Blockchain-Technologie einfach erklärt! | Alle Infos im Überblick

Die Blockchain ähnelt in vielerlei Hinsicht einer Datenbank, da eine Blockchain ebenfalls Informationen sammelt und speichert. Die Blockchain-Technologie dient der sicheren Übertragung von digitalem Eigentum (z. B. Geld) ohne Zwischenhändler. Neben der sicheren Übertragung kann die Blockchain-Technologie auch dazu verwendet werden, um im Nachhinein zu überprüfen, welche Übertragungen stattgefunden haben, genau wie bei einer Datenbank. Die Blockchain unterscheidet sich von einer Datenbank durch die Art und Weise, wie die Daten strukturiert sind. Eine Blockchain sammelt Informationen in Gruppen, die Blöcke genannt werden. Diese Blöcke enthalten Informationen. Die Blöcke haben eine bestimmte Speicherkapazität, und sobald diese gefüllt ist, wird der Block automatisch zum letzten Block hinzugefügt. Auf diese Weise wird die Blockchain erstellt. Alle neuen Informationen werden in neuen Blöcken gespeichert und der Blockchain hinzugefügt.

Die Blockchain ist eine dauerhafte Aufzeichnung aller Transaktionen. Ein starker Computercode sorgt dafür, dass niemand diese Informationen nachträglich ändern kann. Wenn Informationen also einmal in der Blockchain sind, ist es praktisch unmöglich, sie zu löschen. Das macht die Blockchain zu einer ehrlichen und zuverlässigen Informationsquelle. Man muss sich also nicht mehr auf andere Menschen verlassen, sondern auf die Blockchain.

Im Jahr 2008 entwickelte eine mysteriöse Person namens Satoshi Nakamoto die Blockchain-Technologie. Dies ist die Grundlage der Währung Bitcoin. Keiner weiß, wer diese Person oder Gruppe ist. Im November 2008 wurde das Bitcoin-Whitepaper veröffentlicht, in dem die Blockchain-Technologie beschrieben wird.

Die Blockchain-Technologie hat ein wichtiges Problem gelöst: Das “Double Spend Problem”, also Geld, das mehrfach ausgegeben werden kann. Da digitales Geld wie eine Computerdatei ist, wäre es für jemanden ein Leichtes, es einfach zu kopieren und erneut zu verwenden. Vor der Blockchain wurde dieses Problem dadurch gelöst, dass die Banken das Geld auf den Konten der einzelnen Personen aufbewahrten. Dies bedeutete, dass niemand dasselbe Geld zweimal ausgeben konnte.

Die Blockchain-Technologie löst dieses Problem auf eine andere Weise als die Banken. Blockchain macht alle Konten und Transaktionen öffentlich, hält aber private Daten anonym. Da alle Kontostände öffentlich sind, kann niemand dasselbe Geld zweimal verwenden. Sobald beispielsweise eine Bitcoin-Transaktion stattfindet, wird sie öffentlich dem Konto des Empfängers gutgeschrieben und dem Konto des Absenders belastet. Sollte jemand versuchen, Geld zweimal auszugeben, wird dies (durch das Peer-to-Peer-System) leicht erkannt und verhindert.

Da dieses Problem gelöst ist, können digitale Güter direkt und ohne Zwischenhändler wie Banken verschickt werden. Wir sprechen bewusst von digitalen Gütern, denn die Blockchain kann viel mehr als nur Geld versenden und verfolgen. Durch den Wegfall dieser Zwischenhändler kann viel Zeit und Geld gespart werden. Außerdem sind Ihre Daten “dezentralisiert” und nicht bei einem Dritten gespeichert.

Jetzt, da Sie wissen, was die Blockchain-Technologie ist, wollen wir sehen, wie sie funktioniert! Wir werden dies anhand eines möglichst einfachen Beispiels tun. Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, die Blockchain-Technologie zu nutzen, aber in diesem Beispiel werden wir eine Transaktion mit Bitcoin verwenden.

Stellen Sie sich einen Moment lang vor, dass sich 10 Personen in einem Raum befinden, die sich alle nicht kennen. Wir nehmen Fremde als Beispiel, denn auch Blockchain-Nutzer werden die meisten von ihnen nicht kennen. Diese 10 Personen haben alle ein Notizbuch und einen Stift dabei. Diese 10 Personen stellen in diesem Beispiel Blockchain-Nutzer dar. Die Notizblöcke sind die Blockchain selbst.

Nun gibt einer der Fremden einem anderen 1 Bitcoin für etwas, das er getan hat. Alle 10 Fremden schreiben dann diese Transaktion auf ihren Notizblock. Danach vergleichen sie ihre Notizbücher, um sicherzustellen, dass alle das Gleiche aufgeschrieben haben. Wenn alle 10 einverstanden sind, wird die Transaktion genehmigt. Wenn eines der Notizbücher etwas anderes enthält, zum Beispiel eine Transaktion von 2x 1 Bitcoin, dann gibt es ein Problem. Das bedeutet, dass die Person über die Transaktion gelogen hat. Es ist auch sofort klar, wer der Betrüger ist. Daher ignorieren die 9 anderen das gefälschte Notizbuch und machen weiter.

So funktioniert es auch bei einer Blockchain. Wenn alle Blockchain-Kopien übereinstimmen, wird die Transaktion durchgeführt. Wenn sich eine Kopie von allen anderen unterscheidet, lehnt das Netzwerk die Transaktion, die nicht mit den anderen übereinstimmt, automatisch ab. Dadurch wird Betrug auf der Blockchain verhindert. In der Praxis ist es unmöglich, das System zu manipulieren, da die manipulierte Blockchain-Kopie nicht mit dem Rest übereinstimmt. Wie in dem Beispiel vergleicht das Blockchain-System ständig alle Kopien der Blockchain.

Jeder Blockchain-Nutzer hat eine identische Kopie des Blockchain-Notizbuchs”. Hier werden alle Transaktionen öffentlich aufgezeichnet. Die Blockchain speichert permanent alle vergangenen Transaktionen. So kann man nachverfolgen, wo sich alle Bitcoins befinden. Dies beweist genau, wer welche Coins besitzt.

Die Blockchain zeichnet also digitales Eigentum auf, ohne dass eine dritte Partei beteiligt ist. Es gibt also auch keine Partei, der alle Daten gehören. Die Blockchain ist also dezentralisiert. Mehr dazu unter der Überschrift “Dezentralisierung”. Die Blockchain weiß immer, wo sich das gesamte digitale Eigentum befindet. Herkömmliche Währungen verfügen nicht über eine Blockchain. Das macht es schwieriger zu beweisen, wem was gehört. Wenn Ihnen zum Beispiel jemand einen 5-Euro-Schein stiehlt, können Sie nicht ohne Weiteres nachweisen, dass Sie der Eigentümer dieses Scheins waren.

Wie in den vorherigen Abschnitten erklärt, ist eine Blockchain eine Art Datenbank. Ein großer Unterschied ist, dass eine Datenbank oft unter dem Einfluss von einem Unternehmen steht, während die Blockchain unabhängig ist. Das Blockchain-Netzwerk wird von einem Peer-to-Peer-System von Computern weltweit verwaltet. Es gibt also nicht ein Unternehmen oder eine Gruppe, die die Datenbank verwaltet, sondern ein ganzes Netzwerk!

Sie kennen doch diese Serverräume mit Tausenden von Computern, auf denen alle Daten der Kunden gespeichert sind. Diese Art von Unternehmen hat diese Computer oft an einem Standort und hat die vollständige Kontrolle über diese Computer und die darauf gespeicherten Informationen.

Eine Blockchain besteht ebenfalls aus Tausenden von Computern, aber diese befinden sich an verschiedenen Orten und gehören jeweils verschiedenen Personen oder Gruppen. Sie wird also nicht von einer zentralen Stelle verwaltet, weshalb sie als “dezentral” bezeichnet wird. Die Computer, aus denen das Bitcoin-Netzwerk besteht, werden als Knoten (Nodes) bezeichnet.

Eine Blockchain muss nicht unbedingt dezentralisiert sein. Viele Blockchains sind jedoch dezentralisiert, und genau das ist oft die Idee dahinter. Eine Blockchain kann auch zentralisiert sein, d. h. ihre Computer werden von einer einzigen Stelle verwaltet.

In einer Blockchain verfügt jeder Knoten über eine vollständige Aufzeichnung aller seit Beginn der Blockchain gespeicherten Daten, d. h. der gesamten History. Bei Bitcoin ist dies die gesamte Transaktionshistorie. Wenn ein Knoten einen Fehler in den Daten hat, kann er die anderen Knoten nutzen, um sich selbst wieder zu korrigieren.

Die Blockchain-Technologie ist aus mehreren Gründen sicher. Erstens werden neue Blöcke immer chronologisch und linear gespeichert. Das heißt, sie werden am Ende der Blockchain hinzugefügt. Sobald ein Block hinzugefügt wurde, ist es sehr schwierig, zurückzugehen und den Inhalt zu ändern. Dies ist nur möglich, wenn die Mehrheit dies will. Wenn Sie sich Bitcoin ansehen, werden Sie feststellen, dass jeder Block eine Position hat, die als “Höhe” bezeichnet wird. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels beträgt die Blockhöhe 805201 Blöcke. Auf dieser Website können Sie die aktuelle Blockhöhe sehen.

Jeder Block hat seinen eigenen Hash zusammen mit dem Hash des vorherigen Blocks. So entsteht die chronologische Reihenfolge. Ein Hash wird durch eine mathematische Formel erstellt, die digitale Informationen in eine Reihe von Zahlen und Buchstaben umwandelt. Siehe oben im Bild ein Beispiel für einen Hash.

Angenommen, jemand möchte die Blockchain verändern und Bitcoins von jemand anderem stehlen. Wenn diese Person nur ihre eigene Kopie der Blockchain ändert, stimmt sie nicht mehr mit den Kopien der anderen überein. Es fällt auch sofort auf, welche Blockchain falsch ist, und sie wird verworfen. Damit so ein Angriff gelingt, muss der Angreifer oder eine Gruppe 51 % der Kopien der Blockchain gleichzeitig ändern. Erst dann wird die neue Version zur Mehrheitsversion. Dies würde eine enorme Menge an Geld und Ressourcen erfordern, da man alle Blöcke nach dem geänderten Block neu erstellen müsste. Der Grund dafür ist, dass der Hash des vorherigen Blocks im nächsten Block enthalten ist. Alle Blöcke nach dem geänderten Block wären also nicht mehr korrekt.

Abgesehen davon, dass eine solche Aktion extrem teuer wäre, hat man davon nicht wirklich einen Nutzen. Außerdem würde so etwas nicht unbemerkt bleiben, da die Mitglieder des Netzwerks solche Änderungen in der Blockchain sehen würden. Diese Netzwerkmitglieder würden dann zu einer neuen Version der Kette wechseln, die davon nicht betroffen ist. Dies würde dann dazu führen, dass die betroffene Version der Bitcoin-Blockchain stark an Wert verliert.

Ein wesentlicher Bestandteil der Blockchain-Technologie ist der Konsensmechanismus, der dazu dient, Einigkeit unter den Teilnehmern des Netzwerks über den Zustand der Blockchain herzustellen und neue Transaktionen hinzuzufügen. Da Blockchains dezentralisiert und verteilt sind, müssen die Teilnehmer auf eine Art und Weise kooperieren, um sicherzustellen, dass die Daten konsistent und zuverlässig sind. Verschiedene Arten von Konsensmechanismen wurden entwickelt, um diese Aufgabe zu erfüllen.

Proof of Work (PoW): Dies ist einer der bekanntesten Konsensmechanismen und wurde von Bitcoin eingeführt. Beim Proof of Work konkurrieren Miner darum, einen komplexen mathematischen Rätsel zu lösen. Der erste Miner, der das Rätsel löst, darf den nächsten Block zur Blockchain hinzufügen und wird für seine Arbeit mit Kryptowährung belohnt. PoW ist ressourcenintensiv und erfordert viel Rechenleistung, was zu einem hohen Energieverbrauch führen kann.

Proof of Stake (PoS): Bei diesem Konsensmechanismus wird der nächste Block-Ersteller nicht durch die Lösung komplexer Rätsel ausgewählt, sondern durch den Besitz einer bestimmten Menge an Kryptowährung. Teilnehmer, die Kryptowährung “staken”, setzen sozusagen einen Einsatz als Garantie für ehrliches Verhalten. PoS ist energieeffizienter als PoW und wird von vielen Blockchain-Projekten, darunter Ethereum, als Alternative genutzt.

Delegated Proof of Stake (DPoS): Eine Weiterentwicklung von PoS, bei der Token-Inhaber ihre Stimmen verwenden, um “Delegierte” auszuwählen, die dann im Namen der Gemeinschaft Transaktionen validieren. DPoS zielt darauf ab, schnelle Transaktionszeiten und effiziente Abstimmungen zu ermöglichen.

Proof of Authority (PoA): Bei PoA bestimmen ausgewählte Autoritäten, wer neue Blöcke erstellen darf. Dieser Ansatz wird oft in privaten Blockchains oder Konsortium-Netzwerken verwendet, in denen Vertrauen und Identifizierung der Teilnehmer von besonderer Bedeutung sind.

Proof of Space und Time (PoST): Dieser Mechanismus basiert darauf, wie viel Speicherplatz und Zeit ein Teilnehmer dem Netzwerk zur Verfügung stellt. Es ist eine energieeffiziente Alternative zu PoW, die auf der Vorstellung beruht, dass das Zurückhalten von Speicherplatz ebenso wie das Bereitstellen von Rechenleistung ein gewisses Opfer darstellt.

Die Wahl des Konsensmechanismus hängt von den Zielen, der Sicherheit, der Skalierbarkeit und den Anforderungen des jeweiligen Blockchain-Projekts ab. Während einige Mechanismen energieeffizienter sind, bieten andere höhere Sicherheitsgarantien. Die ständige Weiterentwicklung und Forschung in diesem Bereich trägt dazu bei, die Blockchain-Technologie für verschiedene Anwendungsfälle zu optimieren.

Die Blockchain-Technologie und Bitcoin werden oft miteinander in Verbindung gebracht, aber in Wirklichkeit kann man mit der Blockchain viel mehr machen.

Das Verfolgen und Genehmigen von Bitcoin-Transaktionen ist nur eine der vielen Möglichkeiten, diese revolutionäre Technologie zu nutzen. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei der Blockchain um ein System, das es uns ermöglicht, digitales Eigentum sicher zu verwalten, ohne dafür eine dritte Partei zu benötigen. Es gibt bereits Tausende von Anwendungen, die das Blockchain-System nutzen. Wir beginnen erst jetzt, die Auswirkungen dieser neuen Technologie zu erkennen. Es gibt viele Bereiche, in denen der Mittelsmann vielleicht schon bald nicht mehr gebraucht wird.

Ein großer Nachteil des Wegfalls von Zwischenhändlern ist natürlich der Verlust von Arbeitsplätzen. Davon abgesehen gibt es jedoch viele Vorteile, nämlich:

Zeitersparnis: Ohne Zwischenhändler geht es schneller.
Einsparungen: Zwischenhändler kosten Geld.
Datenschutz: Keine Zwischenhändler mehr, die Ihre Daten besitzen.
Direktere Verwaltung des Eigentums: Sie brauchen nicht mehr die Genehmigung z. B. einer Bank für große Transaktionen (kann auch ein Nachteil sein).

OK, wir wissen jetzt, dass man Blockchain für Geldtransaktionen verwenden kann. Aber wofür kann sie noch verwendet werden? Wir geben einige Beispiele.

Mithilfe der Blockchain kann der logistische Lebenszyklus eines Produkts, eines Rohstoffs oder einer Komponente überwacht werden. Sie können den gesamten Werdegang eines bestimmten Produkts nachvollziehen. Dies verhindert auch gefälschte oder nachgeahmte Produkte. VeChain ist ein Beispiel für ein Krypto-Projekt, das versucht, dieses Problem zu lösen. Mit Hilfe der Blockchain-Technologie will VeChain diesen Problemen entgegenwirken, indem alle Produkte mit einem eindeutigen QR-Code oder Chip versehen werden. Diese Codes oder Chips werden dann der Blockchain zugewiesen, wonach die Informationen nicht mehr geändert werden können. Für viele Marken wäre dies eine sehr gute Lösung. Schließlich geht es in der Fälschungsindustrie um sehr viel Geld. VeChain arbeitet zum Beispiel bereits für einige große Unternehmen weltweit, wie BMW und Renault.

Lieferanten können die Blockchain-Technologie nutzen, um die Herkunft der beschafften Materialien zu dokumentieren. So können Unternehmen die Echtheit ihrer Produkte überprüfen.

Derzeit werden internationale Zahlungen oft über einige wenige Unternehmen abgewickelt, die alle Gebühren erheben. Das macht den Prozess langsam, teuer und abhängig. Mit der Blockchain-Technologie ist es möglich, internationale Transaktionen ohne Zwischenhändler sicher zu versenden.

Bei Wahlen gab es schon immer die Möglichkeit des Betrugs. Und dieser wird auch regelmäßig vermutet. Blockchain-Systeme könnten die Zukunft der Wahlen werden. Damit wird die Stimmabgabe auf digitalem Wege einfach und sicher. Dies kann auch die Zugänglichkeit erhöhen. Intelligente Verträge können die Identität der Wähler validieren, um Mehrfachstimmen pro Person zu vermeiden. In den Niederlanden könnte dies zum Beispiel durch eine Verknüpfung mit DigiD geschehen.

Mit Smart Contracts (z. B. von Ethereum) kann das Eigentum an Immobilien jeglicher Struktur erfasst werden. Dadurch wird die Transaktionsgeschwindigkeit optimiert und der Bedarf an Anwälten oder Maklern verringert. Intelligente Verträge können eine transparentere und kostengünstigere Alternative zur Verwaltung von Eigentumstiteln darstellen. Der Grund dafür ist, dass diese intelligenten Verträge die Historie, den Standort und die Details der Immobilie verfolgen können, die für die Bewertung eines Titels erforderlich sind. Die Verträge helfen, Betrug durch fälschungssichere Verschlüsselung zu verhindern.

Solarmodule könnten die Blockchain-Technologie nutzen, um automatisch Energie zu kaufen und zu verkaufen. Denken Sie an den Verkauf überschüssiger Energie im Sommer und den Kauf von Energie im Winter. Dies könnte sogar zwischen Nutzern in einem gemeinsamen Netzwerk in einer Stadt oder einem Dorf geschehen. Indem die Menschen direkt und automatisch zusammenarbeiten, wird die Rolle der Energieversorger viel weniger wichtig. Dies könnte auch für einen saubereren, zuverlässigeren und billigeren Energieverbrauch sorgen.

Mit der Blockchain-Technologie könnten Spenden an Wohltätigkeitsorganisationen vollständig nachverfolgt werden. Diese Technologie könnte sicherstellen, dass die richtigen Personen das Geld direkt erhalten und dass sie das Geld für das verwenden, was sie durch einen intelligenten Vertrag versprochen haben. Derzeit muss man einer Wohltätigkeitsorganisation einfach vertrauen, dass sie das Geld für das ausgibt, was sie verspricht. Die Beseitigung des Mittelsmannes kann in diesem Fall zu besseren Wohltätigkeitsorganisationen führen.

Die Blockchain-Technologie ermöglicht es zum Beispiel auch, eine intelligente Versicherungspolice zu erstellen. Nehmen wir an, man könnte eine Kfz-Versicherung so einrichten, dass automatisch ein Betrag für genau die Anzahl der gefahrenen Kilometer berechnet wird. Dies würde eine individuellere Gestaltung der Versicherung ermöglichen. Der Vertrag könnte sogar Daten aus der realen Welt in diese Versicherungspolicen einbeziehen, z. B. wie oft jemand zu schnell gefahren ist, und dieser Person dann eine höhere Prämie gewähren.

Nachdem wir nun wissen, was die Blockchain-Technologie ist und was möglich ist, wollen wir uns nun die Unternehmen ansehen, die sie bereits nutzen.

Amazon bietet Blockchain-Tools für Unternehmen an, die nicht selbst eines bauen wollen oder können. So nutzt beispielsweise das australische Unternehmen Nestlé ein Blockchain-Produkt von Amazon. Mithilfe dieser Blockchain bringt Nestlé eine neue Kaffeemarke auf den Markt, bei der die Verbraucher mithilfe eines QR-Codes Einblick in die Lieferkette des Kaffees nehmen können. Über diesen QR-Code können sie sehen, auf welcher Farm die Bohnen geplant wurden und wo sie dann geröstet wurden.

BMW führt derzeit ein Pilotprogramm durch, das die Blockchain-Technologie nutzt, um Teile und Komponenten in der Lieferkette zu verfolgen. Die Technologie könnte schließlich die gesamte Geschichte des Autos verfolgen und zur Vernetzung von Fahrzeugen genutzt werden. Denken Sie zum Beispiel an den Austausch von Informationen zwischen Fahrzeugen, wie Standort, Geschwindigkeit und Position.

Google kündigte an, dass es die Datenanalyseplattform BigQuery in ChainLink integrieren wolle. Dadurch können Daten aus externen Quellen in Anwendungen verwendet werden, die auf der Blockchain-Technologie basieren.

JPMorgan ist die größte Bank in Amerika. Diese Bank kündigte im Februar 2019 eine digitale Währung an, die den Banken helfen wird, Transaktionen schneller abzuwickeln. Diese ist auch als das neue Interbank Information Network bekannt. Eine Blockchain, die grenzüberschreitende Zahlungen zwischen Banken durch die Verwendung eines gemeinsamen Hauptbuchs beschleunigt.

MasterCard hat mehr als 100 verschiedene Patente im Zusammenhang mit der Blockchain angemeldet und hat mehrere Projekte in Arbeit. Das Unternehmen testet ein schnelleres und transparenteres Netzwerk für Zahlungen mit Banken.

Das neue Tokenisierungs-Framework von Microsoft soll die Hürden für den Blockchain-Zugang für große Unternehmen senken.

Nasdaq war eines der ersten Unternehmen, das Blockchain einsetzte. Das Unternehmen hat mehrere Blockchain-Produkte auf den Markt gebracht, z. B. ein Tool zur elektronischen Stimmabgabe für den südafrikanischen Wertpapierverwahrer.