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Blockchain-Technologie Guide

Eine Einführung in die innovative Technologie


Blockchain-Technologie: Eine Übersicht

Blockchain technology

Blockchain Technology

Die Blockchain. Diesen Begriff hast Du in letzter Zeit vermutlich oft gehört. Ob Du lokale Nachrichten oder Nachrichten aus aller Welt anschaust, ob Du im Internet surfst, die Blockchain (ist in diesen Tagen ein interessantes Thema. Was ist eigentlich diese Blockchain-Technologie, die diesen ganzen Hype hervorruft? Vielleicht hast Du schon auf eigene Faust ein wenig recherchiert oder jemand hat Dir Informationen zukommen lassen – sehr wahrscheinlich hat dich das zu Bitcoin geführt. Auch wenn die meisten Menschen ganz fasziniert von Bitcoin sind, ist es doch die Technologie dahinter, die das eigentlich Faszinierende ist. Die Technologie, die hinter der Blockchain steht, ist recht einfach zu verstehen, wenn man den technischen Jargon einmal außen vor lässt.

Um es einmal in einfachen Worten auszudrücken: Die Blockchain ist eine Kette, die kein Ende hat. Die Blöcke aus denen die Kette besteht, enthalten Daten. Diese Daten dienen der Verifizierung der bisherigen Transaktionen. Die Information einer neu verifizierten Transaktion werden einem Block hinzugefügt. Wenn dieser Block gefüllt ist, wird er geschlossen und an die Kette angehängt, wo er dauerhaft verbleibt. Sobald ein Block an die Kette angehängt wird, können die enthaltenen Informationen nicht mehr geändert, entfernt oder in sonst einer Weise modifiziert werden.

Das ist jetzt natürlich nur die einfachst mögliche Erklärung, die noch vielerlei Fragen offen lässt. Wie werden Transaktionen bestätigt? Wer kümmert sich um die Bestätigung? Warum sollte man demjenigen vertrauen? Worin besteht der Anreiz, diese Bestätigungen durchzuführen? Bei einem so komplexen Thema wie digitalen Währungen gibt es noch viel mehr Fragen.

Auch wenn es hier um Bitcoin geht, da es das erste Produkt ist, dassich die Blockchain zu Nutze macht, ist es interessant zu wissen, daß die Blockchain nicht nur von digitalen Währungen genutzt wird. Es gibt tatsächliche mehrere Gebiete, auf denen die Nutzung der Blockchain-Technologie wesentlich effizienter und vorteilhafter ist, als dies bei Kryptowährungen der Fall ist. Mehr dazu später. Um diese erstaunliche Technologie wirklich verstehen zu könnnen, bedarf es einen Blick auf dessen Entstehungsgeschichte.

Die Blockchain wird geboren

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Laut dem Schöpfer der Blockchain, begannen die Arbeiten in 2007. Satoshi Nakamoto ist ein Name, den Du zweifelsohne desöfteren hören wirst, solltest Du dich weiterhin mit der Blockchain beschäftigen. Der Name ist ein Pseudonym. Die wahre Identität von Satoshi Nakamoto ist unbekannt. Unter Umständen ist Satoshi Nakamoto weder ein Mann, noch eine Frau. Es könnte sich um eine Gruppe von Leuten handeln. Niemand weiß es wirklich. (Obwohl dem Auftreten und anderen Charakteristiken der Online-Kommunikation nach zu urteilen, scheint Satoshi Nakamoto höchstwahrscheinlich doch ein Mann zu sein.)

Wer auch immer hinter der Identität steht – eines steht fest: Die Schöpfung der Blockchain ist das Werk eines Genies. Es war kurz nach der Immobilienkrise, als Satoshi Nakamoto im Oktober 2008 ein akademisches ‚White Paper‘ mit dem Titel “Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System”, einer kleinen Community von Kryptographen vorstellte. Diese Arbeit erwies sich als brilliant und es hat nicht lange gedauert, bis Kryptographie-Fans aus aller Welt sich für Satoshis Idee begeisterten. Auch wenn Bitcoin selbst im Fokus des Hype steht, ist es die unterstützende Technologie dahinter, die Bitcoin überhaupt erst möglich macht.

Hier geht’s zum Whitepaper

Die Blockchain liefert Antworten auf die Fragen, die die Experten aus dem Bereich Kryptographie viele Jahre lang beschäftigt hatten. Sie bietet die Möglichkeit, sogenannte „trustless transactions“ durchzuführen. Dabei geht es allerdings nicht um „nicht vertrauenswürdige“ Transaktionen, sondern vielmehr um Transaktionen, bei denen keine Vertrauensperson oder Mittelsmann notwendig ist. Darüber hinaus erweist sich die Technologie als komplett sicher gegenüber Hacking-Angriffen. Tatsächlich ist die Blockchain das einzige Computer-basierte System, das nicht gehackt werden kann.

Wie die Blockchain Transaktionen und die Vertrauensbasis handhabt

blockchain technologyIm Falle digitaler Währungen, wie z.B. Bitcoin, gab es bislang immer einige Fragen, auf die sich keine Antworten finden lassen wollten. Die größten Probleme hierbei waren „Wie kann ich jemanden vertrauen, den ich nicht kenne?“ und „Wie verhindere ich, daß die selben Werte an zwei verschiedene Personen geschickt werden?“.

Denk darüber nach, wie wir diese Dinge heute angehen. Egal ob wir Paypal nutzen, eine Banküberweisung durchführen möchten, oder Western Union zum Schicken oder Empfangen von Geld nutzen möchten: Wir müssen jedes Mal entweder eine Webseite oder eine Filiale der entsprechenden Institution besuchen. Wenn Du einem Freund fünf Dollar schicken möchtest, würdest Du einen der genannten Anbieter nutzen müssen. Und dafür zahlst Du natürlich auch eine Gebühr. Im Falle der Banküberweisung kommt für gewöhnlich noch eine Wartezeit von ein oder zwei Tagen hinzu. Seit einiger Zeit bieten einige Banken einen speziellen Service an, wie etwa eine ‚Blitzüberweisung‘. Dafür ist es allerdings notwendig, daß sowohl Absender als auch Empfänger über ein Konto bei der gleichen Bank verfügen.

Bei jedem dieser Szenarien muss man erst einmal ein Konto eröffnen. Dann muss man den Geschäftsbedingungen der jeweiligen Bank oder eines anderen Finanzservice zustimmen. Wenn man das hinter sich hat, muss man noch Geld auf das eigene Konto einzahlen, wobei man den Regeln und Bedingungen des jeweiligen Unternehmens unterliegt. Hast Du jemals mitten in der Nacht einen gewissen Geldbetrag benötigt? Könntest Du mitten in der Nacht zur Bank gehen und Dir das benötigte Geld auszahlen lassen? Natürlich nicht! Wenn Du Paypal schon einmal benutzt hast, dann ist Dir sicher schon aufgefallen, daß das Unternehmen nach freiem Ermessen Gelder für eine Dauer von bis zu 21 Tagen einfach einfrieren kann. Banken können dies genauso.

Durch die Blockchain und die dazugehörige Technologie wurde es möglich, Bitcoin von einer Person zur nächsten zu transferieren, und das ganz ohne Mittelsmann. Das bedeutet, man kann auch um 3 Uhr in der Nacht soviel Bitcoin wie man möchte an jemanden transferieren, und derjenige erhält den Betrag ohne große Verzögerungen. Niemand kontrolliert dein Geld, niemand hat mit der Transaktion zu tun, nur Du selbst hast die Kontrolle. Ohne die Blockchain wäre nichts davon möglich.

Die Blockchain wird schnell erwachsen

blockchain technologyZu einem Zeitpunkt, an dem die Blockchain gerade einmal elf Monate alt war, erreicht Bitcoin eine Marktkapitalisierung von 1 Million US-Dollar . Gerade einmal drei Monate später hatte 1 Bitcoin den selben Wert wie 1 US-Dollar. Der Wert von Bitcoin ist seit diesem Punkt nie mehr unter 1 US-Dollar gefallen.

Als die Finanzwelt langsam von Bitcoin Notiz nahm, waren sich die meisten Analysten einig: Bitcoin sei ‚unsinniges Internet-Geld‘, daß sich nicht besonders lange halten würde. Diese Analysten irrten sich nicht nur in Bezug auf Bitcoin, sondern ignorierten auch die Möglichkeiten, die ihnen die Blockchain bot. Allerdings waren nicht alle so ignorant. Einige Leute interessierten sich im Stillen ganz besonders für die Blockchain. Die CIA , beispielsweise, war sehr an den Möglichkeiten der Blockchain-Technologie interessiert und lud Gavin Andresen, den Lead Developer von Bitcoin, zu einem speziellen Treffen und einem Gespräch ein. All dies fand zu der Zeit statt, in der Satoshi spurlos verschwand ohne je wieder gesehen worden zu sein. Er sagte Gavon, er wollte zurücktreten und die Kontrolle an andere Menschen abgeben. Mehr sagte er allerdings nicht – weder zu Gavin, noch zu jemand anderem. Er verschwand einfach, ohne irgendeine Spur zu hinterlassen.

Satoshis letzter genialer Schachzug

Bevor er verschwand, unternahm er noch etwas, das seine Genialität unterstrich. Er übertrug die Webseite und das Eigentum an der Bitcoin.org-Domain auf mehrere Leute, nicht alle davon stammten aus dem technischen Bereich. Er tat dies, um zu verhindern, daß keine Einzelperson aus der Gruppe volle Kontrolle über Bitcoin oder die Blockchain erlangen konnte. So wie niemandem z.B. die Technologie hinter Emails gehört, so gehöre Bitcoin oder die Blockchain und die dazugehörige Technologie auch niemandem. Es gibt zwar eine Team von Entwicklern, die zum harten Kern gehören, aber es gibt auch viele Personen, die kleine Beiträge leisten. Es soll nicht entwickelt oder verändert werden, was nicht gut für alle ist. Die gesamte Bitcoin-Community – und das bedeutet jede einzelne Person, die Bitcoins besitzt – soll sich mit Updates oder Änderungen einverstanden erklären. Ein wahrhaft geniales System.

Das wahre Potential der Blockchain wird entfesselt

blockchain technologyIm Dezember 2013 wurde der Welt das wahre Potential der Blockchain aufgezeigt: Vitalik Buterin veröffentlichte ein Whitepaper mit dem Titel “The Ethereum Project”. Das enorm hohe Maß an Funktionalität, das Ethereum der Blockchain zu bieten hatte, wurde von der Industrie weltweit aufmerksam beobachtet. Das Ethereum-Projekt wurde per Crowdsale finanziert. Ethereum machte die Technologie der Blockchain auf eine Art verfügbar, die es interessant für jedermann machte – egal ob es sich um eine Bank, ein großes Unternehmen oder einen Durchschnittsbürger handelt. Durch die Integration von ’smart contracts‘ wurde aus der Blockchain-Technologie viel mehr als nur Idee der Kryptographen: Sie wurde zum Geschäftsmodell für zahlreiche große Unternehmen.

Die Blockchain und ihre zwei Hauptbestandteile

Um die Blockchain zu versehen, muss man eigentlich nur zwei Dinge verstehen:

  1. Asymmetrical Kryptographie
  2. Distributed Ledger

Asymmetrische Kryptographie

Der Begriff mag vielleicht noch verwirrender klingen als die Blockchain-Technologie, aber man kann sich das ganz einfach als eine Art Passphrase vorstellen. Wenn ich Dir sagen würde, das Passwort wäre “Sesam öffne dich”, und Du würdest diese Passwort eingeben um Zugang zu erhalten, würdest Du keine asymmetrische Kryptographie nutzen. Stell es Dir als ‚Frage & Antwort‘ vor. In den Fragen sind nicht die gleichen Wörter wie in der Antwort enthalten. Man braucht die Frage, um die Antwort zu erhalten, und obwohl beide unterschiedlich sind, passen sie zusammen. Wenn ich nun fragen würde “Wann ist mein Geburtstag?”, müsstest Du die korrekte Antwort wissen, um Zugang zu erhalten. Das ist asymmetrische Kryptographie. Das ist, was die Blockchain als Sicherheitsmaßnahme nutzt. Natürlich werden sie nicht als Frage und Antwort bezeichnet und sie sind auch lange nicht so einfach zu entschlüsseln.
Wenn Du über ein Bitcoin-Wallet verfügst, hast Du automatisch zwei sehr wichtige Informationen: Deinen Private Key (die Frage) und deinen Public Key (die Antwort). Beide sind ein Misch-Masch aus Zahlen und Buchstaben. Die Art, wie man sie nutzt, macht sie so einzigartig und so effektiv.

Mal angenommen, ich würde Dir sagen, daß die Antwort auf die Frage „235“ lautet. Die Antwort zu wissen, ermöglicht es einem, mit mir eine Transaktion durchzuführen. Du könntest mir einfach Bitcoin schicken, indem Du es an „235“ schickst. Das Besondere dabei ist, das ich Dir die Frage nie genannt habe. Nur ich kenne die Frage und teile diese mit niemandem. Dadurch kann mir jeder, der die Antwort kennt, etwas schicken. Allerdings habe nur ich Zugriff darauf. Das Zurverfügungstellen der Antwort, nicht aber der Frage, bringt das hohe Maß an Sicherheit. Wenn man die Frage kennt, lässt sich in vielen Fällen die Antwort finden. Wenn man allerdings die Frage als „Welche Farbe hat der Himmel?“ formuliert und als Antwort „Pink“ wählt, ist es niemanden nur anhand der Antwort möglich, die Frage herauszufinden.

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Dies ist auch als ‚Public Key Verschlüsselung‘ bekannt: Die Idee den Public Key öffentlich zu machen (ohne dabei darauf zu achten, wer Zugriff auf den Key bekommt), stammt aus den 70er Jahren und wurde hauptsächlich für militärische Zwecke genutzt. Es hat bis zur Einführung des Internet gedauert, bis diese Idee weite Verbreitung gefunden hat. Seit Zeiten des Internet ist dies nun der Standard, über den wir kommunizieren. Du verwendest diese Methode regelmäßig – ob Dir das bewusst ist oder nicht. Bei jeder verschickten Email, bei jeder Textnachricht, oder wenn Du einfach nur einen Anruf entgegennimmst, kommt die ‚Public Key Verschlüsselung‘ zum Einsatz und sorgt dafür, daß deine Informationen sicher sind.

Das ist der Zweck deines Private Key. Er gestattet Dir Zugrif auf die Werte, die in der Antwort gespeichert sind. Ohne den Private Key (die Frage) ist der Public Key (die Antwort) völlig wertlos. Auf diese Art und Weise zu arbeiten, erlaubt es dem gesamten Netzwerk jede einzelne Transaktion zu sichten, und das zu jeder Zeit. Dies ermöglicht es, Transaktionen zu verifizieren und den Zugriff auf die jeweiligen Werte nur dem rechtmäßigen Besitzer zu ermöglichen. Da sowohl der Private Key als auch der Public Key aus einer sehr langen Kette von Buchstaben und Zahlen bestehen, wird gleichzeitig allen Teilnehmern ein gewisses Maß an Anonymität gewährt. Du hast nun etwas über den Einsatz von asymmetrischer Kryptographie gelernt – schauen wir uns jetzt einmal die sogennanten ‚Distributed Ledger‘ an.

Distributed Ledgers: Die meist überprüften Tabellen der Welt

Bing definiert ‚Distributed Ledger‘ wie folgt:

“Distributed Ledger Technologie ist ein unveränderliches, dezentrales und geteiltes Kassenbuch, das alle Transaktionen in einem Peer-to-Peer Netzwerk (basierend auf Proof-of-Work) via Konsens-Algorithmus für Langlebigkeit und Verlässlichkeit überprüft.”

Das klingt nun viel verwirrender als es eigentlich ist. Sehen wir es uns einmal genau an und lassen dabei einige der technischen Ausdrücke weg, um die Sache benutzerfreundlich zu gestalten:

Unveränderlich– es können keine Änderungen vorgenommen werden.
Dezentralisiert- nicht von einer einzigen Person oder einem Unternehmen kontrolliert.
Geteiltes Kassenbuch– jeder, der Teil des Netzwerks ist, verfügt über eine Kopie des Kassenbuchs.
Peer to Peer Netzwerk- ein Netzwerk aus Rechnern, deren Besitzer alle über das Kassenbuch verfügen.
Proof of work– alle müssen sich damit einverstanden zeigen, daß eine Transaktion als verifiziert eingestuft wird.
Konsens-Algorithmus– komplexe Rechenaufgaben müssen gelöst werden.
Robustheit und Integrität– Stärke, Langlebigkeit und Verlässlichkeit.

Um es einmal anders zu formulieren:
Ein Distributed Ledger ist eine permanente und unfehlbare Aufzeichnung aller bisher getätigten Transaktionen. Es ist für jeden zur Einsicht verfügbar und nur dann, wenn alle Teilnehmer einverstanden sind, kann eine Transaktion als nicht nicht durchgeführt angesehen werden. Dies stellt sicher, daß alle Transaktionen korrekt aufgezeichnet werden. Niemand kann Informationen stehlen oder abändern, und die Informationen werden für alle Zeiten aufbewahrt.

Unterstützt, kontrolliert und verifiziert durch das Netzwerk

Alle Teile der Blockchain sind offen für jeden der Teil des Netzwerks ist. Um Teil des Netzwerks zu sein, muss man einfach nur etwas anteilig von dem halten, das durch die Blockchain verwaltet wird. Im Fall von Bitcoin bedeutet das einfach, daß man einige Bitcoins (oder Teile davon) halten muss. Die Transaktionen werden durch die sogenannten Bitcoin Miner bestätigt. Das sind Leute, die ihre Rechner zur Verfügung stellen, um die kryptographischen Aufgaben zu lösen, die dafür sorgen, daß einzelne Transaktionen berechnet, in einem Block zusammengefasst und an die Blockchain angehängt werden.

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Der Anreiz für die Miner, ihre Hardware und ihre Rechenleistung für diese ziemlich ressourcenhungrige Aufgabe zur Verfügung zu stellen, ist die Möglichkeit, auch etwas Bitcoin zu bekommen. Das Netzwerk von Bitcoin ist so angelegt, daß jeder Teilnehmer, der Berechnungen durchführt und dem fertigen Block hinzufügt, einen Anteil an den soeben neu geschürften Bitcoins bekommt. Anfänglich lag dieser Betrag bei 50 Bitcoins. Der Betrag wurde bislang zweimal halbiert, was bedeutet, daß die Belohnung für jeden Block nu bei 12,5 Bitcoins liegt. Diese Halbierung wird etwa alle vier Jahre stattfinden, bis in das Jahr 2041 hinein – das Jahr, in dem der letzte Bitcoin geschürft werden wird. Danach ist es nicht mehr möglich, weitere Bitcoins zu schürfen oder sonstwie herzustellen. Die Anzahl an Bitcoins ist also limitiert. Ob man nun heute oder im Jahr 2041 nachschaut, es kann jede einzelne Transaktion kontrolliert werden, die jemals auf der Blockchain stattgefunden hat.

Dies ist wieder einmal ein perfektes Beispiel dafür, wie die Blockchain ihre Aufgaben völlig ohne die Notwendigkeit einer Drittpartei löst.

Kombiniere die Teile, und Du bekommst neue Möglichkeiten

blockchain technologyAlso, ein Distributed Ledger, das asymmetrische Kryptographie nutzt, wird schlicht und einfach als Blockchain. bezeichnet. Wo Du nun über ein besser Verständnis der Blockchain verfügst, kannst Du andere Bereiche außer Kryptowährungen benennen, in denen sich diese Technologie als ungemein hilfreich und nützlich erweisen wird? Währungen kommen einem natürlich als Erstes in den Sinn – das ist völlig klar. Ob Dir das schon bewusst war oder nicht, jede einzelne Bank in den Vereinigten Staaten und in Europa nutzt bereits die Blockchain-Technologie. Diese schnellen Transfers, von denen an früherer Stelle die Rede war. Die sind noch sehr neu und nur die Blockchain ermöglicht sie. Ist Dir schon aufgefallen, wie schnell eine Rückbuchung auf deiner Debitkarte erfolgt und daß das Guthaben direkt wieder verfügbar ist? Alles möglich dank der Blockchain. Und dies sind nur einige Beispiele für die heutige Nutzung.

Die Liste der Möglichkeiten, bei denen die Blockchain logistische Vörgänge optimieren kann, ist beinahe endloss. Regelmäßig kommen neue Möglichkeiten hinzu. Zum Beispiel erforscht die amerikanische Regierung Möglichkeiten, mit denen die Blockchain in tägliche Business-Aktivitäten eingebunden werden kann. IBM entwickelt sich zum Anführer von Innovationen, die auf der Blockchain basieren. Logistik, Kommunikation, und die Art und Weise, wie Du deinen Strom nach Hause geliefert bekommst, werden allesamt durch die Blockchain unterstützt.

Wozu das Ganze? Was ist der Nutzen der Blockchain?

Dieser Guide soll möglichst nutzerfreundlich und nicht allzu technisch sein. Von daher sollte die Frage nach dem Nutzen der Blockchain auf eine Weise beantwortet werden, die jedermann verstehen kann. Die einfache Antwort: Die Blockchain ermöglicht es, bis zu 200x effizienter als mit herkömlichen Systemen zu arbeiten. Darüber hinaus nimmt die Blockchain den Faktor “menschliche Fehler” aus der Gleichung und sorgt zudem dafür, daß es bei den ’smart contracts‘ nicht mehr zu rechtlichen ‚Schlupflöchern‘ kommen kann. Dinge, für die man früher Tage oder Wochen brauchte, kann die Blockchain direkt erledigen. Man kann Daten prüfen, verifizieren, erneut prüfen und kann sich sicher sein, daß die Informationen immer up-to-date sind.

blockchain technologyDie Blockchain macht den Einsatz einer vertrauenswürdigen dritten Partei in vielen Bereichen grundsätzlich überflüssig. Ganz egal, ob es dabei um einen Verkauf, den Transfer von Werten, Informationsverarbeitung, Orderbestätigungen oder Terminplanung geht – die Blockchain macht Schluß mit vielen Ärgernissen und Problemen, und reduziert dabei noch den Zeit- und Kostenaufwand, der mit den herkömmlichen Methoden einhergeht. Gleichzeitig werden dabei Zuverlässigkeit, Vertrauenswürdigkeit und Verlässlichkeit erhöht. Sie eröffnet Möglichkeiten, die es zuvor schlicht und einfach noch nicht gab.

Mehr Guides zu Bitcoin und anderen Kryptowährungen findest Du hier

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