Definition: Blockchain

Was ist Blockchain?

| Autor / Redakteur: tutanch / Florian Karlstetter

Die Blockchain gilt nicht nur als Grundlage digitaler Währungen, sondern wird aktuell auch als "disruptive" Technologie gehandelt, die den Datenaustausch im Internet fundamental verändern könnte.
Die Blockchain gilt nicht nur als Grundlage digitaler Währungen, sondern wird aktuell auch als "disruptive" Technologie gehandelt, die den Datenaustausch im Internet fundamental verändern könnte. (Bild: gemeinfrei (geralt / pixabay) / CC0)

Die Blockchain stellt die Basis einiger digitaler Währungen im Internet dar, ist aber auch für andere Anwendungen einsetzbar. Es handelt sich um eine dezentrale Datenbank, deren Integrität durch die Verkettung von Blöcken und Prüfsummen sichergestellt ist.

Definition der Blockchain: Bei der so genannten Blockchain handelt es sich um eine dezentrale Datenstruktur im Internet, die für einige digitale Währungen wie Bitcoin die Grundlage bildet. Die Blockchain ist jedoch nicht auf Kryptowährungen festgelegt, sondern lässt sich für viele weitere Anwendungen nutzen. Die wichtigsten Eigenschaften der Blockchain sind neben der Dezentralität die Transparenz und Unveränderlichkeit der Daten.

Eine Blockchain besteht aus einer Kette einzelner Blöcke, die über Hashwerte miteinander verknüpft sind. Neue Blöcke werden in chronologischer Reihenfolge an bestehende Blöcke angehängt. Die Erweiterung der Blockchain erfolgt in linearer Form. Da die Blöcke untereinander über die Beziehungen von Prüfsummen verkoppelt sind, ist es fast unmöglich, einzelne Blöcke nachträglich zu verändern oder zu manipulieren. Hierfür müssten alle einem Block nachfolgenden Blöcke neu berechnet werden.

Methoden zur Sicherstellung der Datenintegrität

Soll ein neuer Block erzeugt und an die Blockchain angehängt werden, sind die Daten des Blocks auf Gültigkeit zu prüfen. Anschließend erfolgt das Anfügen an die bestehende Blockkette in einem genau definierten Prozess. Es kommen verschiedene Methoden wie Proof of Work, Proof of Stake, Proof of Burn oder Proof of Activity zum Einsatz. Das Besondere an diesen Methoden ist, dass sie dezentral arbeiten und keine vertrauenswürdige Instanz für ihre Durchführung benötigen. Die komplette Verifizierung der Integrität der Blockchain nutzt verteilt arbeitende Systeme.

Da die Proof of Work Methode sehr rechenaufwendig ist, sind Betrugsversuche schon allein aufgrund entstehender Hardware- und Energiekosten hinfällig. Der Proof of Work-Ansatz erfordert das Lösen von Rechenaufgaben, deren Ergebnisse nur mittels Ausprobieren zu finden sind. Alleine der Aufwand für dieses Ausprobieren stellt eine gute Absicherung der Integrität der Daten sicher. Neben Währungen lassen sich mit einer Blockchain andere Daten wie Smart Contracts dezentral ablegen und verwalten. Smart Contracts wickeln unterschiedliche Prozess- und Verwaltungsanwendungen ab. Beispielsweise sind sensible Daten wie Gesundheitsdaten oder behördliche Daten über die Blockchain organisierbar. Weltweit wird ein großer Aufwand in die Entwicklung der Blockchain und möglicher Anwendungen investiert.

Die Geschichte der Blockchain

Die ersten Grundlagen für die sichere Verkettung von Blöcken und kryptografischen Verfahren für Blockchains beschrieben bereits in den 1990er Jahren verschiedene auf diesem Gebiet forschende Institutionen und Personen. In diesem Zusammenhang entwickelten sich auch erste Ideen und Mechanismen für dezentrale digitale Währungen wie das "Bit Gold". Das Konzept der Blockchain ist stark mit der Geschichte der Bitcoin-Währung verknüpft.

Satoshi Nakamoto beschrieb im Jahr 2008 in einem Whitepaper erstmals das Bitcoin-Konzept auf Basis der per Blockchain verteilten Datenbank im Internet. Bereits im folgenden Jahr wurde die erste Implementierung der Bitcoin-Software veröffentlicht. Sie stellte die Basis für das dezentral organisierte Geldsystem Bitcoin dar und realisierte die erste öffentlich verteilte Blockchain im Netz. Aufbauend auf dieser Grundidee entwickelten sich zahlreiche weitere Projekte und Anwendungen, die die Blockchain als Datenverwaltungsmethode nutzen.

Was kann die Blockchain?

Ernteversicherung, Schuldscheindarlehen und verteiltes Rechnen

Was kann die Blockchain?

10.07.17 - Ursprünglich ausschließlich als Basis von Bitcoin und andere Kryptowährungen wahrgenommen, stellt sich die Blockchain mittlerweile als universelle Technologie für verschiedenste Anwendungen in digitaler und realer Welt heraus. lesen

Die wichtigsten Eigenschaften einer Blockchain

Eine Blockchain hat eine ganze Reihe von Eigenschaften, die das Datenbanksystem charakterisieren und beschreiben. Nicht jede Blockchain muss alle hier aufgeführten Eigenschaften besitzen. In einzelnen Aspekten können die Systeme abweichen.

Im Wesentlichen sind die wichtigsten Eigenschaften einer Blockchain folgende:

  • dezentrale Organisation
  • kryptographische Sicherheitsverfahren
  • direktes Versenden von Werten mittels Peer-to-Peer-Verfahren
  • Transparenz und Nachverfolgbarkeit der Transaktionen
  • Manipulationssicherheit von Transaktionen und Daten
  • Entscheidungen auf Basis von Konsens-Machanismen

Das wichtigste Merkmal der Blockchain ist ihre Dezentralität und Unabhängigkeit von einer übergeordneten Serverinstanz. Die Blockchain ist nicht auf einem einzelnen Server, sondern auf vielen Computern im Netz abgelegt. Die für die Berechnung von neuen Blöcken der Blockchain eingesetzten kryptographischen Verfahren stellen eine hohes Maß an Sicherheit dar. Manipulationen einzelner Blöcke sind aufgrund der Verkettung der Blöcke untereinander und des hohen Aufwands zur Neuberechnung der kompletten Blockchain quasi ausgeschlossen.

Alle verteilten Systeme, auf denen die Blockchain abgelegt ist, müssten diese Manipulationen und Veränderungen gemeinsam beschließen und durchführen. Die Dezentralität der Blockchain sorgt zudem für eine hohe Transparenz. Transaktionen lassen sich in der Regel nachverfolgen. Es ist einsehbar, wer welche Blöcke beispielsweise über die Proof of Work-Methode an eine Blockchain angehängt hat. Aufgrund der sicheren Infrastruktur der Blockchain ist es möglich, Werte und sensible Daten über das Peer-to-Peer-System zu versenden, ohne auf eine zentrale Serverautorität angewiesen zu sein. Die Werte werden direkt zwischen den Teilnehmern ohne Mittelsmann Peer-to-Peer versendet. Das für die Transaktionen und Entscheidungen genutzte Konsensverfahren unterliegt keiner hierarchischen Instanz, sondern basiert auf dem Konsens der Gesamtheit aller Teilnehmer im Netzwerk.

BaaS mischt Karten für Cloud-Anbieter neu

Blockchain-as-a-Service auf dem Vormarsch

BaaS mischt Karten für Cloud-Anbieter neu

13.09.18 - Aus der Feder von Krypto-Enthusiasten stammt eine neuartige Methode der Aufzeichnung von Geschäftsabläufen: die DLT (kurz für Distributed Ledger Technology), besser bekannt als die Blockchain. Die disruptive Natur der Blockchain-Technologie mischt das Ranking der relevantesten Cloud-Anbieter gerade neu auf. lesen

Die Vor- und Nachteile der Blockchain

Das besondere technische Konzept der Blockchain führt gegenüber den zentral verwalteten herkömmlichen Datenbanksystemen zu einer Vielzahl von Vorteilen. Um eine Blockchain zu betreiben, muss keine zentrale IT-Infrastruktur aufgebaut und bezahlt werden. Der Aufwand für die Realisierung der Datenhaltung lässt sich stark reduzieren. Gleichzeitig bietet die Blockchain aufgrund der verteilten Infrastruktur und der angewandten kryptographischen Verfahren einen guten Schutz der Daten.

Im Gegensatz zu zentral verwalteten Systemen kann die Manipulation einzelner Rechner nicht die komplette Blockchain kompromittieren. Die Verkettung der einzelnen Einträge in der Blockchain stellt die Integrität der Daten sicher und macht Veränderungen einzelner Blöcke so gut wie unmöglich. Selbst große Datenmengen sind auf den im Internet verteilten Rechnern systemübergreifend speicher- und prozessierbar.

Neben diesen Vorteilen dürfen allerdings die Nachteile der Blockchain nicht verschwiegen werden. Blockchains zeigen in der individuellen Skalierbarkeit aktuell noch große Schwächen. Sie haben einen relativ geringen Datendurchsatz und gleichzeitig einen hohen Bedarf an Speicherkapazität. Berechtigungen sind in dem dezentral arbeitenden System nur schwer zu verwalten. Soll die Blockchain in ein vorhandenes Altsystem integriert werden, haben Unternehmen aufgrund der Andersartigkeit der Blockchain gegenüber ihren Legacy-Anwendungen oft mit massiven Problemen zu kämpfen.

Anwendungsbeispiele für die Blockchain

Obwohl die digitale Internetwährung Bitcoin noch immer das prominenteste Anwendungsbeispiel für eine Blockchain darstellt, darf die Technik nicht auf Kryptowährungen reduziert werden. Mit Hilfe einer Blockchain sind viele unterschiedliche Anwendungen auch außerhalb des Finanzsektors realisierbar, die mit herkömmlichen zentralen Lösungsansätzen nur schwer umzusetzen wären.

Sehr zukunftsweisend kann die Blockchain für das Internet der Dinge (IoT - Internet of Things) sein. Es lassen sich mit Hilfe der Blockchain sichere, dezentrale Infrastrukturen zur Steuerung von Smart Homes schaffen. Ereignisse intelligenter Geräte und Sensoren erzeugen neue Blöcke in der Kette, die nicht zu manipulieren sind.

Ebenfalls stark interessiert an der Technik der Blockchain ist das Logistik-Umfeld. Mit einer Blockchain können Versorgungsketten wesentlich einfacher und robuster gestaltet werden. Die Blockchain erfasst jeden Standortwechsel und alle Aktionen an einem Produkt. Der aktuelle Standort und Zustand sowie die Herkunft von Waren ist in der Blockchain zu jeder Zeit komplett nachvollziehbar. Gegenüber Unternehmen und Verbrauchern entsteht maximale Transparenz, was die Eigenschaften und den Herkunftsort von Waren angeht. Käufer sehen aus welcher Region ein Produkt stammt, welchen Weg die Waren genommen haben und wer an der Herstellung oder Bearbeitung des Produkts mitgewirkt hat.

Öffentliche oder staatliche Institutionen sehen ebenfalls enormes Potential in der Blockchain-Technik. Daten der öffentlichen Verwaltung zum Beispiel der Finanzbehörden oder der Ämter für Grundeigentum können die Blockchain nutzen, um jegliche Transaktion nachvollziehbar und vor Manipulation geschützt zu dokumentieren. Hackerangriffe auf zentrale Datenbanken eines Landes wären dank der Blockchain hinfällig. Zudem bleiben die Daten von unabhängigen Stellen prüfbar. Korruption und Selbstbedienung durch Bürokraten und lokale Politiker wäre ein Riegel vorgeschoben.

Blockchain – Potenzial und Gefahr zugleich

Sicherheitskonzepte von Anfang an einplanen

Blockchain – Potenzial und Gefahr zugleich

28.04.17 - Wer heute das Buzzword Blockchain in einer Runde fallen lässt, hat sofort die volle Aufmerksamkeit. Doch was hat es mit dieser Technologie auf sich? Die einen ordnen Blockchain in die Kategorie „nur ein Hype“ ein. Andere sehen darin – wie auch schon mehrfach prophezeit – den Beginn eines neuen Finanzzeitalters. lesen

Revolutioniert Blockchain den Mittelstand?

Smart Contracts und mehr

Revolutioniert Blockchain den Mittelstand?

10.05.17 - Smart Contracts im Internet of Things oder Zahlvorgänge zwischen Gegenständen: Das sind nur zwei Beispiele, mit denen die Blockchain-Technologie den Mittelstand grundsätzlich verändern könnte. Wie weit die Blockchain-Revolution heute schon ist, das zeigt eine Umfrage von eco und YouGov. lesen

CxOs sehen Blockchain als Chance für neue Geschäftsmodelle

IBM-Studie und -Accelerator-Programm zu Blockchain

CxOs sehen Blockchain als Chance für neue Geschäftsmodelle

14.06.17 - Blockchain beschäftigt: In einer weltweite Studie des IBM Institute for Business Value gab ein Drittel der fast 3.000 befragten Top-Manager an, Blockchain in ihrem Unternehmen bereits zu nutzen oder dies in Betracht zu ziehen. Acht von zehn CxOs, die in Blockchain investieren, möchten finanztechnischen Veränderungen in ihrer Branche begegnen oder neue Geschäftsmodelle entwickeln. lesen

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Aktuelle Beiträge zu diesem Thema

Mit Innovation Labs zu neuen Ideen und deren Umsetzung

Wie Entwickler mit modernen Technologien arbeiten

Mit Innovation Labs zu neuen Ideen und deren Umsetzung

Die IT-Versuchslabore großer Unternehmen haben verschiedene Schwerpunkte und Namen, wie Innovation Labs, Digital Lab oder Kreativ-Lab. Aber sie haben alle denselben Zweck: Neue Technologien und neue Anwendungen erschaffen und testen, mit dem Ziel diese in die reguläre IT zu übernehmen. Auf dem Weg zur nächsten Innovation erproben und verwenden Entwickler neueste Technologien, wie zum Beispiel Container, Blockchain, Microservices oder OpenWhisk. lesen

Macht euch auf, am Rand zu leben!

Wird Edge Computing die Cloud ersetzen?

Macht euch auf, am Rand zu leben!

Wenn man in der Informationstechnologie arbeitet, weiß man, dass sich alles ständig verändert. Sobald die Mehrheit der Menschen mit einer Technologie vertraut ist, ist die nächste bereit, diese aus dem Weg zu räumen. Eine der jüngsten Innovationen ist Cloud Computing. Dropbox, Google Drive und Amazon Web Services laufen alle in der Cloud. Mit der Cloud werden Informationen nicht auf einem lokalen Computer, sondern auf gemeinsamen Servern gespeichert. Die Cloud wird inzwischen von Großunternehmen genauso akzeptiert, wie von Einzelanwendern. lesen

Cloud Computing in deutschen Unternehmen

Die Zeit für Experimente ist vorbei

Cloud Computing in deutschen Unternehmen

Für IT-Verantwortliche wird es immer wichtiger, mit der Cloud den Einsatz innovativer Technologien zu unterstützen. Cloud-Services für Machine Learning, Künstliche Intelligenz, Blockchain oder Serverless Computing sind heute mit wenigen Mausklicks abrufbar. Damit beschleunigt sich die Umsetzung neuer Geschäftsmodelle ebenso wie die Produktentwicklung. Warum ein organisationsweites Datenmanagement für den Cloud-Erfolg wichtig ist, zeigt der folgende Beitrag. lesen

The Future Code

Übergreifendes Event

The Future Code

Herausragende Innovatoren, Industriegrößen, Digitalisierungsexperten, Konzerne, Start-ups, Hochschulen und über 100 Medienmarken – die Vogel Communications Group und Next Industry feiern am 6./7. Juni 2019 die Zukunft der Industrie! Uns alle erwarten zwei Tage geballtes Know-how, Inspiration und an erster Stelle: Intensives Networking! lesen

Opentext mag es seriös

Enterprise Information Management

Opentext mag es seriös

In der vergangenen Woche hielt der kanadische Experte für Enterprise Information Management (EIM) Opentext seine „Enterprise World Europe“ in Wien ab. Über 1.200 Kunden, Partner und Manager aus 56 Ländern kamen, um zu erfahren, wie man das Öl der 4. Industriellen Revolution – die Daten – am schnellsten und sichersten findet. Dies ist angesichts der Vielzahl an Dokumenten strukturierter und unstrukturierter Art, die sich oft in entlegenen Winkeln des Unternehmens finden, eine große Herausforderung. lesen

Die wichtigsten Themen auf der Hannover Messe 2019

Hannover Messe 2019

Die wichtigsten Themen auf der Hannover Messe 2019

Vom 1. bis 5. April 2019 findet unter dem Leitthema „Industrial Intelligence“ die jährliche Hannover Messe statt. Die Kollegen von Industry of Things haben im Vorfeld der Veranstaltung die wichtigsten Themen rund um Industrie 4.0 zusammengetragen. lesen

Halbwissen beherrscht Diskussion um Digitalisierung

Studie von Accenture

Halbwissen beherrscht Diskussion um Digitalisierung

Accenture Strategy, Xing und Statista haben rund 5.000 Berufstätige im deutschsprachigen Raum zum Stand der Digitalisierung in der Arbeitswelt befragt. Das Ergebnis zeigt, dass sich die Arbeitnehmer gut vorbereitet fühlen, aber oft nur über Halbwissen zum Thema verfügen. lesen

Provider im Spannungsfeld zwischen Cloud und Edge

HSP Summit 2019

Provider im Spannungsfeld zwischen Cloud und Edge

Die komplexe Marktdynamik stellt Hosting & Service Provider (HSP) vor Herausforderungen und birgt zugleich vielfältige Chancen. Beidem widmet sich der HSP Summit 2019. Beim Gipfeltreffen werden außerdem die besten Provider ausgezeichnet. lesen

Wie Unternehmen den Einstieg in die Blockchain schaffen

Blockchain mit Extra

Wie Unternehmen den Einstieg in die Blockchain schaffen

Der Hype rund um Kryptowährungen hat die Blockchain berühmt gemacht. Doch nicht nur Bitcoin und Co. lassen sich mit dieser Technologie managen: Die Blockchain etabliert sich schrittweise und findet immer mehr Einsatzszenarien. Worauf müssen Unternehmen achten, wenn sie die Blockchain nutzen wollen? lesen

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 44742493 / Definitionen)