Blockchain gilt als die revolutionärste technologische Innovation seit dem Internet. Die meisten Menschen assoziieren Blockchain jedoch nur mit der Technologie hinter Bitcoin – denn während der Entwicklung von Bitcoin wurde Blockchain zum ersten Mal in größerem Umfang eingesetzt. Aber was ist die Blockchain-Technologie wirklich? Wie ist sie entstanden und wie sieht ihre Zukunft aus?
Die Geburt der Technologie
Blockchain wurde von einer Person – oder einer Gruppe von Personen – geschaffen, die unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto arbeitete. Die Entstehung der Blockchain ist eng mit der Entstehung von Bitcoin verbunden, das 2009 von Satoshi auf den Markt gebracht wurde. Aber das bedeutet nicht, dass Satoshi – wer auch immer das war – die gesamte Technologie rund um Blockchain und Bitcoin im Alleingang geschaffen hat. Die Informatiker Stuart Haber und W. Scott Stornetta forschten schon Jahre vor der Entstehung des Bitcoin an einer verschlüsselten Kette von Blöcken, aber sie setzten ihre Idee nicht in die Tat um und blieben bei der Theorie.
Bitcoin wurde als Open-Source-Software entwickelt, die es jedem Interessierten ermöglichte, mit Hilfe des Codes seine eigene Kryptowährung zu erstellen. Dies führte schnell zur Schaffung sogenannter “Altcoins” – Kryptowährungen, die versuchten, die bei der Schaffung von Bitcoin verwendeten Ideen zu ersetzen oder zu verbessern. Im Moment gibt es etwa 2500 Kryptowährungen, von denen die meisten die Blockchain-Technologie nutzen.
Als Bitcoin sich als erfolgreicher Vermögenswert erwies, begannen Programmierer das Potenzial von Blockchains zu erkennen. Die Nutzung von Blockchain außerhalb von Kryptowährungen wurde erforscht. In den Anfangsjahren von Bitcoin wurde diese Technologie als untrennbar mit Bitcoin verbunden angesehen, während es sich lediglich um eine Anwendung handelte, die auf der Blockchain aufbaut.
Was also ist Blockchain? Es ist ein dezentralisiertes, verteiltes Hauptbuch, das entwickelt wurde, um Transaktionen ohne externe Autorisierung zu registrieren. Damit ist es ein Mechanismus, der sich bei jedem Währungsaustausch als nützlich erweist, der mehr Transparenz, Geschwindigkeit und Dezentralisierung gebrauchen könnte.
Die Entdeckung des Potenzials der Blockchain machte sie zum Gegenstand zahlreicher Tests und Investitionen, und um 2014 herum begannen die Leute, ihren Code so zu modifizieren, dass er im Gesundheitswesen, bei Versicherungen, Lieferketten oder Wahlen eingesetzt werden konnte. Im Jahr 2017 nutzten bereits 15% der Banken Blockchain in irgendeiner Form.
Seit ihrer Entstehung hat die Blockchain einige Veränderungen, Weiterentwicklungen und Anpassungen an neue Aufgaben durchlaufen. Im Jahr 2013 veröffentlichte ein Programmierer namens Vitalik Buterin Ethereum – eine Kryptowährung, die mittlerweile die zweitgrößte Marktkapitalisierung aufweist. Vitalik wollte, dass Ethereum als Werkzeug für die Entwicklung dezentraler Blockchain-Anwendungen eingesetzt wird. Deshalb programmierte er eine Funktion, die als “intelligenter Vertrag” bekannt ist und einen direkten Austausch von Vermögenswerten ohne die Einschaltung eines Brokers ermöglicht. Bisher konnten Sie nur Kryptowährungs-Token tauschen, aber mit Hilfe von Ethereums intelligenten Verträgen können Sie auch andere Vermögenswerte wie Anleihen, Kredite, Produkte oder Dienstleistungen tauschen. “Intelligente Verträge” halten die Vermögenswerte während dieses Austauschs in Verwahrung, bis eine Reihe von Bedingungen erfüllt ist.
Im Moment ist der größte Nachteil der Blockchains, der ihre Entwicklung aufhält, die Skalierbarkeit. Die Übertragungsgeschwindigkeit hängt von der Geschwindigkeit der Datenverarbeitung durch alle Computer in der Kette ab, und da die Kette all diese Transaktionen gleichzeitig verarbeiten muss, kann diese Geschwindigkeit niedrig sein. Aus diesem Grund kann die Bestätigung einer Bitcoin-Transaktion trotz der sofortigen Datenübertragung Stunden dauern. Andere Kryptowährungen haben dieses Problem zwar in den Griff bekommen, aber es ist immer noch nicht gelöst.
Moderne Blockchain
Wie funktioniert die Blockchain-Technologie? Im Allgemeinen handeltes sich bei der Blockchain um eine Reihe von unveränderlichen, mit der Zeit markierten Datensätzen, die von einem Cluster von Computern verwaltet werden, die nicht im Besitz einer einzelnen Einheit sind. Jedes dieser Datensegmente (Block) wird gesichert und mit dem nächsten (Kette) verbunden, wobei die Regeln der Kryptographie angewendet werden.
Das Blockchain-Netzwerk hat kein zentrales Organ und sein Quellcode ist öffentlich. Deshalb sind die in den Blöcken enthaltenen Informationen für jeden zugänglich. Bei der Verwendung von Blockchain fallen keine Transaktionskosten an – nur die Strukturkosten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Blockchain ein einfacher Weg ist, um eine Information auf völlig automatisierte und sichere Weise von A nach B zu bringen.
Während der Transaktion leitet eine Seite den Prozess ein, indem sie einen Block erstellt. Dieser Block wird dann von Tausenden von Computern im Netzwerk überprüft. Ein verifizierter Block wird der im Internet gespeicherten Kette hinzugefügt, wodurch nicht nur ein einzigartiger Datensatz entsteht, sondern auch ein Datensatz, der von jedem einzelnen Computer im Netzwerk autorisiert wurde. Um einen Datensatz zu fälschen, müsste die gesamte Kette in jeder verfügbaren Kopie geändert werden, was als unmöglich gilt. Wie bereits erwähnt, wird dieses Verfahren hauptsächlich für Kryptowährungstransaktionen verwendet, aber es gibt keine Einschränkungen, welche Daten auf diese Weise übertragen werden können oder nicht.
Kette von Blöcken – die universelle Lösung
Blockchain wird von einem Peer-to-Peer-Netzwerk verwaltet, einer Gruppe miteinander verbundener Knotenpunkte. Knoten sind einzelne Computer, die Eingabedaten entgegennehmen, sie für Berechnungen verwenden und dann Ausgabedaten erzeugen. Ein Peer-to-Peer-Netzwerk ist eine Art von Verbindungen, bei denen die Last gleichmäßig auf alle Netzwerkbenutzer verteilt wird. In einem Peer-to-Peer-Netzwerk gibt es keinen zentralen Server – es wird verteilt und kopiert.
Die gleiche Technologie, die ebenfalls Knoten (Blöcke) und die Verbindungen zwischen ihnen verwendet, wird auch außerhalb der Blockchain in vielerlei Hinsicht eingesetzt. Eine der Hauptanwendungen für das Peer-to-Peer-Netzwerk ist der Dateiaustausch, auch bekannt als Torrenting, bei dem die Daten in kleine Pakete aufgeteilt und unter den Nutzern verteilt werden. Aufgrund der Verbreitung ist Torrenting weniger anfällig für Zensur als herkömmliche Lösungen.
Die Peer-to-Peer-Netzwerkstruktur in Kryptowährungen basiert auf dem Konsens-Mechanismus, was bedeutet, dass die Konsistenz der Daten von vielen Knotenpunkten bestätigt wird. Bei Kryptowährungen wie Bitcoin und Ethereum, die den alten Konsensmechanismus zur Bestätigung von Transaktionen verwendeten (Ethereum ging schließlich zum “Proof of Stake”-Modell über), hatten alle Knoten die gleiche Priorität. Die Knotenpunkte haben keine besonderen Rollen, aber ihre Funktionen und der Grad ihrer Beteiligung können variieren.
Aber wie werden die Transaktionen überprüft, wenn es kein zentrales System gibt? Das Netzwerk arbeitet nach dem “Gossip-Protokoll”. Die Nachricht wird zuerst von den nächstgelegenen und dann von den benachbarten Knoten empfangen, bis die Daten im gesamten Netzwerk verteilt sind.
Die Langsamkeit dieses Systems veranlasste viele der neuen Kryptowährungen, einen Konsensmechanismus zu wählen, der auf Anführern basiert. Die Knoten wählen “Supernodes”, die für den Konsens und den allgemeinen Zustand des Netzwerks verantwortlich sind. Auf diese Weise werden die Daten zwar schneller übertragen, aber das Netzwerk ist nicht mehr vollständig dezentralisiert. In diesem Sinne ist die Wahl eines Netzwerkmodells ein Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Dezentralisierung.
Ein Hauch von Zukunft – Blockchain in der Praxis
Wofür kann die Blockchain in Zukunft eingesetzt werden? Ein paar konkrete Beispiele.
- Smart Contracts. Verteilte Ledger ermöglichen die Programmierung einfacher Verträge, die erfüllt werden, wenn eine Reihe von Kriterien erfüllt ist. Ethereum zum Beispiel ist ein Blockchain-Projekt, das auf einem Open-Source-Code basiert, der speziell für diese Möglichkeit entwickelt wurde. Beim derzeitigen Stand der Technik können Sie Verträge so programmieren, dass sie einfache Funktionen erfüllen. Zum Beispiel kann ein Derivat abgeschlossen werden, wenn ein Finanzinstrument eine bestimmte Benchmark erreicht. Dabei werden die Blockchain-Technologie und Bitcoin eingesetzt, um die Auszahlung zu automatisieren.
- Wahlen, Umfragen und Tests. Dank der Transparenz der Eingaben, des öffentlichen Zugangs und der fehlenden Möglichkeit, sie zu fälschen, kann das System eine vollständige Transparenz der nationalen Umfragen und Abstimmungen gewährleisten. Intelligente Verträge unter Verwendung von Ethereum helfen hingegen, den Prozess zu automatisieren. Es gibt bereits eine Anwendung namens Boardroom, die es ermöglicht, organisatorische Entscheidungen auf der Grundlage von Blockchain zu treffen
- Audits der Lieferkette. Der steigende Konsum geht Hand in Hand mit dem Interesse an den Quellen von Produkten und Ressourcen, insbesondere in Bezug auf Ethik und Umwelt. Verteilte Ledger können leicht überprüfen, ob das, was der Hersteller behauptet, wahr ist. Die Prüfung umfasst Zeit- und Ortsstempel, die in der Blockchain aufgezeichnet werden.
- Schutz des geistigen Eigentums. Digitale Informationen können dank des Internets unendlich oft neu aufgezeichnet und verbreitet werden. Die Eigentümer verlieren oft die Kontrolle über ihr geistiges Eigentum, das illegal verbreitet wird. Intelligente Verträge können dabei helfen, das Urheberrecht zu schützen und den Verkauf kreativer Werke zu automatisieren, um das Risiko des Kopierens und der Weiterverbreitung der Dateien auszuschließen.
- Identitätsmanagement. Es besteht ein offensichtlicher Bedarf an einer besseren Identitätsverwaltung im Internet. Die Möglichkeit, die eigene Identität nachzuweisen, ist die Grundlage für Transaktionen im Internet. Aber die Sicherheitsmaßnahmen gegen Identitätsdiebstahl über das Internet sind bestenfalls unvollkommen. Verteilte Ledger bieten eine verbesserte Methode zur Authentifizierung eines Benutzers sowie die Möglichkeit, persönliche Dokumente zu digitalisieren.
- Kauf und Verkauf von Wertpapieren. Das Potenzial für zusätzliche Effektivität bei der Berechnung von Aktien und Anleihen ist ein starkes Beispiel für den Einsatz von Blockchain im Wertpapierhandel. Nach der Bestätigung durch Peer-to-Peer werden die Transaktionen fast sofort und sehr sicher. Es könnte bedeuten, dass Zwischenhändler – wie Clearingstellen oder Wirtschaftsprüfer – überflüssig werden und aus dem Prozess verschwinden.
Blockchain ist also ein System, das auch außerhalb von Kryptowährungstransaktionen eingesetzt werden kann. Die vielfältigen Vorteile, die diese Technologie bietet, sind der Grund dafür, dass wir erwarten können, dass sie schon in wenigen Jahren alltäglich sein wird.