Die Blockchain Teil 1 von 3: Die technischen Grundlagen

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Innerhalb der nächsten 3 Blogbeiträgen beschäftigen wir uns mit dem Trendthema „Blockchain“ und welchen Einfluss diese auf Unternehmen haben wird. In diesem Teil erläutern wir die technischen Grundlagen.

Die Grundidee der Blockchain wurde 1991 von Stuart Haber und W. Scott Stornetta entwickelt. Im Jahr 2008 erschuf Satoshi Nakamoto mit der digitalen Währung Bitcoin, die erste auf der Blockchain-Technologie aufbauende Anwendung. Bitcoin war ein Resultat der Finanzkrise mit dem Ziel die Unabhängigkeit von Banken und anderen Finanzinstitutionen zu erlangen. Heute finden sich in der Welt diverse Anwendungsfälle, die über den Finanzsektor hinausgehen.

Bei der Blockchain handelt es sich verinfacht ausgedrückt, um einen Verbund dezentraler Datenbanken, die Daten in Form von Blöcken hintereinander als Kette abspeichern. Diese dezentralen Datenbanken sind auf Nodes, das heißt individuellen Computern, gespeichert, die über das Internet miteinander verbunden sind, wobei dieser Verbund in der Fachsprache als Peer-to-Peer Netzwerk bezeichnet wird.
Die Teilnehmer eines Peer-to-Peer Verbunds können direkt Informationen in Form von Transaktionen austauschen und die Blockchain kann die Integrität dieser gewährleisten, ohne die Notwendigkeit der Autorisierung einer dritten Instanz zu benötigen.

Blockchain_Dezentral_Zentral

Darstellung eines zentralisierten (links) und dezentralisierten (rechts) Netzwerks (Quelle: Eigene Darstellung)

Ermöglicht wird dies, indem jeder Block einen Verweis auf dem ihm vorangegangenen gültigen Block enthält. Die Daten, die zur Blockchain hinzugefügt werden, können danach nicht mehr gelöscht oder verändert werden. Bei nicht öffentlichen Blockchains sind die Daten nur für autorisierte Teilnehmer transparent.

Eine neue Transaktion zwischen zwei Parteien wird innerhalb des Blockchain Verbunds an alle Nodes verteilt, wobei jede einzelne Node die Transaktion in einem Block der eigenen Datenbank abspeichert. Zur Validierung der Transaktionen muss ein rechnerisches Rätsel, namentlich Proof- Of-Work (POW), gelöst werden, wobei eine Prüfsumme (Hash-Wert) mit einer bestimmten Anzahl an Nullbits (Ein Bit mit dem Wert 0, wobei die Anzahl vom Blockchain Netzwerk vorge- geben wird) aus einer zufälligen Zeichenkette (genannt Nonce) des Vorgänger-Blocks entstehen muss. Bei der bekannten Blockchain Anwendung Bitcoin, eine Kryptowährung, werden die Nodes für den Aufwand der Berechnung des Rätsels zur Validierung der Transaktionen mit Bitcoins entlohnt. Wenn eine Node mit viel Rechenleistung durch iteratives raten die Lösung gefunden hat, wird der fertige Block an alle Nodes verteilt. Die anderen Nodes können durch eine einfache Rückrechnung schnell verifizieren, ob der neue Block als neues Element der Kette akzeptiert werden kann.

hash

Jeder Block besitzt einen Verweis auf den vorangegangen Block (Quelle: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf)

Sollten Nodes unterschiedliche Versionen eines neuen Blocks erhalten, dann fügen diese den zuerst eingetroffenen Block der eigenen Datenbank (Blockchain) hinzu, speichern aber den zweiten Block zwischen. Bei der nächsten Transaktionsvalidierung wird dann die eigene Blockchain mit der längsten im Verbund-Netzwerk vorhandenen Blockchain synchronisiert und weiterverwendet.

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Sonstige Bildquellen: By Davidstankiewicz (Own work)

[CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons

2018-11-01T11:49:41+00:00Oktober 13th, 2017|Categories: Trends|Tags: |