Blockchain

Was ist Blockchain?

Blockchain scheint kompliziert zu sein, und das kann es definitiv auch sein, aber das Kernkonzept ist eigentlich ganz einfach. Eine Blockchain ist eine Art von Datenbank. Um Blockchain verstehen zu können, hilft es, zunächst zu verstehen, was eine Datenbank eigentlich ist.

Eine Datenbank ist eine Sammlung von Informationen, die elektronisch auf einem Computersystem gespeichert ist. Informationen oder Daten in Datenbanken sind typischerweise in Tabellenform strukturiert, um eine einfachere Suche und Filterung nach bestimmten Informationen zu ermöglichen. Was ist der Unterschied zwischen der Verwendung einer Tabellenkalkulation zum Speichern von Informationen und einer Datenbank?

Tabellenkalkulationen sind für eine Person oder eine kleine Gruppe von Personen gedacht, um begrenzte Mengen an Informationen zu speichern und darauf zuzugreifen. Im Gegensatz dazu ist eine Datenbank dafür ausgelegt, wesentlich größere Mengen an Informationen zu speichern, auf die eine beliebige Anzahl von Benutzern gleichzeitig schnell und einfach zugreifen, sie filtern und manipulieren kann.

Grosse Datenbanken erreichen dies, indem sie Daten auf Servern unterbringen, die aus leistungsstarken Computern bestehen. Diese Server können manchmal aus Hunderten oder Tausenden von Computern bestehen, um die nötige Rechenleistung und Speicherkapazität zu haben, damit viele Benutzer gleichzeitig auf die Datenbank zugreifen können. Während eine Tabellenkalkulation oder Datenbank für eine beliebige Anzahl von Personen zugänglich sein kann, ist sie oft im Besitz eines Unternehmens und wird von einer ernannten Person verwaltet, die die vollständige Kontrolle darüber hat, wie sie funktioniert und welche Daten sie enthält.

Wie unterscheidet sich also eine Blockchain von einer Datenbank?

Speicherstruktur

Ein wesentlicher Unterschied zwischen einer typischen Datenbank und einer Blockchain ist die Art und Weise, wie die Daten strukturiert sind. Eine Blockchain sammelt Informationen in Gruppen, die auch als Blöcke bezeichnet werden, die Sätze von Informationen enthalten. Blöcke haben bestimmte Speicherkapazitäten und werden, wenn sie gefüllt sind, an den zuvor gefüllten Block angehängt, wodurch eine Kette von Daten entsteht, die als «Blockchain» bezeichnet wird. Alle neuen Informationen, die auf den frisch hinzugefügten Block folgen, werden in einem neu gebildeten Block kompiliert, der dann ebenfalls der Kette hinzugefügt wird, sobald er gefüllt ist.

Eine Datenbank strukturiert ihre Daten in Tabellen, während eine Blockchain, wie der Name schon sagt, ihre Daten in Chunks (Blöcke) strukturiert, die miteinander verkettet sind. Das macht es so, dass alle Blockchains Datenbanken sind, aber nicht alle Datenbanken sind Blockchains. Dieses System macht auch inhärent eine irreversible Zeitlinie von Daten, wenn es in einer dezentralen Natur implementiert ist. Wenn ein Block gefüllt wird, ist er in Stein gemeißelt und wird ein Teil dieser Zeitlinie. Jeder Block in der Kette wird mit einem genauen Zeitstempel versehen, wenn er der Kette hinzugefügt wird.

Dezentralisierung

Um die Blockchain zu verstehen, ist es aufschlussreich, sie im Zusammenhang mit ihrer Implementierung durch Bitcoin zu betrachten. Wie eine Datenbank benötigt Bitcoin eine Sammlung von Computern, um seine Blockchain zu speichern. Für Bitcoin ist diese Blockchain nur eine spezielle Art von Datenbank, die jede Bitcoin-Transaktion speichert, die jemals gemacht wurde. Im Fall von Bitcoin, und im Gegensatz zu den meisten Datenbanken, sind diese Computer nicht alle unter einem Dach, und jeder Computer oder jede Gruppe von Computern wird von einer einzelnen Person oder einer Gruppe von Personen betrieben.

Stellen Sie sich vor, eine Firma besitzt einen Server, der aus 10.000 Computern mit einer Datenbank besteht, die alle Kontoinformationen ihrer Kunden enthält. Diese Firma hat ein Lager mit all diesen Computern unter einem Dach und hat die volle Kontrolle über jeden dieser Computer und alle darin enthaltenen Informationen. In ähnlicher Weise besteht Bitcoin aus tausenden von Computern, aber jeder Computer oder jede Gruppe von Computern, die die Blockchain enthalten, befindet sich an einem anderen geografischen Ort und sie werden alle von separaten Personen oder Gruppen von Personen betrieben. Diese Computer, aus denen das Bitcoin-Netzwerk besteht, werden Knoten genannt.

In diesem Modell wird die Bitcoin-Blockchain auf dezentrale Weise verwendet. Es gibt jedoch auch private, zentralisierte Blockchains, bei denen die Computer, aus denen sich das Netzwerk zusammensetzt, einer einzigen Person gehören und von ihr betrieben werden.

In einer Blockchain hat jeder Knoten eine vollständige Aufzeichnung der Daten, die auf der Blockchain seit ihrer Gründung gespeichert wurden. Für Bitcoin sind die Daten die gesamte Geschichte aller Bitcoin-Transaktionen. Wenn ein Knoten einen Fehler in seinen Daten hat, kann er die Tausenden von anderen Knoten als Referenzpunkt verwenden, um sich selbst zu korrigieren. Auf diese Weise kann kein einzelner Knoten innerhalb des Netzwerks die darin enthaltenen Informationen verändern. Aus diesem Grund ist die Geschichte der Transaktionen in jedem Block, aus denen die Bitcoin-Blockchain besteht, unumkehrbar.

Wenn ein Benutzer die Bitcoin-Transaktionshistorie manipuliert, können alle anderen Knoten miteinander verglichen werden und den Knoten mit den falschen Informationen leicht ausfindig machen. Dieses System hilft dabei, eine exakte und transparente Reihenfolge der Ereignisse festzulegen. Für Bitcoin ist diese Information eine Liste von Transaktionen, aber es ist auch möglich, dass eine Blockchain eine Vielzahl von Informationen wie juristische Verträge, staatliche Identifikationen oder den Produktbestand eines Unternehmens enthält.

Um die Funktionsweise des Systems oder die darin gespeicherten Informationen zu ändern, muss eine Mehrheit der Rechenleistung des dezentralen Netzwerks diesen Änderungen zustimmen. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Änderungen im Interesse der Mehrheit sind.

Transparenz

Aufgrund der dezentralen Natur der Bitcoin-Blockchain können alle Transaktionen transparent eingesehen werden, indem man entweder einen persönlichen Knoten hat oder indem man Blockchain-Explorer verwendet, die es jedem erlauben, Transaktionen live zu sehen. Jeder Knoten hat seine eigene Kopie der Kette, die aktualisiert wird, wenn neue Blöcke bestätigt und hinzugefügt werden. Das bedeutet, dass Sie Bitcoin überall verfolgen können, wenn Sie das wollen.

Zum Beispiel wurden in der Vergangenheit Börsen gehackt, wobei diejenigen, die Bitcoin auf der Börse hielten, alles verloren haben. Der Hacker mag zwar völlig anonym sein, aber die Bitcoins, die er erbeutet hat, lassen sich leicht zurückverfolgen. Wenn die Bitcoins, die bei einigen dieser Hacks gestohlen wurden, irgendwo bewegt oder ausgegeben würden, wäre das bekannt.

Ist Blockchain sicher?

Die Blockchain-Technologie trägt den Fragen nach Sicherheit und Vertrauen auf mehrere Arten Rechnung. Erstens werden neue Blöcke immer linear und chronologisch gespeichert. Das heißt, sie werden immer am «Ende» der Blockchain hinzugefügt. Wenn Sie einen Blick auf die Bitcoin-Blockchain werfen, werden Sie sehen, dass jeder Block eine Position auf der Kette hat, die «Höhe» genannt wird. Mit Stand vom November 2020 hatte die Blockhöhe bisher 656.197 Blöcke erreicht.

Nachdem ein Block am Ende der Blockchain hinzugefügt wurde, ist es sehr schwierig, zurück zu gehen und den Inhalt des Blocks zu ändern, es sei denn, die Mehrheit hat einen Konsens erreicht, dies zu tun. Das liegt daran, dass jeder Block seinen eigenen Hash-Code enthält, zusammen mit dem Hash-Code des Blocks vor ihm, sowie dem bereits erwähnten Zeitstempel. Hash-Codes werden durch eine mathematische Funktion erstellt, die digitale Informationen in eine Reihe von Zahlen und Buchstaben umwandelt. Wenn diese Informationen in irgendeiner Weise bearbeitet werden, ändert sich auch der Hash-Code.

Hier ist, warum das für die Sicherheit wichtig ist. Nehmen wir an, ein Hacker möchte die Blockchain verändern und Bitcoin von allen anderen stehlen. Wenn er seine eigene Kopie verändern würde, würde sie nicht mehr mit der Kopie aller anderen übereinstimmen. Wenn alle anderen ihre Kopien miteinander vergleichen, würden sie diese eine Kopie hervorstechen sehen und die Version des Hackers würde als illegitim verworfen werden.

Um mit einem solchen Hack erfolgreich zu sein, müsste der Hacker gleichzeitig 51% der Kopien der Blockchain kontrollieren und verändern, so dass seine neue Kopie die Mehrheitskopie und damit die vereinbarte Kette wird. Ein solcher Angriff würde auch eine immense Menge an Geld und Ressourcen erfordern, da sie alle Blöcke neu erstellen müssten, da sie nun unterschiedliche Zeitstempel und Hash-Codes hätten.

Aufgrund der Grösse des Bitcoin-Netzwerks und wie schnell es wächst, wären die Kosten für ein solches Kunststück wahrscheinlich unüberwindbar. Es wäre nicht nur extrem teuer, sondern wahrscheinlich auch erfolglos. So etwas zu tun, würde nicht unbemerkt bleiben, da die Mitglieder des Netzwerks solch drastische Änderungen an der Blockchain sehen würden. Die Netzwerkmitglieder würden sich dann zu einer neuen Version der Kette abspalten, die nicht betroffen ist.

Dies würde dazu führen, dass die angegriffene Version von Bitcoin im Wert sinkt, was den Angriff letztendlich sinnlos macht, da der böse Akteur die Kontrolle über einen wertlosen Vermögenswert hat. Das gleiche würde passieren, wenn der böse Akteur die neue Abspaltung von Bitcoin angreifen würde. Es ist so aufgebaut, dass die Teilnahme am Netzwerk weitaus mehr ökonomische Anreize bietet als ein Angriff auf das Netzwerk.

Bitcoin vs. Blockchain

Das Ziel von Blockchain ist es, dass digitale Informationen aufgezeichnet und verteilt, aber nicht bearbeitet werden können. Die Blockchain-Technologie wurde erstmals 1991 von Stuart Haber und W. Scott Stornetta skizziert, zwei Forschern, die ein System implementieren wollten, bei dem die Zeitstempel von Dokumenten nicht verfälscht werden können. Aber erst fast zwei Jahrzehnte später, mit dem Start von Bitcoin im Januar 2009, hatte die Blockchain ihre erste reale Anwendung.

Das Bitcoin-Protokoll ist auf einer Blockchain aufgebaut. In einem Forschungspapier, in dem die digitale Währung vorgestellt wurde, bezeichnete der pseudonyme Schöpfer von Bitcoin, Satoshi Nakamoto, sie als «ein neues elektronisches Geldsystem, das vollständig auf Peer-to-Peer-Basis arbeitet, ohne eine vertrauenswürdige dritte Partei».

Das Wichtigste hierbei ist, dass Bitcoin die Blockchain lediglich als Mittel zur transparenten Aufzeichnung eines Zahlungsbuchs verwendet, aber die Blockchain kann theoretisch zur unveränderlichen Aufzeichnung einer beliebigen Anzahl von Datenpunkten verwendet werden. Wie oben beschrieben, könnte dies in Form von Transaktionen, Stimmen bei einer Wahl, Produktinventaren, staatlichen Ausweisen, Urkunden für Häuser und vielem mehr geschehen.

Derzeit gibt es eine Vielzahl von Blockchain-basierten Projekten, die versuchen, Blockchain auf eine Art und Weise zu implementieren, die der Gesellschaft über die reine Aufzeichnung von Transaktionen hinaus hilft. Ein gutes Beispiel ist die Verwendung von Blockchain als Mittel zur Stimmabgabe bei demokratischen Wahlen. Die Natur der Unveränderlichkeit von Blockchain bedeutet, dass betrügerische Abstimmungen weitaus schwieriger zu bewerkstelligen wären.

Ein Wahlsystem könnte zum Beispiel so funktionieren, dass jeder Bürger eines Landes eine einzige Kryptowährung oder ein Token erhält. Jeder Kandidat würde dann eine bestimmte Wallet-Adresse erhalten, und die Wähler würden ihren Token oder Krypto an die Adresse des Kandidaten senden, für den sie stimmen möchten. Die transparente und nachvollziehbare Natur der Blockchain würde die Notwendigkeit der menschlichen Stimmenauszählung sowie die Fähigkeit schlechter Akteure, physische Stimmzettel zu manipulieren, eliminieren.

Wie wird die Blockchain verwendet?

Wie wir jetzt wissen, speichern die Blöcke auf der Bitcoin-Blockchain Daten über monetäre Transaktionen. Aber es stellt sich heraus, dass Blockchain auch eine zuverlässige Möglichkeit ist, Daten über andere Arten von Transaktionen zu speichern.

Einige Unternehmen, die Blockchain bereits integriert haben, sind Walmart, Pfizer, AIG, Siemens, Unilever und viele andere. IBM hat zum Beispiel die Food Trust Blockchain1 entwickelt, um den Weg von Lebensmitteln zu ihren Standorten zu verfolgen.

Warum dies tun? In der Lebensmittelindustrie gab es unzählige Ausbrüche von E. Coli, Salmonellen, Listerien sowie gefährliche Stoffe, die versehentlich in Lebensmittel eingebracht wurden. In der Vergangenheit hat es Wochen gedauert, um die Quelle dieser Ausbrüche oder die Ursache der Krankheit von dem, was die Menschen essen, zu finden.

Die Verwendung von Blockchain gibt Marken die Möglichkeit, den Weg eines Lebensmittelprodukts von seinem Ursprung über jeden Zwischenstopp bis hin zur Auslieferung zu verfolgen. Wenn sich herausstellt, dass ein Lebensmittel verunreinigt ist, kann es den ganzen Weg über jede Station bis zu seinem Ursprung zurückverfolgt werden. Darüber hinaus können diese Unternehmen nun auch alles andere sehen, mit dem es möglicherweise in Kontakt gekommen ist, wodurch das Problem viel früher erkannt werden kann, was möglicherweise Leben rettet. Dies ist ein Beispiel für Blockchains in der Praxis, aber es gibt viele andere Formen der Blockchain-Implementierung.

Banken und Finanzen

Vielleicht kann keine Branche mehr von der Integration von Blockchain in ihre Geschäftsabläufe profitieren als das Bankwesen. Finanzinstitute arbeiten nur während der Geschäftszeiten an fünf Tagen in der Woche. Das bedeutet, wenn Sie am Freitag um 18 Uhr einen Scheck einzahlen wollen, müssen Sie wahrscheinlich bis Montagmorgen warten, bis das Geld auf Ihrem Konto ist. Selbst wenn Sie Ihre Einzahlung während der Geschäftszeiten vornehmen, kann es aufgrund der schieren Menge an Transaktionen, die Banken abwickeln müssen, ein bis drei Tage dauern, bis die Transaktion verifiziert ist. Blockchain hingegen schläft nie.

Durch die Integration von Blockchain in Banken können Verbraucher ihre Transaktionen in nur 10 Minuten2 abgewickelt sehen – das ist im Grunde die Zeit, die benötigt wird, um einen Block zur Blockchain hinzuzufügen, unabhängig von Feiertagen oder der Tages- oder Wochenzeit. Mit Blockchain haben Banken auch die Möglichkeit, Gelder zwischen Institutionen schneller und sicherer auszutauschen. Im Aktienhandel zum Beispiel kann der Abwicklungs- und Clearingprozess bis zu drei Tage dauern (oder länger, wenn international gehandelt wird), was bedeutet, dass das Geld und die Aktien für diesen Zeitraum eingefroren sind.

Angesichts der Höhe der Summen, um die es geht, können selbst die wenigen Tage, die das Geld unterwegs ist, erhebliche Kosten und Risiken für Banken mit sich bringen. Die europäische Bank Santander und ihre Forschungspartner beziffern die potenziellen Einsparungen auf 15 bis 20 Milliarden US-Dollar pro Jahr.3 Capgemini, ein französisches Beratungsunternehmen, schätzt, dass Verbraucher durch Blockchain-basierte Anwendungen jährlich bis zu 16 Milliarden US-Dollar an Bank- und Versicherungsgebühren sparen könnten.

Währung

Blockchain bildet das Fundament für Kryptowährungen wie Bitcoin. Der U.S. Dollar wird von der Federal Reserve kontrolliert. Unter diesem zentralen Autoritätssystem sind die Daten und die Währung eines Benutzers technisch gesehen der Willkür seiner Bank oder Regierung ausgeliefert. Wenn die Bank eines Benutzers gehackt wird, sind die privaten Informationen des Kunden in Gefahr. Wenn die Bank des Kunden zusammenbricht oder er in einem Land mit einer instabilen Regierung lebt, kann der Wert seiner Währung in Gefahr sein. Im Jahr 2008 wurden einige der Banken, denen das Geld ausging, teilweise mit Steuergeldern gerettet. Das sind die Sorgen, aus denen heraus Bitcoin zuerst erdacht und entwickelt wurde.

Indem die Blockchain ihre Operationen über ein Netzwerk von Computern verteilt, ermöglicht sie es Bitcoin und anderen Kryptowährungen, ohne eine zentrale Autorität zu funktionieren. Dies reduziert nicht nur das Risiko, sondern eliminiert auch viele der Verarbeitungs- und Transaktionsgebühren. Es kann auch denjenigen in Ländern mit instabilen Währungen oder Finanzinfrastrukturen eine stabilere Währung mit mehr Anwendungen und einem größeren Netzwerk von Einzelpersonen und Institutionen geben, mit denen sie Geschäfte machen können, sowohl im Inland als auch international.

Die Verwendung von Kryptowährungs-Wallets für Sparkonten oder als Zahlungsmittel ist besonders tiefgreifend für diejenigen, die keine staatliche Identifikation haben. Einige Länder sind möglicherweise von Kriegen zerrissen oder haben Regierungen, denen es an einer echten Infrastruktur zur Identifizierung fehlt. Die Bürger solcher Länder haben möglicherweise keinen Zugang zu Spar- oder Maklerkonten und daher keine Möglichkeit, Vermögen sicher zu speichern.

Gesundheitswesen

Gesundheitsdienstleister können die Blockchain nutzen, um die medizinischen Daten ihrer Patienten sicher zu speichern. Wenn eine Krankenakte erstellt und signiert wird, kann sie in die Blockchain geschrieben werden, was den Patienten den Beweis und das Vertrauen gibt, dass die Akte nicht verändert werden kann. Diese persönlichen Gesundheitsdatensätze könnten mit einem privaten Schlüssel verschlüsselt und auf der Blockchain gespeichert werden, so dass sie nur für bestimmte Personen zugänglich sind, wodurch die Privatsphäre gewährleistet wird.

Aufzeichnungen über Eigentum

Wenn Sie jemals Zeit in Ihrem örtlichen Grundbuchamt verbracht haben, wissen Sie, dass der Prozess der Aufzeichnung von Eigentumsrechten sowohl mühsam als auch ineffizient ist. Heutzutage muss eine physische Urkunde einem Regierungsangestellten im örtlichen Aufzeichnungsbüro übergeben werden, wo sie manuell in die zentrale Datenbank und den öffentlichen Index des Bezirks eingetragen wird. Im Falle eines Grundstücksstreits müssen die Ansprüche auf das Grundstück mit dem öffentlichen Index abgeglichen werden.

Dieser Prozess ist nicht nur kostspielig und zeitaufwendig – er ist auch mit menschlichen Fehlern behaftet, wobei jede Ungenauigkeit die Verfolgung der Eigentumsverhältnisse weniger effizient macht. Blockchain hat das Potenzial, das Scannen von Dokumenten und das Aufspüren von physischen Akten in einem lokalen Erfassungsbüro überflüssig zu machen. Wenn die Eigentumsverhältnisse auf der Blockchain gespeichert und verifiziert sind, können Eigentümer darauf vertrauen, dass ihre Urkunde korrekt und dauerhaft aufgezeichnet ist.

In Ländern, in denen Krieg herrscht, oder in Gebieten, in denen es wenig bis gar keine staatliche oder finanzielle Infrastruktur gibt, und schon gar nicht ein «Registrierbüro», kann es fast unmöglich sein, das Eigentum an einer Immobilie nachzuweisen. Wenn eine Gruppe von Menschen, die in einem solchen Gebiet lebt, in der Lage ist, die Blockchain zu nutzen, könnten transparente und klare Zeitabläufe für den Besitz von Eigentum festgelegt werden.

Smart Contracts

Ein Smart Contract ist ein Computercode, der in die Blockchain eingebaut werden kann, um eine Vertragsvereinbarung zu erleichtern, zu verifizieren oder auszuhandeln. Smart Contracts arbeiten unter einer Reihe von Bedingungen, denen die Benutzer zustimmen. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, werden die Bedingungen der Vereinbarung automatisch ausgeführt.

Nehmen wir an, ein potenzieller Mieter möchte mithilfe eines Smart Contracts eine Wohnung mieten. Der Vermieter erklärt sich bereit, dem Mieter den Türcode für die Wohnung zu geben, sobald der Mieter die Kaution bezahlt hat. Sowohl der Mieter als auch der Vermieter würden ihren jeweiligen Teil des Deals an den Smart Contract senden, der den Türcode aufbewahrt und am Tag des Mietbeginns automatisch gegen die Kaution austauscht. Wenn der Vermieter den Türcode nicht bis zum Datum des Mietvertrags liefert, erstattet der intelligente Vertrag die Kaution zurück. Dies würde die Gebühren und Prozesse eliminieren, die normalerweise mit der Inanspruchnahme eines Notars, eines Drittvermittlers oder eines Rechtsanwalts verbunden sind.

Lieferketten

Wie im Beispiel von IBM Food Trust können Lieferanten die Blockchain nutzen, um die Herkunft der eingekauften Materialien aufzuzeichnen. Dies würde es den Unternehmen ermöglichen, die Echtheit ihrer Produkte zu überprüfen, zusammen mit so gängigen Labels wie «Bio», «Lokal» und «Fair Trade».

Wie Forbes berichtet, setzt die Lebensmittelindustrie zunehmend auf den Einsatz von Blockchain, um den Weg und die Sicherheit von Lebensmitteln auf dem Weg vom Bauernhof zum Verbraucher zu verfolgen.

Wahlen

Wie bereits erwähnt, könnte Blockchain genutzt werden, um ein modernes Wahlsystem zu ermöglichen. Die Stimmabgabe mit Blockchain birgt das Potenzial, Wahlbetrug auszuschließen und die Wahlbeteiligung zu erhöhen, wie bei den Zwischenwahlen im November 2018 in West Virginia getestet wurde.Die Verwendung von Blockchain auf diese Weise würde es nahezu unmöglich machen, Stimmen zu fälschen. Das Blockchain-Protokoll würde auch die Transparenz im Wahlprozess aufrechterhalten, indem es den Personalaufwand für die Durchführung einer Wahl reduziert und den Beamten nahezu sofortige Ergebnisse liefert. Dies würde die Notwendigkeit für Nachzählungen oder jede echte Sorge, dass Betrug die Wahl bedrohen könnte, beseitigen.

Vorteile von Blockchain

Genauigkeit der Kette

Transaktionen im Blockchain-Netzwerk werden von einem Netzwerk aus Tausenden von Computern genehmigt. Dadurch entfällt fast die gesamte menschliche Beteiligung am Verifizierungsprozess, was zu weniger menschlichen Fehlern und einer genauen Aufzeichnung von Informationen führt. Selbst wenn ein Computer im Netzwerk einen Rechenfehler machen würde, würde der Fehler nur in einer Kopie der Blockchain gemacht werden. Damit sich dieser Fehler auf den Rest der Blockchain ausbreitet, müsste er von mindestens 51% der Computer des Netzwerks gemacht werden – eine nahezu unmögliche Situation für ein großes und wachsendes Netzwerk von der Größe von Bitcoin.

Kostenreduzierung

Normalerweise bezahlen Verbraucher eine Bank, um eine Transaktion zu verifizieren, einen Notar, um ein Dokument zu unterschreiben, oder einen Pfarrer, um eine Hochzeit durchzuführen. Blockchain eliminiert die Notwendigkeit der Verifizierung durch Dritte und damit auch die damit verbundenen Kosten. Geschäftsinhabern entsteht eine kleine Gebühr, wenn sie beispielsweise Zahlungen mit Kreditkarten akzeptieren, weil Banken und Zahlungsabwicklungsunternehmen diese Transaktionen bearbeiten müssen. Bitcoin hingegen hat keine zentrale Instanz und die Transaktionsgebühren sind begrenzt.

Dezentralisierung

Die Blockchain speichert keine ihrer Informationen an einem zentralen Ort. Stattdessen wird die Blockchain kopiert und über ein Netzwerk von Computern verteilt. Jedes Mal, wenn ein neuer Block zur Blockchain hinzugefügt wird, aktualisiert jeder Computer im Netzwerk seine Blockchain, um die Änderung wiederzugeben. Dadurch, dass die Informationen über ein Netzwerk verteilt werden, anstatt sie in einer zentralen Datenbank zu speichern, wird es schwieriger, die Blockchain zu manipulieren. Wenn eine Kopie der Blockchain in die Hände eines Hackers fallen würde, wäre nur eine einzelne Kopie der Informationen und nicht das gesamte Netzwerk gefährdet.

Effiziente Transaktionen

Transaktionen, die über eine zentrale Behörde abgewickelt werden, können bis zu ein paar Tage dauern. Wenn Sie z. B. am Freitagabend einen Scheck einreichen, kann es sein, dass Sie den Betrag erst am Montagmorgen auf Ihrem Konto sehen. Während Finanzinstitute während der Geschäftszeiten an fünf Tagen in der Woche arbeiten, ist Blockchain 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche und 365 Tage im Jahr im Einsatz. Transaktionen können in nur zehn Minuten abgeschlossen werden und gelten bereits nach wenigen Stunden als sicher. Dies ist besonders nützlich für grenzüberschreitende Geschäfte, die normalerweise aufgrund von Zeitzonenproblemen und der Tatsache, dass alle Parteien die Zahlungsabwicklung bestätigen müssen, viel länger dauern.

Private Transaktionen

Viele Blockchain-Netzwerke arbeiten als öffentliche Datenbanken, was bedeutet, dass jeder, der eine Internetverbindung hat, eine Liste der Transaktionshistorie des Netzwerks einsehen kann. Obwohl Benutzer auf Details über Transaktionen zugreifen können, haben sie keinen Zugriff auf identifizierende Informationen über die Benutzer, die diese Transaktionen durchführen. Es ist ein weit verbreiteter Irrglaube, dass Blockchain-Netzwerke wie Bitcoin anonym sind, während sie in Wirklichkeit nur vertraulich sind.

Das heisst, wenn ein Benutzer öffentliche Transaktionen durchführt, wird sein einzigartiger Code, der sogenannte öffentliche Schlüssel, auf der Blockchain aufgezeichnet, und nicht seine persönlichen Informationen. Wenn eine Person einen Bitcoin-Kauf an einer Börse getätigt hat, die eine Identifizierung erfordert, dann ist die Identität der Person immer noch mit ihrer Blockchain-Adresse verknüpft, aber eine Transaktion, selbst wenn sie mit dem Namen einer Person verknüpft ist, gibt keine persönlichen Informationen preis.

Sichere Transaktionen

Sobald eine Transaktion aufgezeichnet wurde, muss ihre Authentizität durch das Blockchain-Netzwerk überprüft werden. Tausende von Computern auf der Blockchain eilen herbei, um zu bestätigen, dass die Details des Kaufs korrekt sind. Nachdem ein Computer die Transaktion validiert hat, wird sie dem Blockchain-Block hinzugefügt. Jeder Block auf der Blockchain enthält seinen eigenen eindeutigen Hash, zusammen mit dem eindeutigen Hash des Blocks vor ihm. Wenn die Informationen in einem Block in irgendeiner Weise bearbeitet werden, ändert sich der Hashcode dieses Blocks – der Hashcode des nachfolgenden Blocks jedoch nicht. Diese Diskrepanz macht es extrem schwierig, dass Informationen auf der Blockchain ohne Vorankündigung geändert werden können.

Transparenz

Die meisten Blockchains sind vollständig Open-Source-Software. Das bedeutet, dass jeder und jede den Code einsehen kann. Dies gibt Wirtschaftsprüfern die Möglichkeit, Kryptowährungen wie Bitcoin auf ihre Sicherheit zu überprüfen. Das bedeutet auch, dass es keine wirkliche Autorität darüber gibt, wer den Code von Bitcoin kontrolliert oder wie er bearbeitet wird. Aus diesem Grund kann jeder Änderungen oder Upgrades für das System vorschlagen. Wenn eine Mehrheit der Netzwerknutzer zustimmt, dass die neue Version des Codes mit dem Upgrade solide und sinnvoll ist, dann kann Bitcoin aktualisiert werden.

Banking für die Bedürftigen

Die vielleicht tiefgreifendste Facette von Blockchain und Bitcoin ist die Möglichkeit für jeden, unabhängig von Ethnie, Geschlecht oder kulturellem Hintergrund, sie zu nutzen. Laut der Weltbank gibt es fast 2 Milliarden Erwachsene, die keine Bankkonten oder irgendeine Möglichkeit haben, ihr Geld oder Vermögen aufzubewahren.5 Fast alle diese Menschen leben in Entwicklungsländern, in denen die Wirtschaft noch in den Kinderschuhen steckt und komplett auf Bargeld angewiesen ist.

Diese Menschen verdienen oft wenig Geld, das in physischem Bargeld ausgezahlt wird. Sie müssen dieses physische Bargeld dann an versteckten Orten in ihren Häusern oder Wohnorten aufbewahren, wodurch sie Raubüberfällen oder unnötiger Gewalt ausgesetzt sind. Die Schlüssel zu einer Bitcoin-Brieftasche können auf einem Stück Papier, einem billigen Handy oder sogar auswendig gelernt werden, falls nötig. Für die meisten Menschen sind diese Optionen wahrscheinlich leichter zu verstecken als ein kleiner Haufen Bargeld unter einer Matratze.

Blockchains der Zukunft suchen auch nach Lösungen, um nicht nur eine Recheneinheit für die Vermögensspeicherung zu sein, sondern auch um medizinische Aufzeichnungen, Eigentumsrechte und eine Vielzahl von anderen rechtlichen Verträgen zu speichern.

Nachteile der Blockchain

Während die Blockchain erhebliche Vorteile bietet, gibt es auch erhebliche Herausforderungen für ihre Einführung. Die Hindernisse für die Anwendung der Blockchain-Technologie sind heute nicht nur technischer Natur. Die wirklichen Herausforderungen sind zum größten Teil politischer und regulatorischer Natur, ganz zu schweigen von den Tausenden von Stunden (sprich: Geld), die für das Design kundenspezifischer Software und die Backend-Programmierung erforderlich sind, um die Blockchain in aktuelle Geschäftsnetzwerke zu integrieren. Hier sind einige der Herausforderungen, die einer breiten Akzeptanz von Blockchain im Wege stehen.

Kosten der Technologie

Obwohl Blockchain den Nutzern Geld bei den Transaktionsgebühren sparen kann, ist die Technologie bei weitem nicht kostenlos. Das «Proof of Work»-System, das Bitcoin zur Validierung von Transaktionen verwendet, verbraucht zum Beispiel große Mengen an Rechenleistung. In der realen Welt entspricht der Stromverbrauch der Millionen von Computern im Bitcoin-Netzwerk in etwa dem, was Dänemark jährlich verbraucht. Geht man von Stromkosten in Höhe von $0,03~$0,05 pro Kilowattstunde aus, belaufen sich die Mining-Kosten exklusive der Hardwarekosten auf etwa $5.000~$7.000 pro Coin.10

Trotz der Kosten für das Mining von Bitcoin treiben die Nutzer ihre Stromrechnungen weiter in die Höhe, um Transaktionen auf der Blockchain zu validieren. Das liegt daran, dass die Miner, wenn sie einen Block zur Bitcoin-Blockchain hinzufügen, mit genügend Bitcoin belohnt werden, damit sich ihre Zeit und Energie lohnt. Bei Blockchains, die keine Kryptowährung verwenden, müssen die Miner jedoch bezahlt oder anderweitig incentiviert werden, um Transaktionen zu validieren.

Einige Lösungen für diese Probleme beginnen zu entstehen. So wurden zum Beispiel Bitcoin-Mining-Farmen eingerichtet, die Solarenergie, überschüssiges Erdgas aus Fracking-Anlagen oder Strom aus Windparks nutzen.

Ineffizienz der Geschwindigkeit

Bitcoin ist eine perfekte Fallstudie für die möglichen Ineffizienzen der Blockchain. Das «Proof of Work»-System von Bitcoin benötigt etwa zehn Minuten, um einen neuen Block zur Blockchain hinzuzufügen. Bei dieser Geschwindigkeit kann das Blockchain-Netzwerk schätzungsweise nur etwa sieben Transaktionen pro Sekunde (TPS) bewältigen. Obwohl andere Kryptowährungen wie Ethereum besser abschneiden als Bitcoin, sind sie immer noch durch die Blockchain begrenzt. Die alteingesessene Marke Visa kann zum Beispiel 24.000 TPS verarbeiten.

Lösungen für dieses Problem sind seit Jahren in der Entwicklung. Derzeit gibt es Blockchains, die mit über 30.000 Transaktionen pro Sekunde prahlen.

Illegale Aktivitäten

Während die Vertraulichkeit im Blockchain-Netzwerk die Benutzer vor Hacks schützt und die Privatsphäre bewahrt, ermöglicht sie auch illegalen Handel und Aktivitäten im Blockchain-Netzwerk. Das am häufigsten zitierte Beispiel für den Einsatz von Blockchain für illegale Transaktionen ist wahrscheinlich die Silk Road, ein Online-Drogenmarktplatz im «Dark Web», der von Februar 2011 bis Oktober 2013 betrieben wurde, als er vom FBI geschlossen wurde.6

Die Website ermöglichte es Nutzern, mit dem Tor-Browser auf der Website zu surfen, ohne verfolgt zu werden, und illegale Käufe in Bitcoin oder anderen Kryptowährungen zu tätigen. Die aktuellen U.S.-Vorschriften verlangen von Finanzdienstleistern, dass sie Informationen über ihre Kunden einholen, wenn diese ein Konto eröffnen, die Identität jedes Kunden überprüfen und bestätigen, dass die Kunden nicht auf einer Liste bekannter oder verdächtiger terroristischer Organisationen stehen. Dieses System kann sowohl als Pro als auch als Contra gesehen werden. Es gibt jedem Zugang zu Finanzkonten, ermöglicht aber auch Kriminellen, leichter Transaktionen durchzuführen. Viele haben argumentiert, dass die guten Verwendungszwecke von Kryptowährungen, wie z. B. Bankgeschäfte für die Welt ohne Banken, die schlechten Verwendungszwecke von Kryptowährungen überwiegen, insbesondere wenn die meisten illegalen Aktivitäten immer noch durch nicht zurückverfolgbares Bargeld durchgeführt werden.

Regulierung

Viele im Krypto-Raum haben Bedenken über die staatliche Regulierung von Kryptowährungen geäußert. Während es immer schwieriger und fast unmöglich wird, etwas wie Bitcoin zu beenden, da sein dezentrales Netzwerk wächst, könnten Regierungen es theoretisch illegal machen, Kryptowährungen zu besitzen oder an ihren Netzwerken teilzunehmen.

Mit der Zeit ist diese Sorge kleiner geworden, da große Unternehmen wie PayPal beginnen, den Besitz und die Verwendung von Kryptowährungen auf ihrer Plattform zu erlauben.

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