Blockchain-Technologie: Grundlagen, Anwendungen und Bedeutung

Funktionsweise der Blockchain-Technologie

Um eine Blockchain zu bilden werden drei Technologien benötigt. Dies sind zum einen
eine Private-Key-Kryptographie, ein dezentrales Netzwerk mit einem gemeinsam geteilten Ledger und eine Technologie zur Aufzeichnung der getätigten Transaktionen, Sicherung der Daten und der Wartung eben dieser.

Angenommen zwei Personen wollen Institutionen unabhängig eine finanzielle Transaktion über das Internet tätigen. Wenn sie dies mittels Blockchain-Technologie realisieren wollen, benötigt jeder der Transaktions-Teilnehmer einen sogenannten Private- und einen Public-Key. Mittels der Keys wird eine digitale Referenz gebildet, die die Sicherheit der Transaktion gewährleistet. Die Identität eines Transaktions-Teilnehmers wird durch den Besitz beider zuordenbarer Keys begründet. Des Weiteren werden die beiden Keys in Verbindung als digitale Signatur genutzt, die wiederum eine Kontrolle der Eigentumsverhältnisse zu lässt.

Um eine sichere finanzielle Transaktion zu gewährleisten, reicht es jedoch nicht aus die Eigentumsverhältnisse zu kontrollieren. Neben der Authentifizierung wird auch eine Autorisierung zur Durchführung von Transaktionen innerhalb dieses Systems benötigt. Hierzu wird ein dezentrales Netzwerk verwendet. Im Rahmen des dezentralen Netzwerkes werden einzelne Transaktionen beziehungsweise Änderungen innerhalb des beschriebenen Systems durch eine große Anzahl außenstehender Netzwerkknoten (am Netzwerk beteiligte Computer) validiert.

Möchte nun beispielsweise Transaktions-Teilnehmer A an B eine bestimmte Summe Bitcoins überweisen, macht Teilnehmer A eine entsprechende Bekanntmachung und verbindet seinen Private-Key mit dem Public Key von Teilnehmer B. Ein sogenannter Block, bestehend aus der digitalen Signatur der Teilnehmer, einer Zeitmarkierung und den relevanten Informationen wird dann an alle Netzwerk-Punkte zur Validierung gesendet.

Nachdem dieser Block durch die Netzwerkknoten validiert wurde, wird der Block mit bereits bestehenden, diesem Transaktions-System zugehörigen Blocks verbunden. Die Blocks sind in logischer Zeitabfolge geordnet und durch entsprechende Sicherungs-Mechanismen untereinander, permanent verbunden, sodass keine Änderung der Informationsinhalte vorgenommen werden kann. Die so miteinander verbundenen Blocks bilden eine sogenannte Blockchain. Mit der Validierung und dem Hinzufügen des neuen Blocks zu den bestehenden, ist die Transaktion abgeschlossen.

Funktionsweise der Krypto-Währungen

Krypto-Währungen (die bekannteste Krypto-Währung ist der Bitcoin) basieren ebenfalls auf der Blockchain-Technologie. Eine Chain besteht aus einem öffentlichen Ledger (eine Datei zur Aufzeichnung von relevanten Transaktions-Informationen), in der die Transaktionen der Krypto-Währung festgehalten werden. Die Validierung von Transaktionen erfolgt über ein dezentrales Netzwerk.

Die Blockchain ist eine dezentrale Datenbank. Um eine unabhängige Verifikation der zeitlichen Abfolge der Eigentumsverhältnisse der Währung gewährleisten zu können, verfügt jeder Knotenpunkt im Netzwerk über eine Kopie einer jeden Chain. Ungefähr sechs mal pro Stunde wird eine neue Gruppe akzeptierter Transaktionen, daher ein Block zu einer Chain hinzugefügt. Diese Information über die Änderung wird direkt an alle Netzwerkknoten gesendet.

Dies ermöglicht es der beispielsweise der Bitcoin-Software zu bestimmen, wann ein bestimmter Betrag an Bitcoin transferiert wurde. Hierdurch wird wiederum verhindert, dass ein Betrag an einem bestimmten Zeitpunkt mehrfach an unterschiedliche Empfänger versendet wird.

Bedeutung der Technologie für die digitale Transformation

Die Blockchain-Technologie hat eine sehr hohe Bedeutung für die digitale Transformation. Manche Experten setzen die Erfindung der Blockchain-Technologie mit der Erfindung des Internets gleich. Ihre möglichen Einsatzgebiete sind mannigfaltig.

Experten gehen davon aus, dass sich die Technologie in den nächsten drei bis fünf Jahren im Bereich der Cloud-Dienste durchsetzen wird. Heutzutage sind Cloud-Dienste noch zentralisiert. Ein Nutzer schenkt einem einzigen Anbieter großes Vertrauen, wenn dieser für die Speicherung seiner Daten verantwortlich ist. Mit dem Einzug der Blockchain-Technologie in diese Sparte kann die Sicherheit solcher Dienstleistungen erhöht werden und die Abhängigkeit von einer zentralen Datenspeicherung umgangen werden.

Des Weiteren kann die Blockchain-Technologie dazu verwendet werden, um die digitale Sicherheit zu erhöhen. Der jährliche weltweite Schaden durch Internet-Kriminalität wird auf circa achtzehn Milliarden Euro geschätzt. Das bedeutet, dass auf drei Euro die im Internet ausgegeben werden, circa ein Euro Betrügereien zum Opfer fällt. Vor allem im Bereich der digitalen Identität können mit der Blockchain-Technologie entscheidende Fortschritte gemacht werden.

Die Blockchain-Technologie kann auf die folgenden Identitäts-Anwendungen ausgeweitet werden: Personalausweise, E-Residency, Geburtsurkunden, Heiratsurkunden und Führerscheine. Erste Produkte zum Schutz der Konsumenten-Privatsphäre sind bereits erhältlich.

Ein weiteres großes Einsatzgebiet ist das der Smart Contracts. Hierbei kann es sich um jedwede Form eines Vertrages handeln, der sich in digitaler Form darstellen lässt. Des Weiteren kann die Technologie eingesetzt werden, um Wahlen vor Manipulationen zu schützen. Ferner kann die Technologie als dezentraler Notar verwendet werden.

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