Die Medien berichten tagtäglich über Blockchain, potenzielle Anwendungsbereiche und hochinnovative Startups. Doch was genau bedeutet "Blockchain" und welche Eigenschaften machen diese Technologie so vielversprechend?

Zusammenfassung

Eine Blockchain bietet fälschungssichere Transaktionen über digitale Technologien sowohl in öffentlichen wie auch privaten Netzwerken. Vereinfach gesprochen kann die Blockchain als Kassenbuch über Transaktionen beschrieben werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kassenbüchern, werden hierbei allerdings kryptographische Verfahren genutzt, um alle privaten Daten durch Hashfunktionen zu verschlüsseln.

Das nachträgliche Fälschen von Transaktionen ist unmöglich, da dadurch sämtliche später ausgeführten Transaktionen zerstört würden beziehungsweise manipuliert werden müssten. Eine solche Änderung wäre für alle anderen Teilnehmer im Blockchain-Netzwerk sofort sichtbar. Eine dritte Partei mit Kontrollfunktion, beispielsweise eine Bank, ist aufgrund des technologischen Aufbaus nicht mehr notwendig.

Basis
  • Peer-to-Peer: dezentrale Datenbank, verteilt auf allen Mitgliedern (Peers) des Netzwerks
  • Mining Node: Teilnehmer des Blockchain-Netzwerkes zur Zusammenfassung und Validierung von Transaktionen.
  • Hash-Wert: verschlüsselte Prüfsummen aus Datensätzen, erzeugt durch Einweg-Algorithmen
  • Hash-Baum: paarweises Verschlüsseln von Hash-Werten bis zum Top-Hash
  • Top-Hash: letzter („oberster“) Hash-Wert eines Hash-Baumes
Details

Eine Blockchain besteht dem Namen nach aus (Daten-)Blöcken, welche eine Kette (Chain) bilden:

  • Block: Datensammlung für eine begrenzte Anzahl an Transaktionen. Besteht bei der Bitcoin Blockchain unter anderem aus einem Hash Pointer, welcher auf den vorherigen Block zeigt, einer Variablen zur Lösung einer hochkomplexen Rechenaufgabe sowie Transaktionsdaten und Zeitstempel.
  • Chain: fälschungssichere Verkettung der Blöcke durch diskrete, fortlaufende Abhängigkeit zwischen einander.

Ein Block besteht aus mehreren Transaktionen, welche von sogenannte „Mining Nodes" validiert werden. Bei der Block-Erstellung werden Transaktionen paarweise so lange über Einweg-Algorithmen verrechnet, bis der einzelne Top-Hash dieses Hash-Baumes berechnet wurde. Damit sind diese Transaktionen fest im Block verankert. Bevor der aktuelle Block jedoch fertig gestellt ist, muss die Verkettung zwischen dem vorherigen sowie dem nachfolgenden Block als Hash-Wert sichergestellt werden. Dieser neue Hash („New Hash“) wird aus drei Faktoren errechnet:

  1. Hash-Wert des vorherigen Blocks in 256 Bit
  2. Top-Hash der berechneten Transaktionen
  3. Zufällige Variable zur Lösung der vorgegebenen Funktion

Sobald der „New Hash“ errechnet wurde, wird der gesamte Block mit allen bearbeiteten Transaktionen an alle Peers (Bitcoin: Nodes) veröffentlicht. Der Hash-Wert dient außerdem als Berechnungsgrundlage für den kommenden Block.

Bestätigung

Sobald der nächste Block auf Basis des vorangegangenen erfolgreich berechnet sowie veröffentlicht wird, gilt der vorherige Block als bestätigt („1 confirmation“). Dieser Vorgang schützt die Integrität der Blockchain, sodass nur Transaktionen mit 3 oder mehr erfolgreichen Bestätigungen als vertrauenswürdig angesehen und daher vollzogen werden. Zusätzlich kann jeder Teilnehmer des Netzwerkes auch im Nachhinein noch die Korrektheit eines Blocks errechnen.

Sicherheit

Durch die fortlaufende Verkettung aller historischen und zukünftigen Blöcke durch kryptographische Verfahren ändert jegliche noch so kleine Änderung einer Transaktion eines historischen Blocks die Hash-Werte aller darauffolgenden Blöcke. Durch die Dezentralisierung des Netzwerkes ist eine Fälschung daher nicht möglich.

Anwendung

Bereits im Jahr 2017 nahm die Aufmerksamkeit sowie Begeisterung für die Blockchain-Technologie Fahrt auf und war beispielsweise auf der größten Digitalmesse Europas, der DMEXCO, das alles beherrschende Thema. Neben den etablierten Anwendungsmöglichkeiten als Basis für sogenannte Kryptowährungen wie Bitcoin, Ethereum und Monero, wird die Blockchain-Technologie mit ihren spezifischen Eigenschaften auch als Grundlage zur Vertragsgestaltung zweier Parteien diskutiert.

Diese „Smart Contracts“ genannten Protokolle bieten automatisierte Vertragsgestaltung und -erfüllung mit durchgehender Anonymität der Vertragspartner untereinander, sei es bei Versicherungsverträgen, Immobilienverkäufen oder im Gesundheitswesen. Auch hier ist eine dritte Partei zur unabhängigen Vermittlung durch den Einsatz von Blockchain obsolet geworden.

Darüber hinaus ist aufgrund der unmöglichen Fälschbarkeit sowie der Anonymität ein Einsatz der Blockchain bei Parlamentswahlen oder Volksabstimmungen durchaus denkbar.

Aktuelle Beispiele
  • carVertical: Aggregation & Speicherung aller Fahrzeugdaten von PKWs in einer Blockchain zur Vermeidung von Tachomanipulation, Unfallbetrug und ähnlichem.
  • KodakCoin & KodakOne: Kryptowährung & Blockchain zur optimierten Kontrolle von Bildrechten, inklusive Lizenzkäufe sowie Rechtemanagement für professionelle Fotografen, Agenturen sowie Hobbyknipser.
  • Bitwala: verschlüsselte, sicherer und schneller Geldtransfer ins Ausland sowie Bitcoinfähige EC-Karte für Käufe im Einzelhandel.
  • Storj: dezentralisierter Cloudspeicher mit End-to-End Verschlüsselung.
  • Ujo: direktes und sicheres Rechtemanagement sowie vertrauenswürdige Lizenzvereinbarungen zwischen Musikern und Streamingportalen oder Endverbrauchern unter Auschluss von Verwertungsgesellschaften (GEMA) und Plattenfirmen.

Wir verfolgen mit Spannung die weitere Entwicklung der Blockchain-Technologie und der Use Cases, die zur Zeit tausendfach aus dem Boden sprießen. Die Zeit wird zeigen, welche Anwendungsfälle sich nachhaltig am Markt durchsetzen werden.

Kontakt

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