Was ist Blockchain-Technologie und wie funktioniert sie? [2024 guide]

In den letzten Jahren hat man wohl kaum einen Artikel über Technologie gelesen, ohne auf den Begriff Blockchain zu stoßen. Es ist die Technologie, die unter anderem Bitcoin und anderen Kryptowährungen zugrunde liegt. Aber was ist Blockchain und wie funktioniert es?

Wichtige Erkenntnisse: Blockchain verstehen

• Blockchain ist genau das, was der Name verspricht: eine Kette von Blöcken, wobei jeder Block eine kleine Datenmenge enthält.
• Die Daten in einem Block sind unveränderlich; sie können in keiner Weise manipuliert werden. Das ist großartig für die Informationssicherheit.
• Blockchain ist eine relativ neue Technologie mit zahlreichen potenziellen Einsatzmöglichkeiten, wird derzeit jedoch fast ausschließlich im Bereich Kryptowährungen eingesetzt.
• Obwohl die Blockchain-Technologie bahnbrechend sein könnte, gibt es einige ernsthafte Probleme, die einer breiten Akzeptanz im Wege stehen.

Wie bei allen stark gehypten Technologien steckt hinter der Blockchain viel mehr, als man zunächst denken würde. Sie ist nicht nur die Engine, die Kryptographie möglich macht; sie könnte auch in allen möglichen Projekten eingesetzt werden, die ihre Daten sichern müssen. Aufgrund der Funktionsweise der Technologie gibt es jedoch einige unangenehme Nachteile, die ihre Befürworter nicht so schnell anpreisen.

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Blockchain-Grundlagen: Was ist die Blockchain-Technologie?

Die Blockchain-Technologie – auch bekannt als „Distributed-Ledger-Technologie“ – ist ein ziemlich kompliziertes Konzept, aber im Wesentlichen handelt es sich um eine neue Art von Datenbank.

In den meisten Fällen werden Daten in Tabellen gespeichert: riesigen Tabellenblättern, in denen ein Computer alles findet, was er braucht. Wenn Sie eine Transaktion von einem bestimmten Tag suchen müssen, geben Sie dem Computer Ihre Parameter ein und er sucht die Daten.

Die Distributed-Ledger-Technologie speichert Daten nicht auf diese Weise. Wie der Begriff vermuten lässt, ähnelt die Funktionsweise eher einem Hauptbuch, den dicken Büchern, die von Buchhaltern verwendet werden. In einem Hauptbuch werden Transaktionen in chronologischer Reihenfolge aufgezeichnet und können normalerweise nur auf die gleiche Weise abgerufen werden: indem man in der Zeit zurückgeht und die gewünschte Transaktion findet.

Blockchain übernimmt dieses Konzept und setzt es um. Jeder Eintrag in seinem Hauptbuch ist ein sogenannter Block, eine Dateneinheit. Ein Block kann so ziemlich alles sein, was auf einer Blockchain passiert ist: eine Kryptowährungstransaktion, die Details eines Smart Contracts, was auch immer. Sie sind normalerweise ziemlich klein – Bitcoin begrenzt seine Blöcke bis zu 1 MB beispielsweise.

Block zu Block

Jedes Mal, wenn ein Block geschrieben wird, wird er versiegelt und verschlüsselt, sodass er in keiner Weise verändert werden kann. Daher sind alle in eine Blockchain geschriebenen Daten unveränderlich und können nicht geändert oder manipuliert werden. Das macht Blockchain so attraktiv: Theoretisch können Daten im Nachhinein nicht manipuliert werden. Es erhöht die Sicherheit der dort gespeicherten Daten erheblich.

Das ist der „Block“-Teil der Blockchain; die Kette ist die Art und Weise, in der Daten gespeichert werden. Anstatt jeden Block wie normale Daten in einer Tabelle zu platzieren, wird jeder Block an den nächsten angehängt, wodurch eine Blockkette entsteht. Jeder Block ist ein Glied in der Kette und es gibt keine theoretische Begrenzung, wie lang ein Block sein kann.

Der Grund, warum Blöcke auf diese Weise verkettet werden, ist unglaublich technisch, aber die Kurzfassung ist, dass dadurch eine zusätzliche Sicherheitsebene hinzugefügt wird. Die Verbindung zwischen den Blöcken fungiert als eine Art Siegel, das anzeigt, wann ein Block abgeschlossen wurde, und fügt außerdem eine zusätzliche Verschlüsselungsebene hinzu. Dies ist eine zusätzliche Garantie dafür, dass der Block in keiner Weise manipuliert wurde.

Datenverteilung über Blockchain-Netzwerke

Diese Methode der Datensicherung ist jedoch nicht der einzige Trick, den die Blockchain im Ärmel hat. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, wo Blockchain-Daten gespeichert werden, oder besser gesagt, wo sie ist nichtIm Gegensatz zu herkömmlichen Daten wird eine Blockchain nicht an einem einzigen Ort, sondern in einem dezentralen Netzwerk gespeichert.

In gewisser Weise existiert jede Blockchain also an mehreren Orten gleichzeitig.

Wenn Sie mit dem Konzept der Synchronisierung von Cloud-Speicher vertraut sind, bei dem eine Änderung in einer Datei sofort in allen anderen Instanzen dieser Datei widergespiegelt wird, kommen hier wieder die Blöcke ins Spiel. Da ein Block nach dem Schreiben nicht mehr geändert werden kann, wird bei einem Versuch, dies zu tun, die anderen Instanzen der Blockchain benachrichtigt und die Änderung wird nicht durchgeführt.

Blöcke und die verteilte Datenbank sorgen für die Sicherheit einer Blockchain. Wenn Sie beispielsweise Transaktionen aufzeichnen, werden die Daten sicher weggesperrt, während das Blockchain-Netzwerk dafür sorgt, dass keine komischen Dinge passieren.

Transparenz und Rechenschaftspflicht

Infolgedessen ist die Blockchain-Technologie äußerst transparent. Jede getätigte Transaktion wird im gesamten Blockchain-Netzwerk reflektiert, sodass jeder, der Zugriff hat, sehen kann, was vor sich geht. Zum Beispiel: Blockchain Explorer ist eine von vielen Websites, auf denen Sie jederzeit sehen können, was in der Bitcoin-Blockchain passiert.

Natürlich können nicht alle Blockchains von jedem überprüft werden. Das Bitcoin-Netzwerk ist ein Beispiel für eine öffentliche Blockchain, es gibt jedoch auch viele private Blockchains.

Der Unterschied besteht jedoch darin, wer Zugriff hat, und nicht darin, welche Daten verfügbar sind. Jeder Teilnehmer kann Transaktionen validieren, überprüfen, was vor sich geht, und alles sehen, was jemals mit dieser bestimmten Blockchain passiert ist.

Wofür können Sie ein Blockchain-Ledger verwenden?

Wie Sie sich vorstellen können, ist diese Art von Technologie perfekt für jede Branche, die bereits Ledger verwendet. Viele Finanzinstitute sind beispielsweise die Technologie im Auge um Daten auf transparente und dennoch sichere Weise zu verfolgen. Es gibt jedoch viele andere Bereiche, in denen diese Technologie eingesetzt werden könnte.

Zum Beispiel, ein Unternehmen möchte unsere digitalen Identitäten in einer Blockchain speichern, sodass jeder genau sehen kann, wer wir sind und was wir vorhaben.

Blockchain wurde auch als Möglichkeit vorgeschlagen, Urheberrechte schützen. Einige Befürworter behaupten sogar, es könnte Verbesserung der staatlichen Dienstleistungenetwa die Möglichkeit zur Stimmabgabe über die Blockchain oder die schrittweise Verfolgung des Beschaffungsprozesses der Behörden.

In jedem dieser Fälle könnte die Speicherung dieser Daten in einem Hauptbuch für mehr Sicherheit für die Benutzer sorgen und gleichzeitig für mehr Transparenz für jeden sorgen, der auf die Informationen in der (hoffentlich privaten) Blockchain zugreifen muss. Allerdings befinden sich praktisch alle dieser Projekte noch in der Entwicklungsphase.

Blockchain &038; Kryptowährung

Wenn wir Blockchain-Technologien in der Praxis erleben wollen, ist die wunderbare Welt der Kryptographie und verwandter Web3-Anwendungen der einzig richtige Ort. Tatsächlich werden die beiden so oft miteinander verwechselt, dass sie fast schon zu Synonymen geworden sind.

Das ist nicht wirklich überraschend, da die Menschen die Blockchain durch Kryptowährungen kennengelernt haben – und bislang war dies der einzige Bereich, in dem wir ihr volles Potenzial erkennen konnten.

Tatsächlich gäbe es ohne Blockchain keine Kryptowährungen. Die Idee einer digitalen Währung ist alles andere als neu, stieß aber meist auf das gleiche einfache Problem: Es gab keine Möglichkeit, jemanden davon abzuhalten, einfach mehr davon zu schaffen. Viele Projekte kamen und gingen, aber alle scheiterten letztendlich, einfach weil es keine gute Möglichkeit gab, Zahlungen abzusichern.

Sicherung von Bitcoin und anderen Kryptowährungen

Auftritt von Satoshi Nakamoto und dem berühmten Whitepaper von 2007 Bitcoin: Ein Peer-to-Peer-System für elektronisches Bargeld. In diesem Dokument legte Nakamoto – dessen Identität bis heute unbekannt ist – dar, wie die Blockchain-Technologie zur Absicherung ihrer Währung Bitcoin eingesetzt werden könnte. Es sollte angemerkt werden, dass Nakamoto nicht der Erfinder der Blockchain ist; er war nur einer der ersten, der eine sinnvolle Verwendung dafür fand.

Aus diesem Grund wird Bitcoin oft als eine Art Blaupause für Blockchains angesehen, obwohl einige seiner Funktionen nur bei Bitcoin und nicht unbedingt bei allen Blockchains vorkommen. Ein gutes Beispiel ist das Bitcoin-Mining, bei dem ein neuer Währungsblock durch das Lösen einer komplexen Gleichung freigeschaltet wird. Obwohl viele andere Kryptowährungen diesem Modell folgen, ist dies nicht notwendig.

Ein weiteres Beispiel ist die Ethereum-Blockchain, die die Heimat für die eigene Währung Ether ist, aber auch das Hosten von Anwendungen, Ausführen von Smart Contracts und vieles mehr ermöglicht. Während Bitcoin bewiesen hat, dass Blockchain funktionieren kann, zeigt Ethereum erst richtig, wie groß sein Potenzial ist.

Nachteile von Blockchain-Plattformen

Die meisten Nachrichten rund um diese Technologie und das Blockchain-System zur Datensicherung sind positiv. Allerdings ist nicht alles Gold, was glänzt, und es gibt einige ernsthafte Probleme mit der Blockchain, die Zweifel an ihrer Durchführbarkeit aufkommen lassen.

Das am wenigsten technische Problem, aber für viele Menschen vielleicht das wichtigste, ist, wo die Grenze zwischen Transparenz und Verletzung der Privatsphäre gezogen wird. Blockchain macht Daten transparent, was im Falle von Kryptowährungen durchaus eine gute Sache ist. So wird beispielsweise verhindert, dass Menschen mit böser Absicht Münzen nach dem Zufallsprinzip duplizieren oder behaupten, die Zahlung sei nie eingegangen.

Wenn wir jedoch beginnen, eine Blockchain zur Speicherung persönlicher Daten zu verwenden, wie in einigen der oben genannten Projekte, stellt sich die Frage, ob wir wirklich wollen, dass jeder auf alle unsere Daten zugreifen kann.

Es mag zwar cool erscheinen, den Führerschein online gespeichert zu haben, aber nicht jeder, der diese Informationen haben möchte, hat gute Absichten. Eine transparente Informationsquelle wie die Blockchain wäre der Traum eines jeden Stalkers.

Das ist das Worst-Case-Szenario, aber es gibt auch andere. Wenn man auf diese Weise Unmengen von Daten zugänglich macht, öffnet man sie für Data Mining. Wenn wir Blockchains für alles verwenden würden, hätten Marketingfachleute ein leichtes Spiel, um an all diese Daten zu kommen, ganz zu schweigen von noch weniger verdächtigen Gestalten wie Identitätsdieben.

Blockchain-Sicherheitsprobleme

Es gibt jedoch auch konkretere Probleme mit der Blockchain-Technologie. Ein großes Problem besteht darin, dass die eigentliche Kette zwar sicher ist, ihre Zugangspunkte – Passwörter und Apps, die mit der Blockchain interagieren – jedoch zunehmend angegriffen werden. Verschlüsselung und andere Tricks schützen möglicherweise vor Brute-Force-Angriffen, sind aber kein Gegenmittel gegen Social Engineering.

Viele der größten Sicherheitsprobleme im Kryptobereich sind verherrlichte Phishing-Angriffe, bei denen Hacker irgendwie an die Passwörter von jemandem gelangen oder seine Anmeldeinformationen fälschen. Man könnte argumentieren, dass dies die Schwachstelle jeder Technologie ist – und damit hätte man recht –, aber es ist ein starkes Argument dagegen, wirklich wichtige Dinge auf der Blockchain zu speichern.

Cyberangriffe sind eigentlich ein gutes Argument gegen die digitale Speicherung von Daten.

Natürlich ist die interne Sicherheit von Blockchains nicht immer so hoch, wie sie angepriesen wird. Wenn Sie beispielsweise irgendwie genügend Knoten kontrollieren, auf denen eine Blockchain gespeichert ist, könnten Sie theoretisch über ein Netzwerk darauf zugreifen und dessen Fähigkeit zur Validierung von Transaktionen zunichte machen.

Ein weiteres großes Problem ist der sogenannte 51%-Angriff. Es handelt sich um eine ziemlich komplizierte Art von Angriff, aber kurz gesagt kann ein böswilliger Teilnehmer eine Blockchain dazu bringen, zu glauben, dass dem Angreifer noch das Geld aus einem Block geschuldet ist, den er bereits abgebaut hat. Das ist schon ein paar Mal passiert, bei einem Angriff in Juni 2018 und erwarb Bitcoin Gold im Wert von rund 1 Million US-Dollar.

Auf die Leistung kommt es an

Natürlich sind viele Sicherheitsprobleme nur so lange ein Problem, bis sie behoben werden: So sind beispielsweise 51%-Angriffe seit 2018 viel schwieriger durchzuführen. Es gibt jedoch ein Problem mit der Blockchain, das sich nicht so einfach beheben lässt, und zwar die Tatsache, dass das Schreiben und Abrufen von Daten langsam ist.

Die Technik wird hier erklärt Hacker-Mittag Artikel, aber das Fazit ist, dass all diese Verschlüsselung und dezentrale Validierung Zeit verschlingt. Infolgedessen dauert die Verarbeitung einer Transaktion einfach länger als bei herkömmlichen Methoden. Sicher, der Unterschied wird in Nanosekunden gemessen, aber selbst diese summieren sich.

Um eine Vorstellung zu bekommen, dies Artikel über Transaktionsgeschwindigkeiten gibt uns einige Zahlen. Bitcoin kann sieben Servertransaktionen pro Sekunde verarbeiten, während Ethereum 20 schafft. Die Kryptowährung Ripple schafft bis zu 1.500, was respektabel erscheinen mag, bis man bedenkt, dass Visa, der weltweit größte Zahlungsabwickler, 24.000 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten kann – 15 Mal so viele.

In einer Welt, in der Menschen Zugang zu Daten und Geld benötigen schnelldies dürfte das größte Problem der Blockchain sein. Sicherheit und Unveränderlichkeit sind wichtig, aber wenn Sie nicht bekommen, was Sie brauchen, wenn Sie es brauchen, kann das eine große Hürde für die Einführung jeder Technologie sein.

Abschließende Gedanken

So interessant Blockchain auch ist, es ist schwer, sich eine Welt vorzustellen, in der es aus seiner kleinen Krypto-Nische herauskommt. Die praktischen Bedenken machen es einfach zu einem zu großen Risiko. Wenn es jedoch eine Möglichkeit gäbe, es zu beschleunigen und die Daten der Benutzer besser zu schützen, könnte es durchaus die Technologie der Zukunft sein.

Was halten Sie von Blockchain? Ist sie die Antwort auf unsere Datensicherheitsprobleme oder sehen Sie auch praktische Probleme, die ihr im Weg stehen? Werden wir sie für andere Zwecke nutzen oder wird sie nur noch für Kryptowährungen verwendet werden? Lassen Sie es uns in den Kommentaren unten wissen und wie immer vielen Dank fürs Lesen.

Häufig gestellte Fragen

• Was ist ein Block in einer Blockchain?

  Ein Block ist ein Datenelement, wie eine Transaktion oder ein Smart Contract. Die Daten in einem Block können nach der Erstellung nicht mehr geändert werden.

• Was ist der Unterschied zwischen Blockchain und Kryptowährung?

  Kryptowährung ist eine durch Kryptografie gesicherte digitale Währung. Blockchain ist die Technologie, die dafür sorgt, dass diese Token sicher sind.

• Welche Blockchain läuft am längsten?

  Das digitale Hauptbuch, in dem Bitcoin erfasst wird, ist die am längsten bestehende Blockchain.