Was ist eine Blockchain?

Als Blockchain bezeichnet man eine digitale Datenbank, auf der Informationen dezentral abgespeichert werden. Man kann sie sich – stark vereinfacht ausgedrückt – wie eine öffentliche Excel-Tabelle vorstellen, auf der Einträge notiert und von dem gesamten Netzwerk, dass diese Tabelle pflegt, eingesehen und auf Richtigkeit überprüft werden. Diese Einträge können theoretisch alle möglichen Informationen darstellen, der Einfachheit halber nehmen wir in dieser Erklärung die Bitcoin-Blockchain, auf der Informationen über Zahlungen mit Bitcoin eingetragen werden. In dieser „Excel-Tabelle“ wird eingetragen, wer wie viele Bitcoin besitzt und wie sich die Besitzverhältnisse nach jeder Transaktion verändern.

Eine Blockchain löst folgendes Kernproblem: Sie ermöglicht einen vertrauenslosen, manipulations- und ausfallsicheren Datentransfer, ohne dass man dafür eine zentrale Kontrollinstanz benötigt. Blockchain-basierte Kryptowährungen bieten also ein Geldsystem, das ohne Banken auskommt. Das Geld wird immer direkt von Person zu Person transferiert, auch „Peer-to-Peer-System“ genannt. Bitcoin ist wie beschrieben ein Zahlungssystem. Es können jedoch auch andere Informationen auf einer Blockchain eingetragen und genutzt werden, um komplexere Dinge umzusetzen, die darüber hinausgehen. Das wird zum Beispiel auf der Ethereum-Blockchain umgesetzt, die das Fundament für einen Großteil des Krypto-Sektors bildet. Grob gesagt: Auf einer Blockchain wie der Ethereum-Chain können alle Dinge auf dezentrale Weise umgesetzt werden, für die man in der traditionellen Welt noch einen zentralen Mittelsmann braucht. Beispiele wären: Social Media Plattformen, Bezahldienstleister, Versicherungen, E-Commerce-Plattformen, aber auch bürokratische Instanzen wie Ämter und deren Verwaltungsaufgaben und vieles mehr.

Die Funktionsweise einer Blockchain

Eine Blockchain verarbeitet Informationen auf dezentrale Art und Weise. Das bedeutet, dass alle eingetragenen Daten nicht beispielsweise auf dem Server eines einzelnen Unternehmens abgespeichert werden, sondern verteilt auf vielen tausenden Rechnern, die theoretisch überall auf der Welt platziert sein können und die gemeinsam das Blockchain-Netzwerk bilden. Diese Rechner müssen lediglich das jeweilige Blockchain-Protokoll installiert haben und brauchen einen Internetzugang, um mit ihr interagieren zu können.

Die stattfindenden Transaktionen werden in Blöcken mit begrenzter Speicherkapazität abgespeichert. Diese Blöcke werden, sobald sie gefüllt sind, durch das gesamte Netzwerk überprüft und wenn sich eine Mehrheit einig ist, dass die eingetragenen Informationen dem Regel-Konsens entsprechen, wird der Informationsblock in die „Exceltabelle“ aufgenommen und an den vorherigen Informationsblock angekettet. Daher auch der Name „Blockchain“.

Die Sicherheitsvorkehrungen: Kryptographische Verschlüsselung

Man spricht auch davon, dass die Blöcke „aneinandergekettet“ werden, weil die Blockchain durch sogenannte asymmetrische Kryptographie gesichert wird. Kryptographie ist ein mathematisches Verfahren, mit dem man Informationen verschlüsseln kann. Die Informationsblöcke innerhalb einer Blockchain werden durch diese kryptographische Verschlüsselung miteinander gekoppelt und dadurch sicher vor Manipulation gemacht. Auch die einzelnen Transaktionen sind auf diese Weise verschlüsselt. Die Blöcke sichern sich durch ihre Verknüpfung miteinander gegenseitig. Wenn jemand nachträglich versuchen würde Informationen innerhalb eines weiter in der Vergangenheit liegenden Blocks zu verändern (beispielsweise um Bitcoin unberechtigterweise an einen anderen Teilnehmer als ursprünglich angegeben zu übertragen, oder zu vervielfältigen), müsste man aufgrund dieser kryptographischen Verkettung auch alle darüberliegenden Blöcke verändern. Dies würde extrem viel Rechenleistung benötigen und einen „Angriff“ auf eine Blockchain unrentabel machen.

Woraus besteht das dezentrale Blockchain-Netzwerk?

Die nötige Infrastruktur, die für das Betreiben einer Blockchain gebraucht wird, liefern die Teilnehmer der Blockchain selbst. Sie stellen ihre Rechner zur Verfügung, um die Transaktionen abzuwickeln und in der Blockchain zu speichern. Man kann sich die Rechner als einzelne Knoten innerhalb des Netzwerks vorstellen, die das ganze System miteinander verbinden und zusammenhalten. Um genau zu verstehen, was das bedeutet, muss man sich die verschiedenen Teilnehmer einer Blockchain anschauen:

User

Zum einen gibt es die normalen Nutzer, die die Blockchain einfach nur verwenden, um beispielsweise Bitcoins zu besitzen, zu senden und zu empfangen. Sie beteiligen sich nicht an der Aufrechterhaltung oder Überprüfung des Blockchain-Protokolls, sondern nutzen nur ihre Infrastruktur. Dieser Teilnehmer-Typ ist mit Abstand am häufigsten.

Speziell für diese Art der Anwendung gibt es diverse Programme, die beispielsweise das Empfangen und Versenden von Kryptowährungen für Nutzer vereinfachen, dabei aber nicht aktiv an der Sicherung und Aktualisierung des Protokolls „mitarbeiten“, sondern nur „Transaktionsanfragen“ an das Netzwerk weitergeben, damit bestimmte Teilnehmer diese umsetzen, in die „Excel-Tabelle“ einpflegen und diese dann auf Korrektheit überprüfen. Diese Programme werden „Wallets“ (virtuelle Geldbörsen) genannt und können mit herkömmlichen Computern oder Smartphones verwendet werden.

Miner

Die sogenannten Miner sind Teilnehmer der Blockchain, die alle stattfindenden Transaktionen in Blöcke eintragen und die Blöcke dann kryptografisch verschlüsseln, damit sie der Block-Kette hinzugefügt werden können. Für diesen Vorgang ist (mittlerweile, aufgrund der Größe des Netzwerks) eine enorme Rechenleistung notwendig. Als Gegenleistung erhalten sie die Transaktionsgebühren und, je nach Blockchain-Typ, durch die Erschaffung eines Blocks neu generierte Kryptowährungen. Dies wird als „Mining“ bezeichnet, weil sie sinnbildlich nach neuen Blöcken „schürfen“. Bitcoin wird in dieser Metapher als das geförderte Gold angesehen.

Bei diesen Minern handelt es sich in der Regel nicht mehr um Privatpersonen, sondern um kommerzielle Unternehmen, die ganze Serverfarmen betreiben. Vor allem in kalten Regionen (zwecks effizienterer Kühlung) wie Island, Kanada oder im Norden Chinas haben diese Mining-Unternehmen ganze Lagerhallen mit Hochleistungsservern gefüllt, die den einzigen Zweck haben, Blockchain-Transaktionen zu verarbeiten und dadurch mit neuen Bitcoin-Einheiten belohnt zu werden. Die Zeiten, in denen noch private Computer für das Mining verwendet wurden, sind vorbei, da es aufgrund der stark gestiegenen Rechenanforderungen (und somit stark erhöhtem Stromverbrauch) mit diesen Geräten nicht mehr rentabel ist, am Mining-Prozess teilzunehmen.

Full-Nodes

„Full Nodes“ sind vollständige Knoten innerhalb des Blockchain-Netzwerks. Das heißt, dass diese Teilnehmer die gesamte Blockchain abspeichern und die von den Minern neu erschaffenen Blöcke hinsichtlich der im Blockchain-Protokoll vorher festgelegten Regeln auf ihre Einhaltung überprüfen. Für das Mining hingegen muss nur ein Teil der bereits vorhandenen Blockchain heruntergeladen werden. Die Miner beziehen sich auf die obersten Blöcke, um neu erstellte Blöcke daran anzuknüpfen.

Miner und Full-Nodes sind also für die Erhaltung und Weiterführung einer Blockchain verantwortlich. Sie machen dabei im Grunde nichts anderes, als allgemeinen Konsensus darüber zu kreieren, was wahr ist und was nicht. Jede der Informationen, die auf einer Blockchain gespeichert ist, wurde von einer Mehrheit des Netzwerks als wahr bewertet und gilt somit als verifiziert. Generell gilt bei einer Blockchain: Je mehr Teilnehmer sich dem Netzwerk anschließen, desto sicherer und dezentraler wird es.

Mit welchen Problemen sieht sich die Blockchain-Technologie konfrontiert?

Die Blockchain-Technologie ist noch recht jung, gerade einmal etwas mehr als ein Jahrzehnt alt. Daher gibt es noch viele ungeklärte Fragen in Bezug auf die Sicherheit, die tatsächliche Nutzbarkeit und ob sie überhaupt eine Verbesserung für bestimmte Anwendungsbereiche darstellt.

Zum einen ist das Betreiben einer Blockchain im Vergleich zu zentralisierten Systemen sehr kostspielig, langsam und ineffizient. Daten werden millionenfach redundant gespeichert und die Konsensus-Erzeugung benötigt – beispielsweise bei Bitcoin – sehr viel Energie.

Auch der große Pluspunkt einer Blockchain, ihre Dezentralität, ist gleichzeitig eine ihrer größten Stolpersteine. Die Weiterentwicklung ist bedingt durch ihre Struktur nur sehr aufwendig umsetzbar. Updates des Kern-Protokolls müssen von einer Mehrheit des Netzwerks akzeptiert und übernommen werden und diese Entscheidungsfindung kann mitunter Monate dauern. Oft wird keine komplette Einigkeit erzielt und die jeweilige Blockchain dadurch gespalten. Im Fall von Bitcoin ist dies bereits mehrere Male passiert und hat im Zuge dessen weitere Kryptowährungen wie beispielsweise Bitcoin Cash hervorgebracht. Dieses Phänomen nennt man „Fork“ (Deutsch: Gabelung – Die Blockchain wird in zwei verschiedene Stränge gegabelt, die dann separat existieren).

Ein weiterer Punkt ist die Verbindung mit der realen Welt. Mit Kryptowährungen, die rein digital existieren, funktioniert das Konzept der Blockchain perfekt. Sobald man ihre vertrauenslose, dezentrale, und in großen Teilen automatisierte Struktur mit physisch existierenden Werten verknüpfen will, kommen schnell Fragen auf, wie diese Verlinkung auf sichere Art und Weise stattfinden soll. Dazu gibt es bereits Lösungen, sogenannte „Oracles“, jedoch befinden sich auch diese noch in einem frühen technischen Stadium und lassen Spielraum für Fehler.

Der große Mehrwert der Blockchain-Technologie

Die Blockchain bietet jedoch auch eine Menge Chancen, diverse Bereiche auf ganz fundamentaler Ebene zu verändern. Besitz und Handel von jeglichen Vermögenswerten, seien es Währungen, Immobilien oder geistiges Eigentum, kann durch die Blockchain massiv vereinfacht werden. Auch Dinge wie Datenschutz, Transparenz oder das Erstellen automatisierter Verträge können durch die neue Technologie in einer Form realisiert werden, die vorher undenkbar war. Menschen, die keinen Zugang zu einem Finanzsystem haben, können zudem durch die geringen Einstiegshürden in ein Blockchain-basiertes System nun Teil eines funktionierenden Zahlungssystems werden.

Vor allem für Investoren tut sich hier ein komplett neues Wirtschaftsfeld auf, dass das Potential hat, in Zukunft zu einem global relevanten Markt heranzureifen.

Disclaimer: Die Inhalte dieses Artikels dienen ausschließlich der Information und stellen weder eine Anlageberatung oder sonstige Empfehlung dar noch sind sie als Zusicherung etwaiger Kursentwicklungen zu verstehen. Sie ersetzen nicht die selbständige, sorgfältige Prüfung und eingehende Analyse des Investments (Due Diligence), sowohl in Bezug auf seine Chancen als auch auf seine Risiken und ihre persönliche Tragbarkeit. Die Informationen stellen ausdrücklich keine Aufforderung zum Kauf, Halten oder Verkauf von Finanzinstrumenten oder anderen Anlageprodukten dar. Die geäußerten Ansichten geben allein die Meinung des Autors wieder. Weder der Autor noch decentralist.de haften für Verluste oder Schäden irgendwelcher Art, die im Zusammenhang mit dem Inhalt des Artikels oder einem auf der Grundlage der darin enthaltenen Informationen getätigten Investment stehen.