Blockchain Einführung

Die Blockchain ist die neue Wunderwaffe der Informatik. Basierend auf einem White Paper des mysteriösen Satoshi Nakamoto aus dem Jahr 2008 ging der Bitcoin 2009 als erstes Produkt über die Blockchain. Seitdem sind 1442 weitere Währungen entstanden (Stand 17.1.2018). Die Technologie wird durch Ethereum weiter ausgebaut, sodass auf der Blockchain nicht nur “money from thin air” sondern auch andere Anwendungsfälle entstehen.

Die Blockchain ist die neue Wunderwaffe der Informatik

Nun werden

• Energieüberschüsse lokal weiterverkauft (zB Microgrid),
• Identitäten ortsunabhängig verfügbar gemacht (id2020),
• Geschäftssitze von Unternehmen in einem Land gegründet (e-Residency aus Estland) oder
• Daten dezentral und trotzdem sicher gespeichert werden (IPFS)

um nur einige Konzepte zu nennen. Und den Anwendungsfällen sind keine Grenzen gesetzt. Glaubt man den Visionären der Szene, gibt es bald

• “Self-Owned-Cars” beispielsweise von Toyota – Autos, die sich selbst gehören und sich anstelle von Ueber oder Taxis selbständig anbieten uns von A nach B zu fahren – oder sogar
• “Self-Owned-Forests” – Wälder, die über eine Artificial Intelligence App sich selbst besitzen und verwalten können (zB Terra0).

Die über die Blockchain gehandelten Werte bewegen sich aktuell sehr intensiv, schwankten im Sommer 2017 um den ein Milliarden Dollar Bereich und bewegt sich aktuell um den Jahreswechsel zwischen zwei und 5,5 Milliarden Dollar.

Beachtliche Chancen, beachtliche Summen, aber warum eigentlich wird die Blockchain als so sicher angesehen, dass derartig astronomische Werte darin gehandelt werden?

Kette von verschlüsselten Transaktionen

Die Blockchain ist – vereinfacht gesagt – eine Kette von verschlüsselten Transaktionen, die in sogenannten Blocks gespeichert werden. Jeder dieser Blocks wird mit einer Chiffre versehen und nimmt jeweils auf die vorherige Transaktion Bezug. Dadurch greifen diese Blöcke wie Puzzlesteine ineinander und können im Nachhinein nicht unbemerkt verändert werden. Diese Kette wird von einer Vielzahl von sogenannten Minern kontinuierlich berechnet und weiter abgespeichert. Die Sicherheit der Blockchain entsteht dadurch, dass ein Hacker, der Blocks verändern möchte, diese Blöcke bei der Mehrheit der Miner verändern müsste. Wollte er eine Veränderung im Nachhinein machen, müsste er zusätzlich nach jedem Block den er verändern möchte, auch alle darauffolgenden Blöcke ändern.

Um sicherzustellen, dass die Transaktionen nicht manipuliert werden können, werden diese nicht nur zentral berechnet und gespeichert, sondern gibt es zahlreiche Miner, die die Kette der Blöcke abspeichert und sich jeweils auf den aktuellen Stand einigt.

Verschiede Blockchains haben verschiedene Konsensverfahren, die sicherstellen, dass die Kette unverfälscht ist und Geldbeträge nicht doppelt ausgegeben werden können.

Die beiden bekanntesten Verfahren sind Proof-of-Work (das beispielsweise von Bitcoin verwendet wird) und Proof of Stake (das von Ethereum verwendet wird).

Proof-of-Work (PoW)

Dieses Konzept ist vereinfacht der Nachweis der Lösung eines schwierigen mathematischen Problems. Schwierig heißt in diesem Fall, dass die Berechnung zeitlich relativ aufwendig ist und dadurch die Kosten der Berechnung hoch sind. Diese Aufgabe wird von den Minern übernommen, wobei jener, der die Aufgabe am schnellsten löst und damit den Block “findet”, ein festgelegte Anzahl von Münzen bekommt. Da die Aufgabe so gestellt ist, dass die gefundene Lösung sehr leicht überprüft werden kann, wird die Korrektheit durch die anderen Miner überprüft, von allen übernommen und die nächsten Blöcke mit diesem mathematisch verknüpft. Dieses Schema wird beispielsweise von dem Bitcoin benutzt.

Der Nachteil von Proof of Work ist, dass ziemlich viel Rechenleistung aufgewendet wird und und Kritiker dies als Energieverschwendung sehen.

Proof-of-Stake (PoS)

Anstelle des aufwendigen Systems von Proof-of-Work reicht es bei Proof-of-Stake, dass eine Transaktion von mehreren Nutzern bestätigt wird und in die Blockchain geschrieben wird. Die Wahrscheinlichkeit, einen Block zu finden, steigt hier nicht über die größere Rechenleistung, sondern über die größere Anzahl der gehaltenen Münzen. Anstelle des Minings tritt das Forging, eine Transaktionsgebühr wird demjenigen zugesprochen, der den letzten Block “gefunden” hat.