Die unglaubliche Wertsteigerung der Kryptowährungen wie Bitcoin, Ethereum und Ripple hat die Blockchain in das öffentliche Bewusstsein gerückt. 2017 hat Bitcoin sein Marktkapital um mehr als 1200 Prozent gesteigert. Dies hat zur Konsequenz, dass immer mehr Kryptowährungen entwickelt und veröffentlicht werden. Dennoch wissen die wenigsten was hinter Bitcoin und Co. steckt – die Blockchain.

Was ist die Blockchain und woher stammt diese?

Die Blockchain ist eine dezentrale Datenbank, die eine Liste an Transaktionsblöcken enthält. Diese dezentrale Datenbank wächst, sobald eine neue Transaktion bestätigt ist. 2008 hat Satoshi Nakamoto die Blockchain als Folge der globalen Finanzkrise entwickelt. Jeder Teilnehmer innerhalb der Blockchain ist berechtigt neue Transaktionen zu initialisieren, erhalten, verifizieren und am Erstellungsprozess der Blöcke teilnehmen.

Die Entwicklung der Blockchain ist drei Phasen unterteilbar. Die erste Phase ist charakterisiert durch die Entwicklung von Kryptowährungen als Alternative zu traditionellen Bezahlsystemen. In der zweiten Phase wurden Smart Contracts und digitale Verträge hinzugefügt. Ein Smart Contract ist ein direkter digitaler Vertrag zwischen zwei Partnern. Ein Smart Contract wird automatisch ausgeführt, sobald die vorher definierten Regeln von den Parteien eingehalten wurden. In der dritten Phase ist die Blockchain in das öffentliche Leben eingedrungen und ist in weltweit in vielen Services integriert.

Diese Eigenschaften besitzt die Blockchain

Dezentralität

Daten werden nicht zentral gespeichert, sondern auf vielen Computern weltweit. Dies hat den Vorteil, dass die Blockchain nicht auf ein zentrales Management oder zentrale Hardware angewiesen ist.

Vertrauen

Es ist nicht möglich, einen Knoten innerhalb der Blockchain zu manipulieren. Daher wird kein Vertrauen zwischen den Partnern vorausgesetzt.

Anonymität

Transaktionen zwischen einander unbekannten Partnern sind möglich.

Transparent

Der Dezentralisierungsgrad der aufgebauten Blockchain entscheidet, ob es möglich ist, innerhalb eines Datenblocks die Informationen bis zu dessen Entstehungsbeginn zurück zu verfolgen. In einer öffentlichen Blockchain sind die Transaktionen zwischen den Teilnehmern sichtbar.

Manipulationssicher

Solange kein Teilnehmer mehr als 51 Prozent der Knoten kontrolliert ist es nicht möglich diese zu manipulieren. Daher ist es beinahe ausgeschlossen, dass Transaktionen, die einmal in die Blockchain geschrieben sind bearbeitet oder entfernt werden. Jeder Teilnehmer und Knoten schützt die Datenbank in Ihrer Integrität.

Funktionsweise

Die Grundidee hinter der Blockchain ist ein dezentrales Transaktionsbuch zu kreieren, welches über kein zentrales Management und Aufbewahrungsort verfügt. Um Vertrauen innerhalb der Chain zu erzeugen werden verschiedene Konsensverfahren eingesetzt. Die beiden bekanntesten sind der Proof-of-Work und Proof-of-Stake Algorithmus.

Proof-of-Work

Damit eine Transaktion erfolgreich ausgeführt und an die Blockchain angehängt wird, müssen Miner einen Leistungsnachweis erbringen – den Proof-of-Work. Ungefähr alle zehn Minuten werden die bei einem Teilnehmer angelangten Transaktionen zu einem unveränderbaren Block zusammengefasst. Der Block wird erst an die Blockchain angehängt, wenn dieser bestätigt wird. Diese Bestätigung erfolgt durch millionenfache Rechenoperationen, die darauf abzielt, ein bestimmtes Ergebnis zu finden. Der Teilnehmer, der dieses Ergebnis zuerst findet, ist berechtigt seinen Block an die Blockchain anhängen. Um möglichst viele Teilnehmer zum Erzeugen der Blöcke zu bewegen, werden im Bitcoin-System Teilnehmer mit einem Bitcoin entlohnt, sobald ein neuer Block von den Bitcoin-Minern erzeugt und bestätigt wird.

Proof-of-Stake

Einen anderen Ansatz stellt der Proof-of-Stake-Algorithmus dar. Dieser zielt darauf ab, die Blockerzeugung unabhängig von der vorhandenen Rechenleistung zu gestalten.

Die Wahrscheinlichkeit der neuen Blockerzeugung hängt von dem wertmäßigen Gesamtanteil im Netzwerk ab. Wie beim Proof-of-Work-Verfahren wird beim Proof-of-Stake-Verfahren pro erzeugten Block eine Belohnung in Form eines Coins erzeugt. Dieser Coin wird mithilfe eines Algorithmus im Netzwerk verteilt, dabei wird der wertmäßige Gesamtanteil der Coins am Netzwerk berücksichtigt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass der Rechenaufwand zum Erzeugen neuer Blocks entfällt und die Blockerzeugungszeit sinkt.

Vor- und Nachteile

Vorteile

  • Dezentrale Datenspeicherung.
  • Keine Notwendigkeit eines zentralen Managements
  • Manipulationssicher durch ein aufwendiges Verschlüsselungsverfahren.
  • Geringe Transaktionsgebühren durch den Wegfall dritter Parteien.
  • Hohe Datenqualität – alle Daten innerhalb der Blockchain sind vollständig, konsistent, zeitlich und überall verfügbar.
  • Viele Anwendungsmöglichkeiten z. B. als Basis für Kryptowährungen.

Nachteile

  • Langsamer als zentralisierte Datenbanken.
  • Unklare Gesetzesgrundlage.
  • Hoher Ressourcenverbrauch durch den Proof-of-Work-Algorithmus der Bitcoin-Blockchain.
  • Gefahr von 51-%-Attacken.
  • Hohe Einführungskosten
  • Gefahr von unbekannten Sicherheitslücken.

 

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