen vorangegangenen Blockheaders. So ist die Reihenfolge klar definiert.
Die aufeinander aufbauende Speicherung von Daten bewirkt, dass sich die Kette nicht nachtrรคglich verรคndern lรคsst. Wรผrde man das tun, beschรคdigt das die Integritรคt des Gesamtsystems. Durch Abgleichen der einzelnen Blockchain-Versionen kรถnnen also Betrรผger erkannt und aus dem Netzwerk ausgeschlossen werden. Damit entfรคllt die Notwendigkeit einer dritten Kontrollinstanz. Ebenso kรถnnen Bankkunden erkennen, wenn das Geld auf ihrem Konto falsch verwendet wird. Aufgrund von digitalen Signaturen lรคsst sich darรผber hinaus einwandfrei nachweisen, dass ein Nutzer gewisse Daten hinterlegt hat.
Neue Blรถcke in der Blockchain
Der Startblock ist festgelegt und wird auch Genesisblock genannt. Vorschlรคge fรผr neue Blรถcke werden durch Validatoren ausgearbeitet. Alle Teilnehmer mรผssen sich einigen, welcher Block der Kette hinzugefรผgt wird. Zur Abstimmung wird ein algorithmisches Verfahren, das Konsensprotokoll, verwendet. Normalerweise wird die Proof-of-Work-Methode als Konsensverfahren angewendet. Mittels eines rechenintensiven Prozesses, dem Mining, werden neue Blรถcke erzeugt, die dann im Netzwerk verbreitet werden.
Dabei kann es passieren, dass von verschiedenen Bitcoin-Nodes zeitgleich ein gรผltiger neuer Block erschaffen wird. Dann entscheiden die Teilnehmer, welchen der beiden empfangenen, gรผltigen neuen Blรถcke sie รผbernehmen. Es ist vorstellbar, dass ein Fork in der Blockchain entsteht, das heiรt, dass sich die Kette in zwei รste mit gรผltigen neuen Blรถcken aufteilt. Am Ende setzt sich dann der Fork mit der lรคngeren Kette durch und die Transaktionen im verworfenen Ast sind somit wertlos.
Anfang 2020 ist die Blockchain rund 260 Gigabyte groร. Neu beigetretene Bitcoin-Nodes mรผssen diese ganz herunterladen und dabei auch auf Gรผltigkeit prรผfen. Derzeit liegt das Limit der neu erzeugten Bitcoins bei 12,5 Bitcoins pro Block. Sobald ein Bitcoin-Node versucht, das zu รผberschreiten, wird sein Block von den anderen nicht anerkannt. So kรถnnen maximal 21 Millionen Bitcoins erzeugt werden.
Die Blockchain-Technologie hatte bereits enormen Einfluss auf den Umgang mit privaten Informationen und materiellen Werten. Welche Entwicklungen dabei noch bevorstehen, bleibt abzuwarten.
Daily-Highlights: Sie mรถchten mehr von unseren Dailys? Dann lesen Sie hier mehr รผber den Beginn des bargeldlosen Bezahlen in Deutschland oder die Grรผndung von Deutschlands รคltester Direktbankengruppe!
