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.

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

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
  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

Die CEBIT 2018 verordnet sich Coolness

Rummel um die digital transformierte Geschäftswelt

Die CEBIT 2018 verordnet sich Coolness

Nicht minder experimentierfreudig und wandlungsfähig als die Macher der CEBIT 2018 gaben sich auch die Aussteller in Hannover. Neben neuen Geschäftsfeldern präsentierten die Anbieter in Hannover dabei vorläufige Prototypen und Machbarkeitsstudien. lesen

IBM Cloud wächst um 18 neue Verfügbarkeitszonen

Weitere Availability Zones in Europa, Asien und Nordamerika

IBM Cloud wächst um 18 neue Verfügbarkeitszonen

Das Public Cloud-Angebot der IBM wächst um weitere 18 Availability Zones in Europa, Asien und Nordamerika. Damit möchte der Konzern der steigenden Akzeptanz der Public Cloud in Unternehmen gerecht werden. lesen

Akamai und MUFG planen eigene Blockchain

Leistungsfähiges Bezahlnetzwerk für Micropayments und IoT

Akamai und MUFG planen eigene Blockchain

Akamai und MUFG wollen kommendes Jahr ein Blockchain-basierendes Onlinezahlungsnetzwerk veröffentlichen. Das soll Zahlungen in unter zwei Sekunden bestätigen und auf Millionen von Transaktionen pro Sekunde skalieren. lesen

Cloud-basierte ERP-Systeme bringen Digitalisierung voran

Oracle Netsuite: ERP aus der Cloud

Cloud-basierte ERP-Systeme bringen Digitalisierung voran

Die digitale Transformation hat erhebliche Auswirkungen auf Enterprise-Resource-Planning-Systeme. Denn mit ihrer Hilfe können Unternehmen ihre Entscheidungsfindung so verändern, dass sie ihre Geschäftsergebnisse bei der Umsetzung einer digitalen Strategie verbessern. Daher sollten es sich insbesondere kleinere und mittelständische Unternehmen zum Ziel setzen, ihre alten ERP-Systeme durch SaaS- und Cloud-fähige Lösungen ersetzen. Auf diesen Bedarf reagiert Oracle NetSuite jetzt mit neuen Niederlassungen in Deutschland. lesen

Welche Hype-Technologien Verbraucher wirklich wollen

KI am Arbeitsplatz gewinnt an Akzeptanz

Welche Hype-Technologien Verbraucher wirklich wollen

Die Zeiten, als Computernutzung noch ausschließlich dem Berufsleben vorbehalten war, sind längst vorbei. Auf Laptops, Tablets, Smartphones, mehr oder weniger nützliche Gadgets sowie digitale Dienste und Tools wollen die meisten Anwender auch im privaten Umfeld nicht mehr verzichten. lesen

Diese Einsatzszenarien bietet die Blockchain

Kommentar von Christoph Müller-Dott, Orange Business Services

Diese Einsatzszenarien bietet die Blockchain

Die Kryptowährung Bitcoin macht momentan fast täglich Schlagzeilen. Im Zuge dessen fällt zwangsläufig der Begriff „Blockchain“, der oftmals fälschlicherweise als Synonym verwendet wird. Doch Blockchain ist sehr viel mehr als nur Bitcoin – eine zukunftsträchtige Technik, die auch außerhalb von Kryptowährungen großes Potenzial hat. Sie kann in den verschiedensten Branchen immense Vorteile bringen – und das liegt an den Eigenschaften der Blockchain-Technik an sich. lesen

Wettbewerb - Cloud, KI und Blockchain sollen bei Katastrophen helfen

Eine gute Sache - die Initiative 'Call for Code'

Wettbewerb - Cloud, KI und Blockchain sollen bei Katastrophen helfen

„Call for Code“ ist ein internationaler Wettbewerb, der den Katastrophenschutz stärken soll. Die Initiative arbeitet mit dem Menschenrechtsbüro der Vereinten Nationen sowie dem amerikanischen Roten Kreuz zusammen. Insbesondere sollen Cloud-, Daten-, KI- und Blockchain-Technologien Helfer, Hilfsorganisationen und Gemeinden bei der Vorbeugung, Rettung, Versorgung und Nachsorge unterstützen. lesen

SAP stellt neue Cloud-Lösungen vor

Fertigung und Produktdesign

SAP stellt neue Cloud-Lösungen vor

Mit „SAP Cloud for Manufacturing“ und „SAP S/4HANA Cloud for Intelligent Product Design“ hat der Walldorfer Softwarehersteller neue Lösungen für moderne Industrie-4.0-Projekte vorgestellt. lesen

Oracle erweitert autonome Cloud

PaaS-Angebot mit Analytics, Integration und Visual Builder

Oracle erweitert autonome Cloud

Oracle ergänzt sein Angebot autonomer Cloud-Plattform-Services. Die jetzt präsentierten PaaS-Angebote umfassen Analytics, Anwendungsintegration und Prozessautomatisierung sowie die Entwicklung und Bereitstellung mobiler und webbasierter Anwendungen. lesen

copyright

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