Was ist eine Blockchain? – Grundlagen und Funktionsweise

Seit der Veröffentlichung von Bitcoin hat die Blockchain medial einen grossen Wandel durchlebt. Immer mehr Institutionen erkennen unabhängig von Kryptowährungen den Nutzen der Technologie hinter der Blockchain an. Selbst China hat kürzlich damit begonnen, vermehrt die Blockchain-Technologie zu testen, obwohl jegliche Transaktionen mit Kryptowährungen in China verboten sind. Das zeigt, wie wichtig sie aus technologischer Sicht werden könnte. Doch was ist eine Blockchain überhaupt und wie funktioniert sie? Auf diese Fragen gehen wir in diesem Artikel ausführlicher ein.

Was ist eine Blockchain? – Definition und Erklärung

Bevor wir darauf eingehen, was eine Blockchain ist, blicken wir zunächst einmal auf den Begriff selbst. Der Begriff „Blockchain“ lässt sich in „Block-Kette“ übersetzen. Was auf den ersten Blick nicht sehr intuitiv wirkt, macht bei einer technischen Betrachtung der Blockchain wiederum mehr Sinn. Es handelt sich nämlich um eine Art verkettete Liste – also quasi um eine Kette, die Block für Block erweitert wird.

Dabei stellt die Blockchain mit dem blockweisen Aufbau eine dezentrale Datenbank dar. Das bedeutet, dass die Blockchain nicht über einen zentralen Server aufrechterhalten wird, sondern durch den Zusammenschluss vieler Rechner, die weltweit verteilt sein können. Unter welchen Bedingungen ein Rechner an der Blockchain beteiligt ist, hängt unter anderem von der Kryptowährung selbst sowie dem dahinterliegenden Konsensmechanismus (Proof-of-Work oder Proof-of-Stake) ab.
Die weltweit grösste und bekannteste Kryptowährung Bitcoin setzt beispielsweise auf den Proof-of-Work-Konsensmechanismus. Miner verifizieren in diesem Fall die Transaktionen auf der Blockkette. Dadurch, dass die Daten einer Transaktion auf Tausenden von Rechnern verteilt gespeichert wird, kann eine einzige Partei nicht einfach die Daten auf der Datenbank manipulieren. Dies würde den anderen Teilnehmern der Blockchain auffallen.

Technisch betrachtet ist es so, dass jeder Block aus der Kette einen sicheren Hash des jeweils vorherigen Blocks beinhaltet. Die Sicherheit spielt ohnehin eine grosse Rolle, sodass es für jeden Block die drei folgenden Sicherheitsmerkmale gibt:

• Hash (Sicherheit des vorherigen Blocks)
• Transaktion beginnen und bestätigen
• Zeitstempel

Es handelt sich bei der Blockchain also um eine Art dezentrales, nicht manipulierbares Buchungssystem, an dem sich sehr viele Parteien beteiligen können. Es gibt keine zentrale Instanz, die über die Blockkette herrscht. Die von mehreren Teilnehmern verwaltete dezentrale Datenbank wird als Distributed Ledger Technology (DLT) bezeichnet.

Wie funktioniert eine Blockchain?

Nachdem wir nun geklärt haben, was eine Blockchain ist, wollen wir nun genauer durchleuchten, wie die Blockchain funktioniert. Die Blockkette ist ein komplexes Konstrukt, das für Laien nicht einfach zu verstehen ist.

Wichtig ist: Transaktionen auf der Blockchain bauen aufeinander auf. Das bedeutet, dass diese stets auf vorherigen Transaktionen basieren. Dadurch wird sichergestellt, dass eine neue Transaktion nicht verfälscht werden kann. Damit wird bewiesen, dass die Transaktion an ihrem rechtmässigen Platz ist. Da eine neue Transaktion stets auf der letzten aufbaut, kann man die Transaktionshistorie somit nicht verfälschen. Die Funktionsweise der Blockchain-Technologie machen sich übrigens nicht nur Kryptowährungen zunutze, sondern die dezentralen Netzwerke werden auch in anderen Bereichen eingesetzt und dürften nach Ansicht der Experten in den kommenden Jahren die Märkte regelrecht erobern, und zwar in diversen Branchen.

Die folgende Info-Grafik verdeutlicht die Funktionsweise.

1. In der Ausgangslage möchte Person A Geld in Form von digitalen Währungen an Person B senden.
2. Dafür werden alle wichtigen Informationen der Transaktion digital in einem sog. Block gespeichert.
3. Anschliessend wird der Block an alle im Netzwerk angebunden Parteien (Computer) weitergeleitet.
4. Im nächsten Schritt bestätigen diese Parteien die Transaktion als gültig.
5. Danach wird der Block der besagten Transaktion an die bestehende Kette, angehangen. Damit wird die Transaktion unwiderruflich und transparent für alle Teilnehmer im Netzwerk gespeichert und sichtbar.
6. Und final das Geld von Person A an Person B gesendet.

Die Funktionsweise im Video

unter CC BY-SA 4.0 Lizenz: SRF/Einstein/Christian Bachmann

Wie ist eine Blockchain aufgebaut?

Wenn Sie mit Kryptowährungen handeln oder beispielsweise mit dem Bitcoin bezahlen möchten, ist es natürlich nicht zwingend notwendig, dass Sie die Technik dahinter verstehen und sich mit der Blockchain auskennen. Allerdings beschäftigen sich manche Menschen auch mit dem Mining, also dem Schürfen neuer Coins, und dann sind zumindest Grundkenntnisse durchaus von Vorteil. Daher möchten wir im Folgenden einen kurzen Überblick darüber geben, wie die Blockkette aufgebaut ist: 

• Datensätze werden zu Datenblöcken
• Datenblöcke enthalten mehrere Transaktionen (inklusive Prüfsumme)
• Innerhalb eines Blocks findet ein Hashen statt
• Datenblöcke werden zur Blockkette (Blockchain)
• Produktion neuer Blöcke durch das Schürfen (Mining)

Da die Blockkette vom Aufbau her so konzipiert ist, dass ein Block direkt an den nächsten Block gehängt wird, kann die Datenbank als solche stetig weiter wachsen und ist vom Grundsatz her (bis auf die technischen Möglichkeiten an sich) nicht begrenzt.

Die Vor- und Nachteile

Wir wollen nun auf die Vor- und Nachteile der Blockchain-Technologie eingehen. Die Vorteile liegen auf der Hand. Da keine zentrale Instanz über die Blockkette verfügt, stellt die Blockkette eine öffentliche Datenbank dar, die jeder einsehen kann. Die folgende Grafik hebt die Vorteile der Blockchain hervor:

Die Blockchain bietet im Wesentlichen fünf Bereiche, wo sie heutige Probleme lösen bzw. verbessern kann.

1. Dezentrale / verteilte Datenbank – Transparenz: Jeder Teilnehmer hat Einblick und Zugriff auf die komplette Datenbank und sieht Änderungen und Ergänzungen direkt. Kein einzelner Teilnehmer kontrolliert die Informationen auf der Blockkette allein. So kann jeder Teilnehmer Transaktionen ohne Intermediär / Zwischenhändler verifizieren / bestätigen.
   

   

2. Direkte Übertragung – keine Zwischenhändler: Bei Transaktionen ist keine zentrale Stelle notwendig – sie werden direkt von Teilnehmer zu Teilnehmer übermittelt. Alle Informationen werden direkt zwischen den beiden ausgetauscht.
3. Transparenz – Sichtbar für alle: Transaktionen finden zwischen zwei Blockchain-Adressen statt. Die Transaktion werden für alle Teilnehmer – mit Zugriff zur Blockchain – sichtbar, inkl. der dazugehörigen Werte.
4. Nicht manipulierbar – für die Ewigkeit: Wenn eine Transaktion in die dezentrale Datenbank eingetragen und abgeschlossen ist, wird sie für alle Teilnehmer sichtbar. Sie kann dann nicht mehr verändert oder gelöscht werden. Der Verlauf ist dabei chronologisch und permanent gespeichert in der Kette.
5. Smart Contracts – automatisierte Verträge: Transaktionen in der Kette können auch mit einer Berechnungslogik versehen werden. Wenn die Teilnehmer die Regeln und Algorithmen festlegen, können die Transaktionen automatisiert ausgeführt werden.

Selbstverständlich birgt die Blockchain auch einige Risiken. Insbesondere die sogenannte 51 Prozent Attacke rückt dabei regelmässig in den Vordergrund. Hierbei handelt es sich um einen Angriff auf eine Blockkette, indem mehr als die Hälfte der Rechenleistung aufgebracht wird. Dadurch könnte eine Partei die. Je grösser das Netzwerk ist, umso unwahrscheinlich ist ein solcher Angriff jedoch. Daher sind Kryptowährungen wie Bitcoin sehr sicher. Andere Kryptowährungen wie Ethereum Classic (ETC) sind hingegen bereits Opfer eines solchen Angriffes geworden.

Fazit: Das solltest Du über die Blockchain wissen

Die Blockchain bietet als dezentrale Datenbank die Möglichkeit, einfach und sicher Transaktionen auszuführen. Im Gegensatz zu zentralisierten Datenbanken ist es nicht notwendig, dass es eine kontrollierende Instanz gibt.

Das macht es möglich, viele Prozesse, die bisher zusätzlich beobachtet werden mussten, zu automatisieren. Dabei muss man sich keine Gedanken darüber machen, dass die Daten manipuliert sein könnten, sofern es sich um eine sichere Blockchain handelt. Je mehr Teilnehmer das Netzwerk hat, umso sicherer ist es in der Regel. Es gibt aber Unterschiede zwischen Proof-of-Stake- und Proof-of-Work-Blockchains. Du kannst in sie investieren, indem Du Kryptowährungen handelst oder indem Du in Aktien von Unternehmen investierst, die auf die Blockchain setzen.

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