Blockchain einfach erklärt

Blockchain einfach erklärt

Stell dir vor, du willst einem Freund unabhängig von einer Bank Geld überweisen. Dafür braucht ihr eine Technologie, die Transaktionen sicher ohne eine dritte Instanz durchführen kann. Das leistet die Blockchain! 

Wie der Name Blockchain (auf Deutsch Blockkette) schon vermuten lässt, besteht sie aus Blöcken, die chronologisch aneinandergehängt werden und so eine Kette bilden. Die Blöcke bestehen aus den Datensätzen einzelner Transaktionen, wie zum Beispiel von der Geldüberweisung an deinen Freund.

Die Blockchain wird nicht an einem Ort gespeichert, sondern auf den Rechnern von allen Teilnehmern des Systems. Damit funktioniert sie als dezentrale Datenbank, die sehr sicher ist.

Wie funktioniert eine Blockchain?

Schauen wir uns eine Transaktion anhand einer Krytowährung, wie zum Beispiel Bitcoin, genauer an.

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1. Person A schickt Geld an Person B.
    
2. Die Informationen über die Zahlungsanweisung, wie etwa der Betrag und der Empfänger, werden als Datensatz in einem Block verpackt. Durch die Verpackung bzw. Verschlüsselung können andere Teilnehmer die Daten nicht auslesen und die Überweisung bleibt anonym! Die Verschlüsselung ist ein einzigartiger Code, den du auch Hashwert nennst.
   Tipp: Der Hashwert in einer Blockchain funktioniert ähnlich wie ein einzigartiger Schlüssel für ein Schloss. Das Schloss ist dabei der dazugehörige Block.
    
3. Jeder, der beim Blockchain-System mitmacht, erhält eine Kopie des neuen Blocks.
    
4. Die Daten des neuen Blocks werden von allen Blockchain-Teilnehmern getestet und bestätigt.
    
5. Der neue Datenblock wird an die Blockchain angehängt. Daraufhin wird auch die Kopie aktualisiert, die alle Teilnehmer des Blockchain-Systems speichern.
    
6. Nur der Empfänger sowie der Sender haben den Schlüssel, um den Datensatz auszupacken. Deshalb kann Person B die Daten aus dem Block entschlüsseln und erhält das Geld.

Sicherheitsmaßnahmen bei Blockchains

Es ist schon fast unmöglich, die Blockchain zu manipulieren, weil sie dezentral gespeichert ist. Wenn eine Kopie fehlerhaft ist, kann sie einfach von den anderen Teilnehmern erkannt und aussortiert werden. Daher müsste eine Person, die die Daten ändern will, mehr als die Hälfte der Kopien kontrollieren.

Es gibt aber noch eine weitere Eigenschaft, die jede Blockchain noch sicherer vor Manipulation macht! In jedem neuen Block sind nicht nur die neuen Daten enthalten, sondern auch eine Kopie der gesamten Blockchain bis zum Zeitpunkt der Transaktion. Damit ist jeder Block so ähnlich wie eine Matrjoschka aufgebaut.

Einsatz von Blockchains

Die Idee einer Blockchain entstand durch die Entwicklung des Bitcoins. Der Genesis-Block dafür — also der erste Block — wurde im Jahr 2009 entwickelt. Der Grundgedanke des anonymen Entwicklers war, Zahlungsverkehr unabhängig von dritten Instanzen zu ermöglichen. Normalerweise fungiert mindestens eine Bank als Vermittler — diese wird für den Bitcoin nicht benötigt. Der ursprüngliche Einsatzzweck der Blockchains war also bei Kryptowährungen. 

Doch die Blockchain-Technologie kommt auch im Bereich der Smart Contracts, also der intelligenten Verträge, zum Einsatz. Sie benötigen keine dritte Partei mehr, wie etwa einen Notar, um sicher zu sein. Das macht sie flexibler und sie können erst mit einer bestimmten Bedingung gültig werden. Das Verfahren kommt bereits in der Lizenzvergabe von Software zum Einsatz.

Schauen wir uns ein Beispiel zu Smart Contracts an. Du kaufst die Lizenz für eine Bildbearbeitungssoftware. In dem Vertrag gibt es die Bedingung, dass die Lizenz erst bei Eingang des Geldes erteilt wird. Dadurch können sich beide Parteien sicher sein, dass die Erfüllung korrekt erfolgt. Wenn ein Vertragspartner seinen Teil der Abmachung nicht einhält, hat der andere nichts verloren.

Die Blockchain kann auch bei Wahlen eingesetzt werden, um die Stimmen unveränderlich abzuspeichern. Das schützt vor Wahlbetrug. Auch Lieferketten können von der Beständigkeit der Daten und der transparenten Dokumentation profitieren.

Trotz des steigenden Interesses für die Blockchain füllt die Technologie bisher eher Nischen. Grund dafür sind einige Nachteile, die wir uns im nächsten Kapitel anschauen.

Vor- und Nachteile

Ob sich der Einsatz einer Blockchain lohnt, hängt davon ab, ob die Vorteile oder die Nachteile überwiegen. Deshalb findest du hier die wichtigsten Vor- und Nachteile der Verwendung von Blockchain.

Das sind Vorteile der Blockchain:

✅ Es erfolgt eine genaue, langfristige Dokumentation jeder Interaktion. Das garantiert eine hohe Transparenz.

✅ Daten werden dezentral gespeichert. Das System kann nicht ausfallen, solange Teilnehmer Kopien gespeichert haben.

✅ Da jeder Block eine Kopie der gesamten Blockchain bis zu seinem Entstehungszeitpunkt enthält, ist Manipulation fast unmöglich. Blöcke können auch nachträglich kaum verändert werden.

✅ Es wird kein Dritter für Transaktionen benötigt, was für enorme Privatsphäre sorgt. Zusätzlich fallen die Kosten für die Kontrollinstanz weg und die Zeit für den Kommunikationsaufwand minimiert sich.

Die Blockchain hat aber auch große Nachteile:

❌ Der größte Nachteil ist wahrscheinlich der massive Speicheraufwand. Da die Blockchain mit jeder weiteren Transaktion für jeden Teilnehmer wächst, ist die Nutzung nur in begrenztem Ausmaß möglich.

❌ Die Geschwindigkeit der Transaktionen ist auch niedrig, da die Verifikation und Synchronisation zeitaufwändig sind.

❌ Durch den enormen Speicher- und Rechenaufwand wird auch sehr viel Energie verbraucht. Das ist nicht nur kostenintensiv, sondern schadet auch der Umwelt.

❌ Der Aufwand für das Change Management ist sehr hoch, da eine Blockchain kaum in bestehende IT Strukturen integriert werden kann und es nur wenige Experten in diesem Gebiet gibt.

Die Blockchain lohnt sich deshalb für Unternehmen, denen Sicherheit vor Hackerangriffen sowie die Unabhängigkeit einer dritten Partei wichtig sind. Die Implementierung kann eine große Herausforderung darstellen, doch die einzigartige Blockchain Technologie bietet auch viel Potenzial.

Digitalisierung

Die Blockchain ist nur ein Aspekt der Digitalisierung. Warum neue Technologien immer wichtiger werden und auf welche Herausforderungen du achten solltest, erfährst du hier.

Blockchain verstehen

Die Blockchain ist ein bekanntes Beispiel aus der digitalen Welt und gehört zu den Grundlagen moderner Informatik. Du ordnest in diesem Themenfeld Daten, Netzwerke und digitale Systeme ein. So erkennst du, wie Informationen gespeichert, geprüft und sicher weitergegeben werden. Weitere Videos dazu findest du in unserem Informatikbereich.