Was ist und wie funktioniert die Blockchain?

Blockchain – wer kannte vor 2005 den Begriff? Mit der Veröffentlichung von Bitcoin, gelangte auch die Blockchain und die dahinterstehende Technologie zu Ruhm. Allerdings ist die Blockchain keine Erfindung von Bitcoin, sondern wurde bereits 1995 durch den IT-Experten Duncan Wong definiert, war aber der breiten Öffentlichkeit nicht zugänglich.

Erst mit der Implementierung von Bitcoin als dezentrales Zahlungsmittel wurde auch die Blockchain-Technologie verbreitet und bildet heute die Grundlage für viele Kryptowährungen. Doch die Blockchain hat sich in den letzten Jahren auch verändert; mittlerweile gibt es bereits die dritte Generation.

Worum geht es bei der Blockchain eigentlich?

Bei der Blockchain dreht sich alles um Sicherheit und Fairness. Die große Datenbank erfasst Informationen und ermöglicht es den Nutzern, miteinander interagieren zu können; Geschäfte zu tätigen und Zahlungen zu senden. Wir alle interagieren täglich miteinander, meist im Internet. Wir chatten, wir kaufen Dinge, wir nutzen Dienstleistungen wie Banken.

Aber woher wissen wir, wem wir online vertrauen können, besonders wenn wir sie noch nie getroffen haben, aber direkt mit ihnen umgehen wollen? Einige Unternehmen werden prüfen, wem man vertrauen kann oder ob sie Bewertungen von Produkten und Verkäufern haben. Aber diese Unternehmen können auch teure Gebühren erheben.

Wir sollten in der Lage sein, sicher miteinander umzugehen, ohne einen „Zwischenhändler“ zu brauchen, und dafür bezahlen.

Herausforderungen beim täglichen Informationsaustausch

Alle unsere Informationen und alles, was wir im Internet tun, werden online von Unternehmen gespeichert, deren Aufgabe es ist, Vertrauen zu gewährleisten. Unsere Namen, E-Mails, Adressen, die Websites, die wir besuchen, wohin wir gehen und vieles mehr wird irgendwo aufgezeichnet. Aber können wir wirklich sicher sein, dass all diese Informationen über uns definitiv sicher vor Hackern sind oder nicht unrechtmäßig verwendet werden?

Niemand will, dass ein Fremder alles über sie weiß. Das Hauptproblem besteht darin, dass alle diese Informationen an einem Ort gespeichert sind, auf einer Form eines großen Computers, was es einfacher macht, Informationen anzugreifen und zu stehlen, da Hacker einen einzelnen Punkt anvisieren können. Blockchain funktioniert anders.

So löst die Blockchain das Problem

Die Blockchain ist dezentralisiert, d. h. sie hat keinen zentralen Punkt. Alle Informationen werden auf vielen verschiedenen Computern gespeichert, was es schwieriger macht, in ein einzelnes Gerät einzudringen oder Informationen zu entwenden. Die Blockchain-Technologie ist eine Möglichkeit, Informationen auf vielen verschiedenen Geräten gleichzeitig über das Internet aufzuzeichnen.

Es gibt viele verschiedene Blockchains, welche verschiedene Informationsarten speichern. Beispielsweise gibt es eine Blockchain, die:

  • Geld aufzeichnet,
  • Identitäten aufzeichnet,
  • Musik oder Vereinbarungen zwischen Menschen speichert.

Buchstäblich jede Art von Information kann auf eine Blockchain auf eine bessere Weise aufgezeichnet werden, als wir es bisher je gesehen haben. Die Daten, die in einer Blockchain aufgezeichnet werden, werden auf viele verschiedene Geräte kopiert, die miteinander zu einem Netzwerk verbunden sind. Wann immer neue Informationen hinzugefügt werden, werden alle Geräte durch diese Computerprogramme aktualisiert.

Warum wird es als „Blockchain“ bezeichnet?

Alle Informationen, die einer Blockchain hinzugefügt werden, werden in Blöcke gepackt. Diese Blöcke verbinden sich zu einer Kette. Hieraus leitet sich der Name der Blockchain ab. In einer Blockchain erzeugen alle hinzugefügten Informationen einen speziellen Code, den jeder sehen kann.

Hier kommt die Idee einer Kette her, die Blöcke werden durch diesen Code miteinander verbunden. Das bedeutet, dass jeder überprüfen kann, ob die Informationen, die einer Blockkette hinzugefügt werden, korrekt sind und das sind, was sie sein sollten.

Jedes Mal, wenn weitere Informationen zur Kette hinzugefügt werden, ändert sich der Code, um zu zeigen, dass dies geschehen ist. Wenn also jemand versucht, die Daten zu ändern, die bereits in einer Blockchain gespeichert sind, würde dies diesen Code beschädigen und jeder würde davon erfahren. Dadurch sind alle Informationen auf einer Blockchain immer wahr und korrekt.

Das gibt uns die Möglichkeit, in einer Welt zu leben, in der wir nicht immer große Unternehmen brauchen, die unser Geld nehmen, nur damit wir einander vertrauen können.

Blockchain-Netzwerk erklärt

Eine Blockchain ist ein Netzwerk. Ein Netzwerk ist eine Gruppe oder ein System von verbundenen Personen oder Dingen. Die Computer oder Geräte im Netzwerk, die als Knoten bezeichnet werden, bilden ein Blockchain-Netzwerk. Die Netzwerke, die wir heute nutzen, sind zentralisiert. Das bedeutet, dass sie einen zentralen Punkt haben, an dem alle Informationen ein- und ausfließen. Einer der Gründe, warum dies nicht gut ist, ist, dass derjenige, der diesen zentralen Punkt kontrolliert, die volle Kontrolle über die Netzwerkdaten und Benutzer hat.

Unterschiede zu gängigen Netzwerken

Ein Blockchain-Netzwerk unterscheidet sich von einem normalen Netzwerk, da es nicht über einen zentralen Punkt verfügt, der Informationen speichert und kontrolliert.

Stattdessen wird die Verantwortung für die Pflege des Netzwerks und die Speicherung von Informationen von verschiedenen Geräten, den sogenannten Peers, in diesem Netzwerk geteilt. Aus diesem Grund wird ein Blockchain-Netzwerk als Peer-to-Peer-Netzwerk bezeichnet, kurz „P2P“ genannt. Der Name kommt daher, dass die Aufgaben und Verantwortlichkeiten für die Pflege des Netzwerks kontinuierlich von Peer zu Peer geteilt werden.

Info: Ein Peer im Netzwerk stellt einen Teil seiner Computerleistung (Festplattenspeicher, Rechenleistung usw.) dem Netzwerk zur Verfügung, um bei der Speicherung der Daten zu helfen, die das Netzwerk aufzeichnet. Eine Blockchain ist ein Ökosystem, in dem die Geräte zusammenarbeiten, um die Systemfunktion zu unterstützen. In einem P2P-Netzwerk, dem Netzwerktyp, auf dem eine Blockchain aufgebaut ist, werden Informationen immer aufgezeichnet und zwischen den Teilnehmern ausgetauscht. Dies verteilt die Kontrolle und Verantwortung auf viele verschiedene Kollegen und verbessert gleichzeitig die Sicherheit des Netzwerks.

Blockchain und die „Nodes“ (Knoten)

Die Blockchain ist ein Netzwerk verschiedener Geräte, die über das Internet miteinander verbunden sind. Diese Geräte werden als „Nodes“ bezeichnet. Ein Knoten kann jedes elektronische Gerät sein, einschließlich eines Computers, Telefons, eines Druckers oder sogar eines Kühlschranks, sofern er mit dem Internet verbunden ist.

Alle Knoten sind auf einer Blockchain gleich wichtig, aber ein Knoten kann verschiedene Rollen haben, damit eine Blockchain funktioniert. Für die Knoten, die Transaktionen bearbeiten, das Mining oder Forging durchführen, ist es sehr wichtig, dass der Knoten immer einsatzbereit ist.

Ein Knoten, der nicht läuft, könnte eine Chance verpassen, einen Block von Transaktionen zu validieren, was bedeutet, dass der Miner seine Belohnungen verpasst oder, noch schlimmer, aus seiner Rolle als Miner oder Fälscher entfernt wird.

Mining – So werden Transaktionen in der Blockchain verarbeitet

Bei vielen Internetwährungen müssen die Transaktionen über die Blockchain durch das sogenannte „mining“ verarbeitet werden. Das bedeutet, dass Informationen akzeptiert und zu einer Blockketten-Datenbank hinzugefügt werden.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Informationen zu einer Blockchain zu gewinnen, zu schmieden und sicher hinzuzufügen. Bei diesen Methoden werden Computerprogramme verwendet, die als Konsensprotokolle bezeichnet werden.

Proof-of-Work-Mining

So ist beispielsweise in einem PoW-Konsensprotokoll  der „proof of work“ eine Antwort auf ein komplexes mathematisches Problem, das viel Arbeit erfordert, um zu funktionieren. Die Antwort kann leicht als richtig oder falsch angesehen werden, sobald man diese Antwort hat. Genau das ist der „Mining“-Prozess, der Antworten auf das mathematische Problem vorschlägt und hofft, es richtig zu machen.

Der ganze Vorgang äußerst schwierig und kann viel Zeit und unglaubliche Computerleistung in Anspruch nehmen, weshalb Miner normalerweise Hunderte oder Tausende von Computern einrichten, um diese Fragen zu lösen. Andere Arten von Konsensprotokollen sind „Proof of Stake“ und „Delegierter Proof of Stake“, die auf unterschiedliche Weise funktionieren, aber die gleiche Aufgabe erfüllen und Informationen sicher zu einer Blockchain hinzufügen.

Blockchain in der Anwendung

Es gibt für die Blockchain mittlerweile viele Anwendungsbeispiele, die sich nicht nur auf die Internetwährungen beziehen. Allerdings ist natürlich Bitcoin untrennbar mit der Blockchain verbunden, sodass wir uns die Nutzung der Bitcoin-Blockchain zunächst näher ansehen.

Im weiteren Verlauf werden wir einen Blick auf die Blockchain in weiteren Bereichen, wie:

  • Banking
  • Gesundheitswesen
  •  Immobilien

Die Bitcoin-Blockchain vorgestellt

In seiner reinsten Form ahmt Bitcoin die gängigen Währungen nach, indem es ein Tauschmittel oder eine Wertanlage ist.

In den meisten modernen Währungssystemen wird Währung nicht durch eine physische Ware repräsentiert, sondern durch das, was allgemein als „Fiat-Geld“ bezeichnet wird. Fiat-Geld behält seinen Wert, indem es von einer Regierung oder einer Institution als legitime Geldquelle anerkannt wird.

So funktioniert die Abwicklung

Da Bitcoin keine Validierung durch eine Regierung oder eine Bank erfordert, wie funktioniert eine typische Transaktion im Blockchain-Beispiel? Erstens verfügen beide Parteien einer solchen Transaktion über einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel, die eine digitale Signatur bereitstellen – einen Eigentumsnachweis und einen Bezugspunkt für Sender und Empfänger.

Der Absender gibt eine gewünschte Menge Bitcoin an die öffentliche Adresse des Empfängers aus. Nach Abschluss der Übertragung werden die Transaktion, die digitale Signatur sowie der Zeitstempel zur Überprüfung an alle Knoten im Netzwerk übertragen.

Sobald die Netzwerkknoten bestätigen, dass die Transaktion gültig ist, wird der Block mit den Informationen in die Kette der ähnlichen Blöcke aufgenommen, die ihr vorausgehen. An dieser Stelle wird der Transfer unwiderruflich zu einer Blockchain hinzugefügt und steht jedem offen, der ihn einsehen und bestätigen kann, dass er stattgefunden hat.

Blockchain beim Banking

Die frühesten Anwendungsfälle der Blockchain lagen im Währungs- und Zahlungsbereich. Aus diesem Grund und vielleicht auch wegen des allgemeinen Anstiegs des Marktnutzens und der Kapitalisierung von Blockchain-Projekten hat die Finanzindustrie ein großes Interesse an dieser aufkommenden Technologie gezeigt und eine neue Ära des Blockchain-Bankings eingeleitet.

Barclays als Vorreiter für Blockchain-Nutzung

So hat sich Barclays beispielsweise im vergangenen Jahr an die Spitze der Akzeptanz gesetzt, indem es die Sicherheits- und Transparenzaspekte der Blockchain-Technologie in seine Transaktionsprozesse integriert hat.

Diese multinationale Bank tat dies, indem sie eine erste ihrer Art ankündigte, blockchain-gesicherte Kredittransaktion zwischen Ornua und der Seychelles Trading Company. Es enthielt die erste Handelsdokumentation, die verschlüsselt und in einem Blockchain-Netzwerk verwaltet wurde.

Die Verwendung eines dezentralen Ledgers zum Speichern und Versenden der Dokumente sparte der Bank viel Zeit und Geld bei der Transaktion, weit entfernt von dem kostspieligen zehntägigen Prozess, den Barclays über traditionelle Kanäle durchgeführt hätte.

Blockchain und Finanztechnologie

Auf der Seite der Fintech- und digitalen Innovation, die sich bereits in der Finanzindustrie durchzusetzen beginnt, werden bereits Blockchain-Beispiele implementiert, um traditionelle Probleme zu lösen, indem internationale Zahlungen zu reduzierten Kosten und kürzeren Bearbeitungszeiten ermöglicht werden.

Es ist auch wichtig, sich daran zu erinnern, dass Kryptowährungen ursprünglich erfunden wurde, um zentrale Regulierungsbehörden und veraltete rechtliche Infrastrukturen rund um Banken und die Finanzindustrie zu umgehen. Durch die Erforschung von Finanzlösungen innerhalb der Blockkette eröffnen wir potenziell neue Wege für neue Rechtsformen und vielleicht noch effizientere und kundenfreundlichere Geschäftsmodelle.

Blockchain im Gesundheitswesen

Im globalen Gesundheitswesen kann vom Wearable bis zum Fortschritt der medizinischen Forschung alles effizienter und sicherer gemacht werden. Die Zukunft des Gesundheitswesens steht ganz im Zeichen einer effizienten Datenverarbeitung und -weitergabe, die eine neue Ära für einen der vielversprechendsten Blockchain-Anwendungsfälle einläutet.

Die Mainstream-Digitalisierung der Aufzeichnungen in den letzten zehn Jahren hat Probleme der Barrierefreiheit gelöst, die Möglichkeit zur Analyse medizinischer Trends und zur Bewertung der Qualität der Versorgung eröffnet.

Blockchain die Zukunft im Gesundheitswesen

Diese Prozesse sind jedoch immer noch fehlerhaft, da die Massenisolation von lokal zentralisierten Daten, welche die Informationsbeute für gewinnsuchende Unternehmen bedeuten, immer noch nicht gewährleistet ist.

Der Übergang zu einem blockchain-gestützten Gesundheitssystem würde die Kosten senken und die Sicherheit, den Datenschutz und die Interoperabilität von Gesundheitsdaten verbessern, indem ein neues Modell des Austauschs von Gesundheitsinformationen eingeführt würde, um klarere Gesundheitsinformationen zu gewinnen und bessere Ergebnisse für die Patienten zu erzielen.

Blockchain bei Immobilien

Ein zukunftssicherer, blockchain-basierter Immobilienmarkt könnte dazu beitragen, neue Geschäftsmodelle zu schaffen, um potenzielle Käufer und Verkäufer zu verbinden.

So ist es beispielsweise leicht vorstellbar, wie Eigenschaften aller Art verflüssigt, tokenisiert und wie Aktien an Börsen gehandelt werden können. Dieses Blockchain-Beispiel wird sich auch positiv auf die Transaktionszeiten auswirken, da Immobilienverkäufer feststellen, dass sie Bruchteile von Aktien an einer bestimmten Immobilie verkaufen können, anstatt nach einem einzelnen Käufer suchen zu müssen.

Darüber hinaus ist es mehr als wahrscheinlich, dass die gesamte Immobilienwirtschaft von dieser Verschiebung profitieren wird, indem die Eintrittsbarriere für Immobilieninvestitionen gesenkt wird. Aus dieser Verschiebung im Immobiliengeschäft werden sich neue Definitionen von Eigentums- und Mietverträgen ergeben.

Wie kann Blockchain-Technologie Immobilien verbessern?

Kosteneffizienz und bessere Entscheidungsfindung bei Leasing-Transaktionen können mit einer gemeinsamen Datenbank erreicht werden, in der zahlreiche Interessengruppen, darunter Eigentümer, Mieter und Dienstleister, offen und sicher mit Eigentümerinformationen oder der Transaktionsgeschichte interagieren können.

In Kombination mit neuen Modellen des Wohnungseigentums, die den Weltmarkt überspannen könnten, könnten dezentrale Zahlungsprojekte genutzt werden, um kostengünstige, schnelle transnationale Mikrozahlungen zu ermöglichen, welche die Zahlung auf alle Beteiligten verteilen würden.

Im Rahmen des Zahlungsverkehrs hat die Einführung von Smart Contracts in Blockchain-Immobilienbüchern und -transaktionen ein klares Potenzial zur Rationalisierung verschiedener Immobilienprozesse, wie z. B. die Freigabe von Wohnungseigentum oder Mietdokumenten nach Abschluss eines Kryptowährungstransfers. Die Vorteile dieses Aspekts von Blockchain-Anwendungsfällen bei der Anwendung auf Immobilien werden bereits von einer Vielzahl von privaten und staatlichen Institutionen anerkannt.

Daniel Schlitt
Daniel Schlitt

Daniel ist leitender Redakteur bei kryptowaehrungen.kaufen und kann beruflich auf mehrere Jahre als Journalist und mehr als acht Jahre in der Finanzbranche zurückblicken. Nach seinem VWL-Studium spezialisierte sich Daniel auf Finanzmathematik, war Finanzanalyst bei einer großen Investmentgesellschaft und knüpfte bereits in dieser Zeit Kontakte in die Blockchain-Szene. Seit 2014 bestimmen Kryptowährungen sein Leben. Heute schreibt er darüber und führt ein Startup-Unternehmen in dem Bereich.

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