Wie funktioniert die Blockchain?

Ein Überblick zur Blockchain-Technologie

Wie funktioniert eigentlich die Blockchain-Technologie genau? Wir sagen es Ihnen! Die Blockchain ist längst nicht nur Thema für eingefleischte Informatiker und Datenspezialisten. Mit dem Aufkommen von Kryptowährungen und dem großen Hype um den Bitcoin häuften sich die Suchanfragen zu den dahintersteckenden Abläufen. Die Blockchain-Technologie ist hierbei ganz vorne mit dabei. Die ersten Unternehmen sitzen bereits daran, die Blockchain in ihre Prozesse zu implementieren. Finden Sie mit uns heraus, was Blockchain überhaupt bedeutet und ob es sich bei der Technologie nur um ein Trendphänomen handelt.

Funktionsweise im Zusammenhang mit Bitcoin

Die Blockchain-Technologie bietet die Grundlage der meisten Kryptowährungen und lässt sich gut am Beispiel des Bitcoins aufgreifen. Vereinfacht kann man sich eine Blockchain als eine Liste mit bestimmten Informationen vorstellen. Die gespeicherten Informationen können unterschiedlich ausfallen, bilden in der Regel allerdings Transaktionen ab und werden in Blöcken gespeichert. Anders als herkömmliche Datensätze, die typischerweise auf einem zentralen Server gespeichert werden, werden die Blöcke einer Blockchain dezentral aufbewahrt. Eine zentrale Stelle für die Verwaltung der Daten wird nicht benötigt. Die besondere Funktionsweise der Blockchain-Technologie ergibt sich daraus, dass man sicherstellen muss, dass die Informationen auf der Blockchain einheitlich abgespeichert werden und sich nicht bei jedem Nutzer unterscheiden. Dies geschieht durch eine Kombination aus digitaler Signatur und kryptographischer Verkettung.

Ein Block auf der Blockchain besteht aus mehreren Bestandteilen. Kernstück eines jeden Blocks sind die Daten, die in ihm enthalten sind. Diese Daten oder auch Transaktionen sind durch die Nutzer digital signiert. Die digitalen Signaturen ermöglichen die Transaktionen erst und dienen dazu, die einzelnen Nutzer zu den Transaktionen zuzuordnen. Zudem enthält jeder Block einen kryptographischen Fingerabdruck (Hashwert) des vorherigen Blocks. Der Hashwert wird anhand der gespeicherten Transaktion gebildet und ist somit unmittelbar mit dem Inhalt des Blocks verknüpft. Auf diese Weise wird jede Transaktion und damit jeder Block durch den nächsten Block bestätigt. Die Bestätigung erfolgt im Zuge des Konsensmechanismus.

Der Konsensmechanismus gehört zu den wichtigsten Prinzipien der Blockchain. Es wird sichergestellt, dass jeder neue Block der Blockchain von allen Nutzern gemeinsam verifiziert wird. Die Verifizierung kann durch unterschiedliche Mechanismen erfolgen. Beim Bitcoin wird sie beispielsweise durch den proof of work bestätigt. Die Miner lösen hierbei ein rechenintensives Rätsel und weisen damit nach, dass der von ihnen errechnete Block valide ist.

Möchte ein Nutzer eine Manipulation an einem bestehenden Block durchführen, fällt dies unter den anderen Nutzern auf. Die Hashwerte, die jeder neue Block aus dem vorherigen mitführt, würden sich verändern und nicht mehr zu den nichtmanipulierten Blöcken der anderen Nutzer passen. Manipulationen einzelner Nutzer an den Daten sind damit ausgeschlossen. Die Blockchain-Technologie ist damit absolut fälschungssicher. Gleichzeitig bietet sie eine besonders hohe Transparenz. Die Datensätze sind von jedem Nutzer einsehbar.

Transaktionen mithilfe der "wallet"

Hauptsächlich wird die Blockchain-Technologie für Kryptowährungen genutzt. Der Bitcoin sorgte führ einen regelrechten Hype um Kryptowährungen. Anfangs betrug der Wert eines Bitcoins nur wenig Cents. Mittlerweile kann man mit einem Bitcoin verschiedenste Waren kaufen und diesen auch in andere Währungen eintauschen. Kryptowährungen sind zu einem beliebten, auch risikoreichen Spekulationsmodell geworden. Neben Transaktionen bestehen diverse Anwendungsmöglichkeiten der Blockchain in den verschiedensten Bereichen. Die Fälschungssicherheit sowie die dezentrale Struktur bringen Vorteile, die beispielsweise Einsatz in der Buchhaltung, im Gesundheitswesen, in der IT-Sicherheit oder sogar für Künstler von Interesse sein können. Kryptowährungen haben im Zusammenhang mit der Blockchain jedoch immer noch am meisten Aufsehen erregt.

Um tatsächlich Transaktionen mit Kryptowährungen durchführen zu können, muss man sich als Nutzer eine sog. wallet anlegen. Eine wallet speichert die privaten Schlüssel der Nutzer und ermöglicht es ihnen erst, Kryptowährungen zu versenden, zu empfangen oder auszugeben. Hierbei kann dies auf zwei unterschiedliche Weisen erfolgen. Die sog. cold wallet stellt die Variante dar, die nicht kontinuierlich mit dem Internet verbunden ist. Die privaten Schlüssel für Transaktionen werden in der Regel auf Speichermedien wie USB-Sticks gespeichert und kommen nur bei Bedarf zum Einsatz. Die sog. hot wallet ist hingegen kontinuierlich am Internet angeschlossen. Zugriff erlangt man dann nur über den entsprechenden Anbieter und ist somit auf das Internet angewiesen. Diese wallets sind zwar verschlüsselt und gegen Angriffe von außen abgesichert, jedoch bieten sie im Vergleich zu cold wallets einen geringeren Schutz.

Kritik an der Blockchain-Technologie - Umwelt, Mining & Co.

Trotz der steigenden Beliebtheit von Bitcoin und Co. machten sich gleichzeitig auch Bedenken breit. Je nach Spezifikation des Konsensmechanismus sind große Energiemengen erforderlich. Insbesondere der Bitcoin löste eine regelrechte Kaufwelle für Computerhardware aus, damit der hohe Rechenaufwand überhaupt bewältigt werden konnte. Ganze Lagerhäuser wurden angemietet und mit rechenstarken Computern ausgestattet. Trotz der immensen Stromkosten für die Kühlung und den Betrieb rentierte sich der Aufwand, weil jeder berechnete Block selbst mit der Kryptowährung belohnt wurde und diese im Kurs stieg. Hiermit sind zwar negative Auswirkungen auf das Klima verbunden, allerdings weist die Kryptomining-Industrie gleichzeitig einen sehr hohen Anteil an grüner Energie im Vergleich zu herkömmlichen Transaktionsanbietern auf.

Zudem wuchsen die Bedenken, dass die Technologie für kriminelle Zwecke missbraucht werden kann. Zwar kann grundsätzlich jede Transaktion auf der Blockchain eingesehen werden. Allerdings sind die Transaktionen nicht direkt mit Personen verknüpft, sondern mit deren wallets. Bei cold wallets steht jedoch nicht immer fest, wer sich hinter der wallet verbirgt. Es bestehen Möglichkeiten, diese wallets anonym anzulegen. Geldwäsche und Terrorfinanzierung könnten auf diese Weise erleichtert werden. Als Reaktion wurde 2021 die Kryptowertetransferverordnung verabschiedet.

Kryptowährungsanbieter müssen danach den Parteien bei Transaktionen Daten wie Name, Anschrift oder Nutzerkonto mitteilen. Auf diese Weise soll eine lückenlose Rückverfolgbarkeit garantiert werden. Allerdings ist zu bezweifeln, dass eine reine Mitteilungspflicht zum gewünschten Erfolg führen wird. Im Zweifel wissen die Anbieter selbst nicht, ob die angegebenen Kontaktinformationen richtig sind oder nicht. Klassische Maßnahmen, wie sie beispielsweise im Umgang mit anderen Währungen Anwendung finden, funktionieren im digitalen Raum nicht auf die gleiche Art und Weise. Es bleibt also abzuwarten, wie effektiv die Mitteilungspflicht sein wird. Außerdem darf nicht vergessen werden, dass zwar die einzelnen Transaktionen über Kryptowährungen anonym erfolgen können. Der Umtausch von Kryptowährungen in anerkannte Währungen jedoch nur bei zertifizierten Stellen erfolgen kann und einen Identitätsnachweis voraussetzt. Transaktionen über Kryptowährungen sind damit nur pseudoanonym und letztlich zurückzuverfolgen.

Zukunftsausblick: Das Potential der Blockhain-Technologie

Die Blockchain-Technologie birgt ein großes Potential in sich. Eine zuverlässige und dezentrale Datenverwaltung kann in den verschiedensten Anwendungsfällen zu beträchtlichen Effizienzsteigerungen führen. Allerdings steckt die Technologie noch in den Kinderschuhen. Gerade vor den hohen Implementierungskosten schrecken noch viele Unternehmer zurück. Je weiter sich die Technologie jedoch entwickelt, desto häufiger wird sie einem im Alltag über den Weg laufen. Die aktuellen Diskussionen auf EU-Ebene über den Umgang mit Kryptowährungen verdeutlichen, dass auch in der Rechtswelt noch viele Fragen ungeklärt sind. Es bleibt also abzuwarten, inwieweit das Potential der Blockchain ausgeschöpft wird.

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