Blockchain

Was ist Blockchain?

Blockchain ist eine Technologie zur Aufzeichnung von Daten, die es unmöglich machen soll, das System zu hacken oder die in der Blockchain gespeicherten Daten zu fälschen, wodurch die Technologie sicher und unveränderlich wird. Es handelt sich um eine Art verteiltes Hauptbuch (Distributed Ledger Technology, DLT), ein digitales Aufzeichnungssystem zur gleichzeitigen Aufzeichnung von Transaktionen und den dazugehörigen Daten an mehreren Orten.

Jeder Computer in einem Blockchain-Netzwerk verwaltet eine Kopie des Hauptbuchs (Ledger), in dem die Transaktionen aufgezeichnet werden, um einen einzelnen Ausfallpunkt (Single Point of Failure) zu vermeiden. Außerdem werden alle Kopien gleichzeitig aktualisiert und validiert.

Blockchain wird auch als eine Art Datenbank betrachtet, unterscheidet sich aber in der Art und Weise, wie sie Informationen speichert und verwaltet, erheblich von herkömmlichen Datenbanken. Anstatt Daten in Zeilen, Spalten, Tabellen und Dateien zu speichern, wie es bei herkömmlichen Datenbanken der Fall ist, speichert die Blockchain Daten in Blöcken, die digital miteinander verkettet sind. Außerdem ist eine Blockchain eine dezentrale Datenbank, die von Computern verwaltet wird, die zu einem Peer-to-Peer-Netzwerk gehören, anstatt von einem zentralen Computer wie bei herkömmlichen Datenbanken.

Bitcoin, das 2009 auf der Bitcoin-Blockchain eingeführt wurde, war die erste Kryptowährung und beliebte Anwendung, die Blockchain erfolgreich einsetzte. Infolgedessen wird Blockchain meist mit Bitcoin und Alternativen wie Dogecoin und Bitcoin Cash in Verbindung gebracht, die beide mit öffentlichen Ledgern arbeiten.

Seit der Einführung von Bitcoin hat sich die Verwendung von Private-Ledger-Blockchains auch auf andere Anwendungen ausgeweitet. Logistikunternehmen nutzen Blockchain, um Waren auf ihrem Weg durch die Lieferkette zu verfolgen und zurückzuverfolgen. Staatliche Zentralbanken und die globale Finanzwelt haben die Blockchain-Technologie als Grundlage für den Währungsaustausch getestet. Und verschiedene Branchen, darunter das Rechtswesen und die Unterhaltungsindustrie, nutzen Blockchain als Grundlage für Smart Contracts (intelligente Verträge) und andere Mechanismen zur Übertragung und zum Schutz geistiger Eigentumsrechte.

Tatsächlich nutzen Unternehmen und andere Organisationen Blockchain-basierte Anwendungen als sichere und kostengünstige Möglichkeit, eine verteilte Datenbank zu erstellen und zu verwalten und Aufzeichnungen für digitale Transaktionen aller Art zu führen. Infolgedessen wird Blockchain zunehmend als eine Möglichkeit zur sicheren Verfolgung und gemeinsamen Nutzung von Daten zwischen verschiedenen Geschäftseinheiten angesehen.

Hauptmerkmale der Blockchain-Technologie

Die Blockchain-Technologie basiert auf einer Reihe von einzigartigen Merkmalen, die sie von herkömmlichen Datenbanken unterscheiden. Im Folgenden sind die wichtigsten Merkmale aufgeführt, die die Technologie definieren:

• Dezentralisierung. Die Dezentralisierung der Blockchain ist einer der grundlegenden Aspekte der Technologie. Im Gegensatz zu zentralisierten Datenbanken, bei denen eine zentrale Behörde, zum Beispiel eine Bank, die Transaktionen kontrolliert und überprüft, arbeitet Blockchain mit einem verteilten Ledger. Das bedeutet, dass mehrere transparente Teilnehmer, so genannte Knoten (Node), das Hauptbuch verwalten, überprüfen und aktualisieren. Jeder Knoten ist über ein Netzwerk verteilt und enthält eine Kopie der gesamten Blockchain.
• Unveränderlichkeit und Sicherheit. In der Blockchain werden kryptografische Algorithmen verwendet, um eine hohe Sicherheit zu gewährleisten, Transaktionen aufzuzeichnen und Manipulationen nahezu unmöglich zu machen. Die Informationen werden in Blöcken gespeichert, die durch kryptografische Hashes miteinander verbunden sind. Wenn jemand versucht, einen Block zu fälschen oder zu verändern, müsste jeder nachfolgende Block geändert werden, was eine Manipulation rechnerisch unmöglich macht. Diese inhärente Sicherheitsfunktion der Blockchain gewährleistet die Unveränderlichkeit von Informationen und macht Blockchain zu einer idealen Plattform für die Speicherung sensibler Daten und die Durchführung sicherer Transaktionen.
• Transparenz und Rückverfolgbarkeit. Die inhärente Transparenz der Blockchain-Technologie stellt sicher, dass jeder Netzwerkteilnehmer Zugang zu identischen Informationen hat. So wird beispielsweise jede Transaktion Teil eines öffentlichen Ledgers, das für alle Teilnehmer sichtbar ist. Diese Transparenz sorgt für Vertrauen und Verantwortlichkeit im Netzwerk, da jede Unstimmigkeit sofort erkannt und behoben werden kann. Darüber hinaus erleichtert die Fähigkeit der Blockchain, die Herkunft und den Weg von Vermögenswerten zu verfolgen, Prüfungen und verringert die Wahrscheinlichkeit betrügerischer Aktivitäten.
• Smart Contracts. Bei diesen Verträgen handelt es sich um automatisierte, in Software kodierte Vereinbarungen, die die Bestimmungen eines Vertrags automatisch ausführen. Die Codes der intelligenten Verträge werden auf der Blockchain gespeichert und führen ihre Funktionen aus, sobald bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Diese Verträge machen Vermittler überflüssig, rationalisieren Transaktionen, sparen Geld und beschleunigen die Abschlusszeiten. Sie werden in einer Reihe von unterschiedlichen Sektoren eingesetzt, darunter Lieferkettenmanagement, Versicherungen und Finanzen.

Wie Blockchain und die Distributed-Ledger-Technologie funktionieren

Blockchain verwendet einen mehrstufigen Prozess, der diese fünf Schritte umfasst:

• Ein autorisierter Teilnehmer gibt eine Transaktion ein, die von der Technologie authentifiziert werden muss.
• Durch diese Aktion wird ein Block erstellt, der diese spezifische Transaktion oder Daten repräsentiert.
• Der Block wird an jeden Computerknoten im Netzwerk gesendet.
• Autorisierte Knoten validieren die Transaktionen und fügen den Block zur bestehenden Blockchain hinzu.
• Die Aktualisierung wird über das Netzwerk verteilt, wodurch die Transaktion abgeschlossen wird.

Diese Schritte finden nahezu in Echtzeit statt und umfassen eine Reihe von Elementen. Knoten in öffentlichen Blockchain-Netzwerken werden als Miner bezeichnet; sie werden in der Regel für diese Aufgabe bezahlt – oft in Prozessen, die als Proof of Work oder Proof of Stake bezeichnet werden – in der Regel in Form von Kryptowährung.

Ein Blockchain-Ledger besteht aus zwei Arten von Aufzeichnungen, einzelnen Transaktionen und Blöcken. Der erste Block enthält eine Kopfzeile und Daten, die sich auf Transaktionen beziehen, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums stattgefunden haben. Der Zeitstempel des Blocks wird verwendet, um eine alphanumerische Zeichenfolge zu erstellen, die Hash genannt wird. Nachdem der erste Block erstellt wurde, verwendet jeder nachfolgende Block im Hauptbuch den Hash des vorherigen Blocks, um seinen eigenen Hash zu berechnen.

Bevor ein neuer Block in die Kette aufgenommen werden kann, muss seine Authentizität durch einen Rechenprozess, die so genannte Validierung oder den Konsens, überprüft werden. An diesem Punkt des Blockchain-Prozesses muss eine Mehrheit der Knoten im Netzwerk zustimmen, dass der Hash des neuen Blocks korrekt berechnet wurde. Durch den Konsens wird sichergestellt, dass alle Kopien des verteilten Hauptbuchs der Blockchain den gleichen Stand haben.

Sobald ein Block hinzugefügt wurde, kann in nachfolgenden Blöcken auf ihn verwiesen werden, er kann jedoch nicht verändert werden. Wenn jemand versucht, einen Block auszutauschen, ändern sich auch die Hashes der vorherigen und nachfolgenden Blöcke, wodurch der gemeinsame Zustand des Hauptbuchs gestört wird.

Wenn ein Konsens nicht mehr möglich ist, wissen die anderen Computer im Netzwerk, dass ein Problem aufgetreten ist, und es werden keine neuen Blöcke in die Kette aufgenommen, bis das Problem gelöst ist. In der Regel wird der Block, der den Fehler verursacht hat, verworfen und der Konsensprozess wird wiederholt. Auf diese Weise wird eine einzelne Fehlerquelle vermieden.

Blockchain, digitale Währung, Kryptowährung und Bitcoin erklärt

Die Begriffe Blockchain, Kryptowährung und Bitcoin werden häufig zusammen mit digitaler Währung in einen Topf geworfen; manchmal werden sie auch fälschlicherweise synonym verwendet. Obwohl sie alle unter dem Oberbegriff DLT zusammengefasst werden, ist jeder von ihnen eine eigenständige Einheit.

• Blockchain. Blockchain ist die Technologie, auf der digitale Währungen, Kryptowährungen und Bitcoin aufbauen. Genauer gesagt handelt es sich um die zugrunde liegende Technologie, die ein dezentrales digitales Hauptbuch konstruiert, das den Austausch zwischen mehreren Parteien auf sichere und unveränderliche Weise ermöglicht.
• Digitale Währung. Der Begriff digitale Währung bezieht sich auf jede Form von Währung, die in digitaler oder elektronischer Form vorliegt und ohne einen Vermittler ausgetauscht wird. Dazu gehören digitales Geld, das von Regierungen und Zentralbanken ausgegeben wird, sowie Kryptowährungen. Digitale Währung wird manchmal auch als digitales Geld, elektronisches Geld, elektronische Währung oder Cybercash bezeichnet.
• Kryptowährung. Kryptowährung ist ein digitaler Vermögenswert, der über ein Blockchain-Netzwerk ausgetauscht werden kann. Es handelt sich um eine Untergruppe der digitalen Währung, die nicht von staatlichen Stellen ausgegeben wird. Stellen Sie sich Kryptowährung als Token vor, die von privaten Einrichtungen oder Gruppen ausgegeben werden und mit denen Artikel bezahlt werden können, die von Personen verkauft werden, die ebenfalls im Blockchain-Netzwerk tätig sind. Im September 2023 verzeichnete die Marktforschungswebsite CoinMarketCap 9.111 öffentlich gehandelte Kryptowährungen.
• Bitcoin. Bitcoin ist die erste und beliebteste Kryptowährung. Sie wurde von einer anonymen Person oder Gruppe von Personen unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto eingeführt. Bitcoin funktioniert über ein dezentralisiertes Netzwerk, das als Bitcoin-Blockchain bekannt ist und den Teilnehmern das Senden und Empfangen von Bitcoin ohne Zwischenhändler ermöglicht. Neue Bitcoin werden durch Bitcoin-Mining in den Umlauf gebracht, ein Prozess, der erhebliche Rechenleistung erfordert. Miner lösen komplexe mathematische Probleme; der Miner, der das Rätsel löst und die Transaktion bestätigt, wird mit neuen Bitcoin belohnt.

Blockchain und Smart Contracts

Smart Contracts (zu deutsch: intelligente Verträge) sind eine der wichtigsten Einsatzgebiete der Blockchain-Technologie. Dabei handelt es sich um selbstausführende digitale Verträge, die in Code geschrieben sind. Sie funktionieren automatisch nach vordefinierten Regeln und Bedingungen. Smart Contracts sind so konzipiert, dass sie das Aushandeln oder die Erfüllung einer Vereinbarung erleichtern, überprüfen und durchsetzen, ohne dass Vermittler wie Anwälte, Banken oder andere Dritte eingeschaltet werden müssen. Sobald die festgelegten Bedingungen erfüllt sind, führt der Smart Contract automatisch die vereinbarten Aktionen oder Transaktionen aus und stellt sicher, dass sich alle beteiligten Parteien an die Vertragsbedingungen halten.

Smart Contracts werden in der Regel auf Blockchain-Plattformen eingesetzt, die die notwendige Sicherheit und Transparenz für ihre Ausführung bieten. Ethereum ist eine beliebte Blockchain-Plattform für Smart Contracts. Sie wird für eine Reihe von Anwendungen wie Finanztransaktionen, Lieferkettenmanagement, Immobiliengeschäfte und die Überprüfung digitaler Identitäten verwendet.

Smart Contracts haben mehrere Vorteile. Durch den Wegfall von Zwischenhändlern senkt die Technologie der Smart Contracts die Kosten. Außerdem werden Komplikationen und Störungen, die Zwischenhändler verursachen können, vermieden, was die Prozesse beschleunigt und gleichzeitig die Sicherheit erhöht.

Weitere Blockchain-Beispiele und Anwendungsfälle

Blockchain reift weiter und gewinnt an Akzeptanz, da immer mehr Unternehmen in verschiedenen Branchen lernen, sie zu nutzen. Die Anwendungsfälle und Branchenanwendungen von Blockchain gehen weit über die ursprüngliche Kryptowährungsanwendung hinaus und umfassen Smart Contracts, Cybersicherheit, das Internet der Dinge (IoT) und Non-Fungible Token (NFTs). NFTs sind digitale Vermögenswerte, die alle oder Teile von Objekten der realen Welt wie Kunst oder Musik repräsentieren. Sie werden online gekauft, verkauft und gehandelt und sind ein beliebter Weg, um digitale Kunstwerke zu kaufen und zu verkaufen.

Einige der realen Anwendungen der Blockchain-Technologie umfassen die folgenden Bereiche:

Lieferkettenmanagement. Die durchgängige Sichtbarkeit, Rückverfolgbarkeit und Rechenschaftspflicht von Blockchain ist bei der Verwaltung von Lieferketten nützlich. Die Beteiligten können Produkte aufzeichnen, nachverfolgen und authentifizieren, verhindern, dass gefälschte Waren in die Lieferkette gelangen, und die Logistikprozesse rationalisieren.

Gesundheitswesen. Zusammen mit künstlicher Intelligenz und IoT hat sich Blockchain als innovative Technologie im Gesundheitswesen etabliert. Im Gesundheitswesen wird Blockchain für die sichere Speicherung und Weitergabe von Patientendaten eingesetzt. Die Technologie ermöglicht es den Patienten, die Kontrolle über ihre medizinischen Daten zu behalten und den Gesundheitsdienstleistern nur bei Bedarf Zugriff zu gewähren. Dies ermöglicht einen nahtlosen und sicheren Austausch medizinischer Informationen, verbessert die Behandlungsergebnisse und verringert den Verwaltungsaufwand.

Identitätsmanagement. Blockchain-basierte Identitätsmanagementsysteme verbessern die Sicherheit, den Datenschutz und die Kontrolle über persönliche Daten. Durch die Speicherung von Identitätsdaten in der Blockchain können Nutzer eine portable und überprüfbare digitale Identität erhalten. Dies macht mehrere Identitätsdokumente überflüssig, verringert den Identitätsdiebstahl und vereinfacht die Identitätsüberprüfungsprozesse.

Wahlsysteme. Die Blockchain-Technologie kann die Herausforderungen herkömmlicher Wahlsysteme bewältigen, indem sie sichere und transparente Wahlplattformen bereitstellt. Wahlsysteme, die auf dieser Technologie basieren, verhindern Wahlbetrug, gewährleisten die Integrität des Wahlprozesses und ermöglichen die Fernabstimmung unter Wahrung der Anonymität und der Privatsphäre.

Finanzen und Bankwesen. Finanzdienstleistungen nutzen Blockchain, um Transaktionen zu beschleunigen und die Abschlusszeiten zu verkürzen. Einige Banken nutzen Blockchain auch für die Vertragsverwaltung und Rückverfolgbarkeit. Die Online-Zahlungsplattform PayPal hat beispielsweise im Jahr 2020 einen Blockchain-basierten Dienst eingeführt, mit dem Nutzer Kryptowährungen kaufen, halten und verkaufen können. R3, ein globales Konsortium von Finanzinstituten, entwickelte seine Corda-Plattform zur Aufzeichnung, Verwaltung und Synchronisierung von Finanzinformationen mithilfe von Blockchain-Programmierschnittstellen (APIs) für bestimmte Plattformen.

Medien und Unterhaltung. Die Blockchain-Technologie erweitert die Möglichkeiten der Lizenzgebühren für Unternehmen und Einzelpersonen. So können Unternehmen beispielsweise Blockchain nutzen, um digitale Tickets zu erstellen, für die sie beim Weiterverkauf Lizenzgebühren erheben können. Im April 2021 startete Live Nation SAS, der in Frankreich ansässige Zweig des gleichnamigen globalen Unterhaltungsunternehmens, TixTo.Me, das zum Teil vom Blockchain-Unternehmen Aventus Network betrieben wird.

Vorteile von Blockchain

Experten nennen mehrere Hauptvorteile der Blockchain, darunter die folgenden:

• Nicht korrumpierbar. Es ist fast unmöglich, eine Blockchain zu korrumpieren, da Millionen von Computern die Informationen gemeinsam nutzen und ständig abgleichen. Außerdem gibt es bei der Blockchain keinen Single Point of Failure.
• Effizient. Transaktionen sind oft effizienter als in nicht-DLT-basierten Transaktionssystemen, obwohl öffentliche Blockchains manchmal unter langsamer Geschwindigkeit und Ineffizienz leiden können.
• Widerstandsfähig. Die Blockchain ist widerstandsfähig (resilient); wenn ein Knoten ausfällt, haben alle anderen Knoten eine Kopie des Ledgers.
• Vertrauenswürdig. Sie schafft Vertrauen zwischen den Teilnehmern eines Netzwerks. Bestätigte Blöcke können nur schwer rückgängig gemacht werden, was bedeutet, dass Daten nur schwer entfernt oder verändert werden können.
• Kosteneffizienz. Blockchain kann kosteneffizient sein, da sie häufig die mit Transaktionen verbundenen Kosten durch den Wegfall von Zwischenhändlern und Dritten reduziert.

Nachteile der Blockchain

Fachleuten zufolge birgt Blockchain auch die folgenden potenziellen Nachteile, Risiken und Herausforderungen:

• Ownership. Blockchain kann Fragen über die Eigentumsverhältnisse aufwerfen und darüber, wer verantwortlich ist, wenn Probleme auftreten.
• Infrastrukturfragen. Es stellt sich auch die Frage, ob Unternehmen in der Lage sind, in die Infrastruktur zu investieren, die für den Aufbau, die Teilnahme und die Wartung eines Blockchain-basierten Netzwerks erforderlich ist, oder ob sie überhaupt dazu bereit sind.
• Herausforderungen bei den Daten. Das Ändern von Daten in einer Blockchain ist in der Regel mit viel Arbeit verbunden.
• Private Schlüssel. Die Nutzer müssen ihre privaten Schlüssel im Auge behalten, um ihr Geld nicht zu verlieren.
• Storage. Der Speicherbedarf kann im Laufe der Zeit sehr groß werden, was zum Verlust von Knoten führen kann, wenn das Hauptbuch für die Benutzer zu groß wird.
• Schwachstellen. Die Blockchain ist anfällig für 51-prozentige Angriffe, das heißt für Angriffe, die darauf abzielen, andere Teilnehmer des Netzwerks zu überwältigen und Blöcke zu verändern.

Arten von Blockchain

Es gibt vier Haupttypen der Blockchain-Technologie:

• Private Blockchain. Private oder so genannte permissioned (genehmigte) Blockchains erfordern eine Genehmigung für den Zugriff. Diese Blockchains bieten mehr Datenschutz und Kontrolle über die Daten und eignen sich daher für Anwendungen, die strenge Zugangskontrollen und die Einhaltung von Vorschriften erfordern. Bei einer privaten, genehmigungspflichtigen Blockchain, wie zum Beispiel Multichain, kann jeder Knoten Transaktionen durchführen, aber die Teilnahme am Konsensprozess ist auf eine begrenzte Anzahl genehmigter Knoten beschränkt.
• Public Blockchain. Bei einer öffentlichen oder permissionless (erlaubnisfreien) Blockchain ist keine Genehmigung erforderlich, um dem Blockchain-Netzwerk beizutreten. Bei einer öffentlichen, erlaubnisfreien Blockchain wie Bitcoin kann jeder Knoten im Netzwerk Transaktionen durchführen und am Konsensprozess teilnehmen.
• Hybride Blockchain. Eine hybride Blockchain ist eine Art von Blockchain, die die Eigenschaften von erlaubnispflichtigen und erlaubnisfreien Blockchains kombiniert. Eine hybride Blockchain wird von einer einzigen Organisation eingerichtet und besteht aus einem öffentlichen System über einem privaten System, wodurch die Organisation die Zugriffskontrolle über sensible Daten erhält.
• Konsortium-Blockchain. Eine Konsortium-Blockchain ist eine Art von hybrider Blockchain, bei der eine Gruppe von Organisationen die Blockchain verwaltet. Konsortium-Blockchains vereinen die Vorteile der Dezentralisierung und des Datenschutzes und eignen sich daher für Branchen, die eine Zusammenarbeit und Vertrauen zwischen einer ausgewählten Gruppe von Teilnehmern erfordern. Allerdings kann der Ausfall eines einzigen Mitgliedsknotens die Sicherheit gefährden.

Populäre Blockchain-Plattformen

Es gibt eine Vielzahl von Blockchain-Plattformen. Drei der bekanntesten sind Ethereum Blockchain, Hyperledger Fabric und OpenChain.

• Ethereum. Dies ist eine weit verbreitete, quelloffene und speziell entwickelte Blockchain-Plattform. Sie gilt als branchenführende Wahl für Unternehmensanwendungen. Ethereum ermöglichte die Entwicklung von Smart Contracts und dezentralen Anwendungen, auch bekannt als dApps. Es hat aufgrund seiner zahlreichen Funktionen, seiner Flexibilität und seiner großen Entwicklergemeinde große Beliebtheit erlangt. Die Ethereum-eigene Kryptowährung Ether wird verwendet, um Teilnehmer zu entschädigen und die Plattform zu betreiben.
• Hyperledger Fabric. Branchen wie der Finanzsektor und die Fertigungsindustrie nutzen diese Open-Source-Blockchain-Plattform. Hyperledger Fabric ist für genehmigungspflichtige Netzwerke konzipiert, kann aber auch für das dezentrale Hosting und die Speicherung von Anwendungen genutzt werden, die Smart Contracts verwenden. Sie bietet einen modularen Rahmen für den Aufbau privater, erlaubnisfreier Blockchains, die auf spezifische Geschäftsanforderungen zugeschnitten sind.
• OpenChain. Diese Open-Source-Blockchain-Plattform ist für Organisationen gedacht, die digitale Vermögenswerte verwalten und aufbewahren möchten. Ein Administrator einer OpenChain-Blockchain legt die Regeln fest, die im Ledger verwendet werden. Die Benutzer können dann unter Einhaltung der Regeln Werte auf dem Hauptbuch austauschen.

Überlegungen bei der Blockchain-Einführung

Jedes Unternehmen, das über die Implementierung einer Blockchain-Anwendung nachdenkt, sollte zunächst prüfen, ob es die Blockchain wirklich braucht, um seine Ziele zu erreichen. Blockchain hat in der Tat einige bedeutende Vorteile, insbesondere im Hinblick auf die Sicherheit, aber sie deckt nicht alle Anforderungen an Datenbanken ab.

Tatsächlich sind herkömmliche, zentralisierte Datenbanken unter vielen Umständen die bessere Option, insbesondere wenn Geschwindigkeit und Leistung entscheidend sind. Sie sind auch besser, wenn Transaktionen nur innerhalb des Unternehmens oder zwischen einer begrenzten Anzahl von Einheiten stattfinden, bei denen das Vertrauen vollständig hergestellt ist.

Bei der Auswahl einer Blockchain-Plattform sollte ein Unternehmen darauf achten, welchen Konsensalgorithmus es verwenden möchte. Der Konsensalgorithmus ist ein Kernstück eines Blockchain-Netzwerks und kann sich stark auf die Geschwindigkeit auswirken. Dabei handelt es sich um das Verfahren, mit dem sich die Peers in einem Blockchain-Netzwerk über den aktuellen Stand des verteilten Hauptbuchs einigen. Dadurch wird das Vertrauen zwischen den Nutzern der Blockchain gestärkt.

Es gibt vier Standardmethoden, die Blockchain und andere verteilte Datenbankplattformen verwenden, um einen Konsens zu erzielen. Zu den gängigen Konsensalgorithmen gehören die folgenden:

• Proof-of-Work-Algorithmen (PoW) werden verwendet, um einen Miner für die nächste Blockgeneration auszuwählen.
• Praktische byzantinische Fehlertoleranzalgorithmen sind für den Einsatz in asynchronen Systemen konzipiert.
• Proof-of-Stake-Algorithmen werden häufig als Alternative zu PoW verwendet.
• Delegierte Proof-of-Stake-Algorithmen werden für einen Abstimmungs- und Wahlprozess verwendet, der gegen böswillige Nutzung oder Zentralisierung in der Blockchain schützen soll.

Datenschutz und Sicherheit in der Blockchain

Datenschutz und Sicherheit sind wesentliche Vorteile der Blockchain. Private Daten werden in Blöcken gespeichert. Die Blöcke werden immer chronologisch gespeichert, und es ist äußerst schwierig, einen Block zu ändern, sobald er am Ende der Blockchain hinzugefügt wurde.

Jeder Block hat seinen eigenen Hash-Code, der den Hash-Code des vorhergehenden Blocks enthält. Wenn ein Hacker versucht, einen Block zu bearbeiten oder auf seine Informationen zuzugreifen, ändert sich der Hash-Code des Blocks, was bedeutet, dass der Hacker den Hash-Code des nächsten Blocks in der Kette ändern müsste, und so weiter. Um einen Block zu ändern, müsste ein Hacker also jeden nachfolgenden Block ändern, was eine enorme Menge an Rechenleistung erfordern würde.

Die Blockchain-Technologie ist immer noch anfällig für 51prozentige Angriffe, mit denen ein Konsensalgorithmus umgangen werden kann. Bei diesen Angriffen hat ein Angreifer mehr als 50 Prozent Kontrolle über die gesamte Rechenleistung einer Blockchain, was ihm die Möglichkeit gibt, die anderen Teilnehmer des Netzwerks zu überwältigen. Diese Art von Angriff ist jedoch unwahrscheinlich, da er nur mit großem Aufwand und viel Rechenleistung durchgeführt werden kann.

Geschichte der Blockchain-Technologie

Die ursprüngliche Idee für die Blockchain-Technologie wurde bereits vor Jahrzehnten erwogen. Ein der Blockchain ähnliches Protokoll wurde erstmals 1982 in einer Dissertation von David Chaum, einem amerikanischen Informatiker und Kryptografen, vorgeschlagen. Im Jahr 1991 erweiterten Stuart Haber und W. Scott Stornetta die ursprüngliche Beschreibung einer durch Kryptografie gesicherten Kette von Blöcken. Von diesem Zeitpunkt an begannen verschiedene Personen, an der Entwicklung digitaler Währungen zu arbeiten.

Im Jahr 2008 erstellte ein Entwickler oder eine Gruppe von Entwicklern, die unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto arbeiteten, ein Weißbuch, in dem das Modell für die Blockchain festgelegt wurde, einschließlich der Hash-Methode, mit der die Blöcke mit einem Zeitstempel versehen werden. Im Jahr 2009 implementierte Satoshi Nakamoto eine Blockchain mit der Währung Bitcoin. Bis heute weiß niemand mit Sicherheit, wer Satoshi Nakamoto ist.

Das Interesse an der Anwendung der Blockchain in Unternehmen hat seitdem zugenommen, da sich die Technologie weiterentwickelt hat und Blockchain-basierte Software und Peer-to-Peer-Netzwerke für Unternehmen auf den Markt kamen. Um 2014 begannen sich Anwendungen der Blockchain-Technologie, die sich von der Verwendung für Kryptowährungen unterscheiden, herauszubilden, als Experten potenzielle Einsatzmöglichkeiten der Technologie für andere Arten von Finanz- und Organisationstransaktionen erkannten.

Einige konkrete frühe Beispiele für Unternehmensanwendungen sind die folgenden:

• Im Jahr 2016 nutzte das Online-Einzelhandelsunternehmen Overstock.com Blockchain für den Verkauf und die Verteilung von mehr als 126.000 Unternehmensaktien. Dies war das erste Mal, dass ein börsennotiertes Unternehmen Blockchain zur Unterstützung von Aktientransaktionen einsetzte.
• Im Jahr 2018 kaufte Ticketmaster, das Software- und Dienstleistungsunternehmen für den Kartenverkauf, den Blockchain-Technologieanbieter Upgraded, der herkömmliche Eintrittskarten in sichere interaktive digitale Vermögenswerte umwandelt.
• Anfang 2020 ging das Blockchain-Unternehmen Theta Labs eine Partnerschaft mit Google Cloud ein. Die Partnerschaft ermöglicht es Google-Cloud-Nutzern, Knoten aus dem Blockchain-Netzwerk von Theta einzusetzen und zu betreiben.

In den letzten Jahren sind mehrere Trends in der Blockchain-Technologie entstanden, darunter das dezentrale Finanzwesen (DeFi), eine Art Finanzrahmen, der auf dem Ethereum-Blockchain-Netzwerk basiert. DeFi unterscheidet sich von zentralisierten Finanzmodellen innerhalb der Kryptowährungsmärkte dadurch, dass es keine zentralisierte Behörde gibt, die Transaktionen kontrollieren oder in sie eingreifen kann.

Blockchain steht auch vor rechtlichen und regulatorischen Herausforderungen sowie Kontroversen um betrügerische Aktivitäten, wie der viel beachtete Zusammenbruch des Börsendienstes FTX. Trotzdem investieren Unternehmen weiterhin in Blockchain und ihre Anwendungen, vor allem durch den Aufstieg von NFTs und dem NFT-Marktplatz.