Blockchain Technologie:
Wie funktioniert die Blockchain

Während der Bitcoin für viele inzwischen ein Begriff ist, mit dem sie etwas anfangen können, löst der Name Blockchain noch immer ein gewisses Stirnrunzeln aus. Dabei ist die BlockchainTechnologie genauso angesagt wie der Bitcoin, denn sie bietet gegenüber den herkömmlichen Systemen viele Vorteile. Doch was genau ist denn jetzt eigentlich ein Blockchain? Das englische Wort steht für eine Kette von Blöcken, auf denen bestimmte Informationen enthalten sind. Diese Kette lässt sich auch mit diesen bekannten gelben Klebezetteln erklären. Jemand schreibt eine Notiz auf einen Zettel und klebt daran den nächsten Zettel mit einer Notiz, wodurch eine Kette von gelben Klebezetteln entsteht. Diese Technologie hat den Vorteil, dass sie sicher vor Manipulationen jeglicher Art ist und jeder Betrugsversuch wird sofort enttarnt. Zudem funktioniert diese Technologie dezentralisiert, weshalb nicht irgendein gewitzter Hacker irgendwo einen Server manipulieren kann, sondern er müsste bei diesem System Tausende aber Tausende Rechner gleichzeitig manipulieren. Zudem kann auch kein Staat oder eine sonstige Institution dieses dezentrale System regulieren oder sonst irgendwie beeinflussen.

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Die Anfänge dieser Technik

Dieses technologische System wurde von einer Gruppe von Forschern bereits im Jahr 1991 entwickelt und entsprechend beschrieben. Sie hatten damals den Plan, wichtige Dokumente mit einem unlöschbaren Zeitstempel zu versehen, damit ebenfalls Manipulationsversuche ausgeschlossen werden. Schließlich sind bei vielen Geschäften der genaue Zeitpunkt entscheidend und daher darf der digitale Zeitstempel nicht veränderbar sein. Dadurch sollte der Zeitstempel die selbe Glaubwürdigkeit wie ein Notar bekommen. Doch damals war die Zeit noch nicht reif für eine solche Technologie und die Menschen wussten nichts konkretes mit ihrer Erfindung anzufangen. Darum geriet diese Blockchain Technologie in Vergessenheit. Erst im Jahr 2009 stieß ein Mann auf sie, der sich für die Blockchain Technologie interessierte, um die digitale Währung Bitcoin zu erschaffen. Unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto nutzte er diese Blockchain für seine Zwecke.

Blockchain als dezentrales Journal

Die Erfinder des Blockchain wollten ein dezentrales Journal erstellen, welches für jedermann auf der Welt bequem zugänglich ist. Dabei musste das Journal aber gewisse Eigenschaften aufweisen und dazu gehört, dass der Blockchain nicht kurzerhand verändert werden kann. Tatsächlich ist bei dieser Technologie so gut wie unmöglich, unbemerkt den Blockchain zu verändern. Das dies faktisch unmöglich ist, liegt an dem System für den Block. Denn jeder einzelne Block enthält einen bestimmten Datensatz oder eine Notiz. Dazu kommt der Hash des Blocks und der Hash des vorherigen Blocks. Welche Daten in einer Blockchain gespeichert werden, hängt ganz vom Zweck und der Art des Blockchain ab. Beispielsweise bei einem Bitcoin Blockchain enthält der Block die Daten über eine Transaktion. Dazu gehören der Absender der Bitcoins, der Empfänger der Bitcoins und Anzahl der gehandelten Bitcoins.

Der Hash der Blocks

Jeder Block trägt seinen eigenen Hash und das ist eine Art Identifikationsnummer, die aus einer langen Reihe an Zahlen, Buchstaben und Sonderzeichen besteht. Ein jeder Hash ist einmalig wie ein Fingerabdruck und daher gilt er als genauso zuverlässig bei der Identifikation wie der Fingerabdruck beim Menschen. Sobald ein Hash erstellt wird, wird auch sofort sein Hash errechnet. Wenn ein Block verändert wird, wird auch der Hashwert verändert. Daher ist es so leicht zu erkennen, ob etwas an einem Hash verändert wurde. Wurde quasi der Fingerabdruck des Hashes verändert, stimmt der gesamte Blockchainnicht mehr und wird von den anderen Usern nicht mehr akzeptiert. Darum gilt die Technologie des Blockchain als so sicher.

Wieso die Blockchain Manipulation sofort deutlich wird

Als Beispiel für das System sollte sich der User drei Blöcke vorstellen. Ein jeder dieser Blöcke enthält einen Datensatz, einen Hash und den Hash des vorherigen Blocks. Das bedeutet also, dass Block Nr.3 immer auf Block Nr.2 verweist, weil sie die gleiche Zahlenreihe haben. So wird die Blockchain untereinander verbunden. Allerdings muss es irgendwo einen Anfangsblock geben, der nicht den Hash seines Vorgängers trägt, sondern einfach nur der erste Block der Kette darstellt. Dieser Block wird als Genesis Block bezeichnet. Sollte jemand den zweiten Block aus der dreiteiligen Blockchain verändern, macht dies den Block 3 wie auch alle nachfolgenden Blöcke sofort ungültig. Allerdings macht die Verwendung von Hashes die Technologie des Blockchain nicht so unangreifbar, sondern es gibt da noch andere Methoden, die sich ebenfalls bewährt haben. Schließlich erlaubt es die heutige Spitzentechnologie durchaus, dass ein Computer den Hash bei allen Blöcken der Blockchain mit einer enormen Rechenleistung verändern könnte. Damit dies nicht geschehen kann, gibt es bei den Blöcken einen Mechanismus, der proof-of-work genannt wird

Was ist proof-of-work?

Um der immer rasanter werdenden Technologie keine Chance zu geben, alle Hashes eines Blockchains zu manipulieren, haben die Erfinder dieser faszinierenden Blockchain Technologie eine weitere Sicherheitsstufe eingebaut, die auch als proof-of-work bezeichnet wird. Dabei handelt es sich um einen speziellen Mechanismus, der die Erstellung von neuen Blöcken für den Blockchain verlangsamt. Beispielsweise dauert der Zeitraum zwischen der Neuerschaffung eines Blockes bis zum nächsten rund 10 Minuten. Durch diese Verzögerung wird es auch für den schnellsten Computer der Welt faktisch unmöglich, einen kompletten Blockchain zu manipulieren, denn er muss auf jeden neuen Block zehn Minuten warten, bevor er den nächsten Block in Angriff nehmen kann. Damit ist die Sicherheit des Blockchain durch den proof-of-work Mechanismus und den Hash nachhaltig gesichert.

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Dezentralisierung als Sicherheitsstufe

Die Sicherheit der Blockchain Technologie wird genauso durch die Dezentralisierung erreicht. Um die vielen Blockchain-Ketten verwalten zu können, entschieden sich die Macher nicht für einen gigantische Serveranlage, die alles kontrolliert und daher auch kontrolliert werden kann. Sie suchten stattdessen weltweit User, die bereit waren, ihnen einen Teil ihres Computers abzutreten und um dort Kopien der Blockchains zu speichern. Das bedeutet, dass alle Blockchains in Kopien weltweit auf Millionen von Rechnern gespeichert sind. Dort werden die Blockchains auch verwaltet und werden die neuen Kettenglieder eingesetzt, wenn ein neuer Block erzeugt wird. Die dezentrale Speicherung wird auch als Peer-to-peer-Netzwerk bezeichnet und es hat sich seither bewährt. Jeder dieser Netzwerk-Knoten kann dabei prüfen, ob ein Blockchain noch im korrekten Zustand ist. Wenn nun ein neuer Block erstellt wird, wird dieser neue Block gleichzeitig an alle Teilnehmer dieses Netzwerkes gesendet. Dann verifiziert jeder dieser Netzwerk-Knoten die neuen Block, damit er sicher gehen kann, dass dieser Block von niemanden zuvor manipuliert wurde. Sollte der Block als sauber und korrekt eingestuft werden, wird er umgehend in den Blockchain eingefügt. Dabei ist ein Konsens des Peer-to-peer-Netzwerkes nötig, weshalb es nicht ausreicht, wenn ein User im Netzwerk glaubt, dass der neue Block verändert wurde. Es ist also nicht möglich ein Teilnehmer oder vielleicht eine Handvoll User die Einfügung neuer Blöcke komplett ablehnen und so die Blockchain lahmlegen können. Das Peer-to-Peer Netzwerk kommt durch eine Mehrheit zu der Entscheidung, welche Blöcke als korrekt eingestuft werden. und welche als manipuliert gelten. Erweist sich ein Block tatsächlich als manipuliert, wird er von den anderen Netzwerk-Knoten zurückgewiesen. Für eine nachhaltige Manipulation müsste der Hacker allerdings alle Blöcke eines Blockchains verändern können. Dazu käme noch, dass er den proof-of-work für jeden einzelnen Block einhalten müsste und zusätzlich müsste er noch mehr als 50 Prozent des Peer-to-peer-Netzwerks unter seiner Kontrolle haben. Nur so könnte er theoretisch einen manipulierten Block in einen Blockchain einfügen.

Smarte Verträge erweitern die Blockchain

Allerdings erweist sich dieser Vorgang in der Praxis als nicht realisierbar. Zudem entwickelt sich der Blockchain auch noch ständig weiter. So sind neuerdings in einem Blockchain auch smarte Verträge möglich. Unter smarten Verträgen werden kleinere Programme verstanden, die einen automatischen Zahlungsverkehr erleichtern. Dabei richtet sich die Art der Smarten Verträgen ganz nach den gewünschten Konditionen. Die hervorragende Blockchain Technologie hat schnell das Interesse von vielen Leuten weltweit geweckt und inzwischen ist vielen klar geworden, dass sich die Technologie auch für andere Systeme nutzen lässt. So können in einem Blockchain hervorragend Krankenakten gespeichert werden oder damit können digitale Notariats erstellt werden. Sogar für Steuererhebungen lässt sich die Blockchain Technologie nutzen.

Fazit

Es gibt viele Leute, die Bitcoin für eine Art Gespenst halten oder ihm als Seifenblase bezeichnen und daher misstrauen. Ob die Zweifel angebracht sind oder nur jemand die Zeichen der Zeit zu spät erkannt hat, wird sich zeigen. Dagegen ist die BlockchainTechnologie unbestritten ein zukunftsträchtiges System, das sich bereits in vielen Formen bewährt hat und sich auf immer mehr Bereiche anwenden lässt. Zudem hat die Blockchain Technologie den Vorzug, dass sie nicht von außen manipulierbar ist. Darum ist sie für alle Bereiche geeignet, in denen wichtige Dokumente gelagert werden sollten. Auch bei finanziellen Transaktionen macht diese Technologie eine hervorragende Figur, da sie einen unverrückbaren Zeitstempel beinhaltet. Ein weiterer Vorteil ist die dezentrale Speicherung der Daten, die zukünftig verhindert, dass eine Institution oder eine Regierung diese Daten kontrolliert.

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