Was ist eine Blockchain?

Kurze Zusammenfassung

✔️Blockchain ist ein dezentralisiertes und ständig verfügbares System, in dem Informationen gespeichert und zwischen mehreren Computern ausgetauscht werden, ohne dass Dritte beteiligt sind, wobei die öffentliche Datenbank nach der Erfassung unveränderlich ist.

✔️Blockchain ist trustless, weil das System kein Vertrauen zwischen Computern erfordert, um einen Konsens zu erreichen. Stattdessen wird der Konsens durch Mehrheitsbeschluss (51%) zwischen den Netzwerkteilnehmern erreicht.

✔️Bei der Entwicklung von Blockchain stand die Sicherheit im Vordergrund, was zu einer inhärenten Sicherheit durch den Konsensmechanismus und die verwendeten kryptografischen Algorithmen führte.

✔️Validators oder Nodes sind Computer im Blockchain-Netzwerk, die den Stand der Blockchain verfolgen. Sie werden auch als Miner bezeichnet.

✔️Blockchain Mining ist der Prozess des Hinzufügens neuer Blöcke zur Blockchain durch das Lösen komplexer Berechnungen. Es gewährleistet Sicherheit und Unveränderlichkeit. Bei diesem Prozess wird der Proof-of-Work-Konsensalgorithmus verwendet.

Was ist eine Blockchain

Eine Blockchain ist eine chain von Blöcken, die in einer festen Reihenfolge miteinander verbunden sind. Sie können sich das am besten als Blöcke vorstellen, die direkt durch eine Zwischenlinie verbunden sind.

Alle diese Blöcke zusammen bilden die Blockchain. Jeder Block enthält Informationen, die in einer verteilten Datenbank gespeichert sind.

Mit anderen Worten: Jeder Block wird an jeden Computer gesendet, der das Hauptbuch oder die Datenbank verwaltet. Eine Blockchain ist immer online, solange ein Computer, der das Netzwerk verwaltet, noch online ist.

Vertrauenslose und dezentralisierte Technologie

Die Blockchain-Technologie ist vertrauenslos, d.h. die Computer müssen sich nicht gegenseitig vertrauen, um sich auf den neuen Stand der Blockchain zu einigen. Sobald eine Mehrheit einen Konsens (Einigung) erzielt hat, wird ein neuer Block zur Blockchain hinzugefügt.

Es gibt keine Dritten, auf die man sich verlassen muss. Die Datenbank ist öffentlich einsehbar und nach der Erfassung unveränderlich. Es handelt sich also um ein dezentrales Netzwerk.

Wenn Sie Ihren Computer an das Netzwerk anschließen, erhalten Sie eine Kopie dieses Netzwerks und verfügen über genau dieselben Informationen über seinen Zustand wie die anderen angeschlossenen Computer.

Die Blockchain-Technologie wird als Sicherheit durch Konstruktion bezeichnet, weil die Sicherheit der Blockchain in die Konstruktion einprogrammiert ist.

Bitcoin-Blockchain

Nehmen wir also Bitcoin als Beispiel: Es gibt Computer, die den Status der Bitcoin-Blockchain überwachen.

Die wichtigen Informationen, wie z.B. wer Bitcoin besitzt und wie viel, welche Transaktionen stattgefunden haben und wer neue Bitcoins besitzt, die geschürft wurden, werden erfasst und mit jedem Computer im Netzwerk geteilt.

Diese Computer werden Validatoren oder Nodes genannt, sind aber besser bekannt als Miner.

Was ist Blockchain-Mining?

Ein Miner versucht, mit der Rechenleistung seines Miners ein schwieriges mathematisches Problem zu lösen und erhält dafür neue Bitcoins und Transaktionsgebühren als Belohnung. Wenn er die Summe nicht löst, ist er trotzdem ein Validator und erhält somit das Bitcoin-Netzwerk aufrecht,

Dies wird als Proof of Work bezeichnet.

Sobald mehr als 51% der Validatoren der Bildung eines neuen Blocks zustimmen, wird dieser der chain hinzugefügt. Dies ist ein sehr starker Schutz, da er die Kosten eines Angriffs im Laufe der Zeit deutlich erhöht.

Damit hat sich die Blockchain also um einen neuen Block verlängert, und alle an das Netzwerk angeschlossenen Computer wissen dies, da dies gerade über die Verteilung mitgeteilt wurde.

Sobald ein Block erstellt wurde, kann er nicht mehr geändert werden. Dies ist also sehr sicher, da es keine zentrale Behörde gibt, die eine Transaktion rückgängig machen oder ändern könnte.

Wer ist der Erfinder der Blockchain?

Im Jahr 1983 entwickelte der amerikanische Informatiker David Chaum eine blinde Verschlüsselungstechnik, die der Blockchain sehr ähnlich ist.

Die Idee der Blockchain-Technologie wurde erstmals 1991 von Stuart Haber und W. Scott Stornetta beschrieben, zwei Mathematikern, die ein System implementieren wollten, bei dem die Zeitstempel digitaler Dokumente nicht verfälscht werden können.

Ein erster Versuch mit einer Blockchain wurde 1992 unternommen, aber die Technologie wurde bald wieder aufgegeben und 2004 lief das Patent auf die Blockchain aus.

Bestandteile eines Blocks in einer chain

Die Blockchain-Technologie besteht aus einer Reihe von Komponenten:

• Der Genesis-Block. Dies ist der erste Block einer Blockchain. Er enthält am Ende einen Hash (kryptographischer Algorithmus) mit allen Daten dieses Blocks.

• Die nächsten Blocks. Dieser enthält am Anfang den Hash des vorhergehenden Blocks und bildet die Verbindungschain. Am Ende steht wiederum der Hash des Blocks selbst. Er enthält auch wichtige Informationen wie die digitale Signatur der Person, die den Block erstellt (Miner), und alle neuen Daten, die zusammen mit diesem Block hinzugefügt wurden, wie z.B. die Transaktionskosten und den Status des Ledgers.

• Der Hash des Ganzen. Eine Art eindeutiger Name, der durch einen kryptographischen Algorithmus berechnet wird.

• Nodes oder Validators pflegen die Blockchain, indem sie den neuen Stand des Netzwerks mit den anderen teilen.

Wie funktioniert die Blockchain?

Beispiel einer Transaktion in einer Blockchain

Lassen Sie uns ein einfaches Beispiel hinzufügen. John aus Amerika möchte 1000 XRP an Jacky in Indonesien überweisen.

Diese Transaktion wird von Validatoren im XRP-Netzwerk validiert und genehmigt und innerhalb von 1 Sekunde sind die 1.000 XRP im Idealfall auf Jackys Konto. Wenn es Zwischenschritte gibt, wie z.B. einen Austausch, kann es etwas länger dauern.

Blockchain ist grenzenlos und unveränderlich

Eine Blockchain funktioniert also ohne Grenzen. Die Transaktionsgeschwindigkeit hängt von der Blockchain ab, über die Sie die Währung senden. XRP ist zum Beispiel sehr schnell und günstig, während Ethereum noch recht langsam und oft teuer ist.

Sobald die Transaktion von den Validatoren genehmigt wurde, werden alle Aufträge gesammelt und wenn ein neuer Block erstellt wird, wird dieser in die Blockchain eingetragen und kann nicht mehr geändert werden.

Wo Sie also bei einer Bank noch Geld zurückgeben können, können Sie das bei einer Blockchain nicht. Dies ist ein großer Vorteil für einige Personen, wie z.B. Händler.

Kryptographie und Verwaltung auf einer Blockchain

Sobald alle Transaktionen und die neue Währung eingegeben wurden, erhält der neue Block eine Identifikationsnummer, einen Hash. Dieser enthält auch die Identifikationsnummer des vorherigen Blocks und eine digitale Unterschrift der Person, die den Block erstellt hat, sowie ein Datum und eine Uhrzeit.

Dies ermöglicht es jedem, genau zu sehen (da eine Blockchain öffentlich einsehbar ist), wie der Zustand des Netzwerks zu einem bestimmten Zeitpunkt war. Wenn 51 % (bei den meisten Blockchains) der Validierer mit dem neuen Block einverstanden sind, wird die chains um einen Block verlängert und der neue Zustand der Blockchain ist bekannt.

Blockchain-forks

Manchmal ist es nicht ganz klar, welche chain die richtige ist. Validatoren stimmen neuen Transaktionen nicht zu, zum Beispiel wegen doppelter Ausgaben. Einige Validatoren fahren mit einer anderen chain als die meisten fort, weil sie glauben, dass diese chain die richtige ist. Dies wird als Fork bezeichnet.

Wenn es sich um eine Hard Fork handelt, sprechen wir von einer Abspaltung. Dann gibt es plötzlich zwei Coins. Bekannte Beispiele sind Ethereum Classic und Bitcoin Cash. Die Nodes haben sich nicht darauf geeinigt, welche Blockchain die richtige ist und ab einem bestimmten Block arbeiten einige Validatoren auf einer chain weiter und andere auf einer zweiten.

Es kann auch zu Abweichungen von der main chain kommen. Plötzlich gibt es Abzweigungen von der main chain und es scheint mehrere Blockchains zu geben. Dies wird fast immer dadurch gelöst, dass die meisten Miner (51%) weiter an einer dieser chain arbeiten und die anderen Miner diesem Beispiel folgen.

Die richtige chain wird im Allgemeinen als die längste angesehen. Neue Blocks werden dann von allen Validatoren zu der längsten chains hinzugefügt. Dies wird als Soft Fork bezeichnet, bei der manchmal neue Regeln durch die Zustimmung von 51% festgelegt werden, es aber weiterhin nur eine chain gibt.

Arten von Blockchain

Blockchain gibt es in allen Formen und Größen. Einige Blockchains arbeiten mit Smart Contracts und andere verwenden Fiat-Geld, um Stablecoins zu erzeugen.

Die Blockchain-Technologie hat inzwischen mehrere Anwendungen, die in der realen Welt eingesetzt werden können.

Es gibt zudem einen Unterschied zwischen einer öffentlichen Blockchain und einer privaten Blockchain.

Öffentliche Blockchains haben öffentliche Hauptbücher, die für jeden sichtbar sind, während private Blockchains darauf abzielen, Ihre privaten Daten zu schützen.

Blockchains, die mit einem Smart Contract arbeiten können, sind seit dem DeFi-Hype sehr beliebt geworden. Die bei weitem beliebteste davon ist Ethereum.

Mit Blockchain ist es sogar möglich, einen neuen Coin als Scherz zu kreieren, einen Meme-Coin, obwohl manche den Namen Shitcoin bevorzugen. Ein gutes Beispiel ist Dogecoin.

Mehrere Blockchains funktionieren auch mit Spielen, Dienstleistungen, Governance, NFT, Speicherung, Datenbanken, Derivaten und einer ganzen Reihe anderer use cases.

Das Schöne daran ist, dass diese im Allgemeinen für jedermann zugänglich sind.

Vorteile von Blockchain

Sicher.

Da 51% der Miner oder Nodes dem nächsten Block in der chain zustimmen müssen, ist es praktisch unmöglich, ein Netzwerk anzugreifen, es sei denn, Sie setzen große Summen an Geld und Computertechnik ein. In der Regel ist dies nicht einmal kosteneffizient und in bestimmten Fällen auch strafbar, so dass dies nur sehr selten geschieht. Bei zentralisierten Systemen, wie z.B. Banken, genügt ein einziger fauler Apfel im Korb und schon ist es passiert.

Anonym.

Das Hauptbuch hält fest, wie viel jeder Nutzer besitzt, aber nicht, wer es ist. Solange niemand weiß, welcher private key zu welchem Namen gehört, ist Anonymität in einer Blockchain garantiert.

Der Mittelsmann wird eliminiert.

Eine Bank oder ein anderer Vermittler erhebt Gebühren für alles, eine Blockchain nur Transaktionsgebühren, die oft nur einen Bruchteil betragen. Außerdem sind Blockchains in der Regel viel schneller in der Abwicklung und Sie haben das Geld oft innerhalb von Sekunden von, sagen wir, Amerika nach Japan gesendet.

Transparenz.

Jeder kann das Hauptbuch oder das Ledger sehen. Das schafft Vertrauen; der Papierschredder wird permanent gefeuert.

Zugänglichkeit.

Jeder kann einer Blockchain beitreten, anders als z.B. bei Banken, wo Sie erst eine Genehmigung einholen müssen, um ein Bankkonto zu eröffnen. Folglich dauert dies immer noch viel zu lange.

Viele Einsatzmöglichkeiten.

Blockchains sind dafür bekannt, dass sie in vielen Bereichen nützlich sind. Sie haben keine spezifischen Märkte, in denen sie funktionieren sollen, obwohl es spezialisierte Blockchains gibt. Je nützlicher ein Blockchain-Netzwerk ist, desto größer ist sein Potenzial.

Privateigentum.

Wenn Sie die private key zu einer Kryptowährung besitzen, ist sie wirklich Ihr Eigentum. Niemand kann sich dieser Coins bemächtigen und selbst wenn die ganze Welt bankrott geht, werden diese Coins immer noch in Ihrem Besitz sein. Sie können Ihr Vermögen auf diese Weise viel sicherer aufbewahren als in Banken oder an Börsen.

Nachteile von Blockchain

Stromverbrauch.

Der Proof of Work ist schnell berüchtigt geworden. Das Bitcoin-Netzwerk verbraucht so viel Energie wie ein Land wie Schweden.

Fehler.

In dieser Welt macht man schnell Fehler. Das kann Sie eine Menge Geld kosten. Senden Sie Coins an das falsche Netzwerk, verlieren Sie diese. Verlieren Sie Ihre private key oder Ihre Seed Phrase (die Sie ausfüllen müssen, wenn Sie Ihre Daten verlieren), dann können Sie alles verlieren. Das fühlt sich nicht sehr sicher an. Betrüger haben auch alle möglichen Möglichkeiten, Sie zu täuschen, z.B. durch Phishing.

Wofür wird Blockchain verwendet?

• Kryptowährung.

• Banken - CBDC (Central Bank Digital Currency).

• Logistik - Authentizitätssicherung über die Weiterleitung eines Produkts.

• Lebensmittel - Informationen zur Haltbarkeit.

• Identifikation - sofortige und kostenlose Bestätigung Ihrer Identität ohne eine zentrale Stelle.

• Diplome - dezentralisierte Datenbank aller erworbenen Diplome ohne Möglichkeit des Betrugs und zur freien Weitergabe.

• Barcodes - präzise Informationen über eine Sache (IoT, Internet der Dinge).

• Umweltfreundlich - kein Papier erforderlich.

• Gesundheitswesen - private Blockchains, bei denen die Patienten entscheiden können, wer was aus ihren Unterlagen lesen darf.

• Sensoren - Geräte und Computer kommunizieren miteinander und übermitteln Dinge wie Temperatur, an oder aus oder andere messbare Dinge. So können Sie z.B. in einer Blockchain speichern, ob eine Flasche Wein zu lange zu heiß und unverkäuflich war. Oder Sie können die Heizung eine halbe Stunde, bevor Sie nach Hause kommen, einschalten. Auch intelligente Zähler gehören zu dieser Gruppe.

Die Zukunft der Blockchain

Blockchain hat einige sehr wichtige Anwendungen, die sicherlich nicht unbemerkt geblieben sind. In Zukunft werden mehr und mehr Anwendungen hinzukommen. Folglich wird sie nicht verschwinden.

Es ist sogar mehr als wahrscheinlich, dass sie sehr groß werden wird. Das liegt an den Stärken der Blockchain, wie z.B. günstig, kein Zwischenhändler, transparent und doch anonym und sehr hohe Sicherheit.

Blockchain kann mit der Welle der Industrialisierung und Computerisierung verglichen werden, bei der Menschen durch Maschinen ersetzt werden.

Auch Smart Contracts werden aufgrund ihres dezentralen Designs ohne eine dritte Partei zunehmend branchenübergreifend eingesetzt werden.

Finanzinstitute und Regierungen sehen die Ankunft von CBDC mit wedelnden Schwänzen, auch wenn viele dabei die Augenbrauen hochziehen werden.

Mit zunehmender Akzeptanz wird auch der Markt wachsen. Vielleicht wird es eine Entdeckung sein, die die Welt verändern wird, so wie es das Internet getan hat. Die Zeit wird es zeigen.