Was ist eine Blockchain?
Blockchain ist die grundlegende Technologie, die das Wertversprechen des gesamten Cryptocurrency-Ökosystems untermauert. Es ist der Motor, der Bitcoin sichert und der Grund, warum Ethereum Smart Contracts Wert haben. Als Teil der ersten Folge einer Bildungsreihe über die Blockchain-Technologie soll dieser Artikel einen Einblick geben, was eine Blockchain ist, warum sie einen Wert darstellt und wie sie verwendet wird, um die Art und Weise, wie Vertrauen in der Gesellschaft verwaltet wird, neu zu gestalten.
Was ist eine Blockchain und wie funktioniert sie?
A blockchain is highly secure, reliable, and decentralized network that allows people to store data, exchange value, and record transaction activity in a shared ledger that is not controlled by any central authority, but instead maintained by computers all around the world.
zu deutsch:
Eine Blockchain ist ein hochsicheres, zuverlässiges und dezentralisiertes Netzwerk, das es Menschen ermöglicht, Daten zu speichern, Werte auszutauschen und Transaktionsaktivitäten in einem gemeinsamen Hauptbuch aufzuzeichnen, das nicht von einer zentralen Behörde kontrolliert wird, sondern von Computern auf der ganzen Welt gepflegt wird.
Ein Hauptbuch ist ein Buch oder eine Computerdatei, die wirtschaftliche Aktivitäten aufzeichnet. Hauptbücher können einzelne Kontostände und/oder die laufende Bewegung von Geld innerhalb ganzer Volkswirtschaften verfolgen. Heute werden die meisten Hauptbücher von zentralisierten Einrichtungen wie einer Bank verwaltet, die die Hauptbücher auf ihren eigenen Servern und in undurchsichtigen Datenbanken pflegen und speichern.
Eine Blockchain ist ein digitales Hauptbuch, das von einem dezentralen Netzwerk von Computern gespeichert und gepflegt wird. Jeder Computer (Knoten) im Netzwerk führt die gleiche Software aus und pflegt, speichert und validiert eine Kopie des Hauptbuchs. Öffentliche Blockchains verwenden ihren eigenen Vermögenswert, der als Kryptowährung bekannt ist, um finanzielle Anreize für die Knoten zu schaffen, miteinander zu kommunizieren und eine Einigung (Konsens) über die Gültigkeit des Hauptbuchs zu erzielen.
Benutzer schlagen Ergänzungen zum Ledger vor, indem sie Transaktionen einreichen, die Werte von einem Konto auf ein anderes übertragen. Benutzerkonten werden als öffentliche Schlüssel (auch öffentliche Adresse genannt) bezeichnet und jeder öffentliche Schlüssel hat einen zugehörigen privaten Schlüssel. Der öffentliche Schlüssel ist vergleichbar mit einer E-Mail-Adresse und der private Schlüssel ist vergleichbar mit einem Passwort, das der Besitzer des öffentlichen Schlüssels eingeben muss (genannt digitale Signatur), um Geldmittel zu übertragen, die auf seiner Adresse gespeichert sind.
Anstehende Transaktionen werden in “Blöcken” zusammengefasst, wo sie von jedem Knoten im Netzwerk verarbeitet und überprüft werden. Dadurch, dass jeder Knoten jede Transaktion überprüft, wird sichergestellt, dass Änderungen am Hauptbuch redundant validiert werden. Damit eine Transaktion gültig ist, muss der öffentliche Schlüssel über genügend Mittel verfügen, um die Transaktion zu decken, und die digitale Signatur muss korrekt sein.
Sobald ein Block bestätigt ist, wird er an das Hauptbuch angehängt. Das Hauptbuch ist eine fortlaufende Kette von Blöcken und wird daher als “Blockchain” bezeichnet. Die Knoten werden für ihre Dienste mit Transaktionsgebühren und/oder neu geprägter Kryptowährung (als Blockbelohnung bezeichnet) belohnt.
Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, eine Blockchain zu gestalten, die jeweils Vor- und Nachteile haben.
- Netzwerkzugang und -teilnahme — Blockchains können sich darin unterscheiden, wie offen oder eingeschränkt das Netzwerk zu nutzen und daran teilzunehmen ist. Es gibt drei Haupttypen von Blockchains: öffentlich (komplett offen), privat (komplett geschlossen) und permissioned (offener Zugang, begrenzte Teilnahme)
- Konsensmechanismus — Blockchains können durch verschiedene Mittel einen Konsens über Transaktionen erreichen. Einige der beliebtesten Konsensmechanismen sind Proof of Work (Bitcoin), Proof of Stake (Tezos) und Proof of Authority (die meisten privaten Blockchains).
- Design Features — Blockchains können derzeit nicht alle gewünschten Eigenschaften erfüllen. Stattdessen gehen Blockchains Kompromisse ein, um bestimmte Eigenschaften gegenüber anderen zu optimieren. Zu den wichtigen Designmerkmalen gehören Sicherheit, Skalierbarkeit, Dezentralisierung, Datenschutz, Endgültigkeit von Transaktionen und mehr.
Warum sind Blockchains wertvoll
Blockchains bieten mehrere Vorteile, die bei zentralisierten Ledgern nicht verfügbar sind.
- Sicherheit — In einer ausreichend dezentralen Blockchain besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, dass trotz der Bemühungen böswilliger Akteure nur gültige Transaktionen bestätigt werden.
- Unveränderlichkeit — Sobald ein Block redundant bestätigt wurde, wird er Teil des unveränderlichen Ledgers, das mit der Zeit immer schwieriger zu verändern ist.
- Zuverlässigkeit — Blockchains haben global verteilte Netzwerke mit 24/7 Betriebszeit. Sie sind immer online und sind weder geografisch noch politisch eingeschränkt.
- Peer-to-Peer — Blockchains schalten Mittelsmänner aus, die den Wert von Transaktionen abschöpfen. Die Parteien handeln direkt miteinander, ohne ein Kontrahentenrisiko einzugehen — die Wahrscheinlichkeit, dass der andere Vertragsteilnehmer seinen Verpflichtungen nicht nachkommt.
Insgesamt schaffen Blockchains eine Infrastruktur, die zwei oder mehr Parteien nutzen können, um einen hochsicheren, zuverlässigen und manipulationssicheren wirtschaftlichen Austausch durchzuführen. Das Kontrahentenrisiko wird von der Abhängigkeit von probabilistischen vertrauenswürdigen Dritten auf die Abhängigkeit von deterministischer Open-Source-Software verlagert, die genau nach Anweisung ausgeführt wird. Unternehmen werden effizienter, indem sie Abstimmungen vermeiden, unnötige Zwischenhändler entfernen und das Kontrahentenrisiko reduzieren.
Wie Blockchains Werte schaffen
Das Internet ist eine Art des Austauschs digitaler Informationen, die auf vielfältige Weise angewendet werden kann, wie z.B. E-Mail, Messaging, Telekommunikation, soziale Medien usw. Blockchains bieten dieselbe Mehrfachanwendung für den Austausch von Werten, die auf viele einzigartige Arten angewendet werden können, um Werte für die Endnutzer zu erzeugen.
Monetäres System
Bitcoin demonstriert, wie eine öffentliche, erlaubnisfreie Blockchain als eigenständiges finanzielles Ökosystem mit eigener Geldpolitik genutzt werden kann. Bitcoin hat eine eigene Währung BTC mit eingebauten Verteilungsmechanismen und finanziellen Anreizen, um das Netzwerk ohne einen zentralen Koordinator am Laufen zu halten. Bitcoin hat eine zensurresistente harte Obergrenze für die Geldmenge; es wird nie mehr als 21 Millionen BTC geben. Diese deflationären monetären Eigenschaften führen dazu, dass einige argumentieren, dass BTC ein stärkeres Wertaufbewahrungsmittel ist als inflationäre Fiat-Währungen.
Smart Contracts
Ethereum zeigt, wie eine öffentliche, erlaubnisfreie Blockchain als hochsicherer und zuverlässiger Weltcomputer für die Verarbeitung bedingter Vereinbarungen, sogenannter Smart Contracts, genutzt werden kann. Anstatt die Bewegung einer einzelnen Währung zu verfolgen, senden Benutzer Anweisungen an die Blockchain, die besagen: “Wenn Ereignis x eintritt, dann führe Aktion y aus.” Die Blockchain verarbeitet diese vordefinierten Anweisungen (Smart Contracts), indem sie auf der Grundlage von Eingaben (Daten) Ausgaben (Wertübertragungen) produziert. Ethereum kann Millionen von separaten Smart Contracts parallel verarbeiten.
Asset Tokenisierung
Mehrere Projekte nutzen die Blockchain als globales öffentliches Register für Vermögenswerte. Durch einen Smart Contract können Entwickler ein einzigartiges, nicht fälschbares Token erstellen, das das Eigentum an einem realen Vermögenswert wie einem Gebäude, einem Auto, einer seltenen Sammelkarte oder anderem repräsentiert. Blockchains bieten Authentizität für das Eigentum an Vermögenswerten, transparente Verfolgung des Lebenszyklus eines Vermögenswerts und globale Liquidität für zuvor illiquide Vermögenswerte.
Middleware
Das Baseline-Protokoll ist eine Möglichkeit, die Blockchain (mit Fokus auf das Ethereum-Mainnet) als Middleware zu nutzen, um sicherzustellen, dass zwei oder mehr Unternehmensdatenbanken übereinstimmende Datensätze haben, ohne ihre sensiblen internen Daten auf die Blockchain zu legen. Da das Ethereum-Mainnet immer online, leicht auditierbar, manipulationssicher und ohne Zugriffsrechte ist, können Unternehmen es nutzen, um sich gegenseitig über Aktionen zu informieren, die von beiden Seiten durchgeführt wurden, indem sie diese als Daten auf der Blockchain speichern. Die Daten werden unter Verwendung einer Datenschutztechnik gespeichert, die als Zero Knowledge Proofs bekannt ist und bei der nur die Parteien der Vereinbarung den Kontext haben, um die Bedeutung zu verstehen. Der Proof dient als gemeinsamer Referenzrahmen für den Zustand des Geschäftsprozesses; z.B. die aktuellen Bedingungen einer Mengenrabattvereinbarung zwischen einem Verkäufer und Käufer.
Golden Records
Blockchains können als unveränderliche Umgebung für die Speicherung historischer Aufzeichnungen dienen. Ein hochgradig vertrauenswürdiger Satz von Aufzeichnungen reduziert die Reibung innerhalb fragmentierter Märkte, die oft viele disparate Datenbanken enthalten. Blockchains bieten einen “Golden Record”, der die Verfolgung von Finanzverträgen, die Speicherung von medizinischen Aufzeichnungen, die Verfolgung von Identitäten und vieles mehr verbessern kann
Nutzen
Blockchains können so gestaltet werden, dass sie einen bestimmten Nutzen bieten. Beispielsweise kann ein dezentrales Netzwerk von Knoten verwendet werden, um verteiltes Videostreaming anzubieten, ein manipulationssicheres Online-Spiel zu hosten oder Dateien unveränderbar zu speichern. Ähnlich wie Torrent-Systeme bieten Blockchains eine Möglichkeit, die Macht eines dezentralen Netzwerks zu nutzen, um einen gemeinsamen öffentlichen Nutzen zu erzeugen.
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