Blockchain ist ein Kryptowährungssystem, bei dem eine Aufzeichnung von Transaktionen innerhalb einer verschlüsselten Datenbank über ein verbundenes Netzwerk geführt wird. Blockchain kann als eine Datenbank angesehen werden, in der jeder Teilnehmer eine replizierte Kopie der Informationen besitzt. Im täglichen Leben haben wir viel mit Datenbanken zu tun. Denken Sie zum Beispiel an Ihr Bankkonto, Ihre medizinischen Daten oder eine Übersicht über Ihre Vielfliegermeilen. Der Unterschied bei der Blockchain ist, dass es bei den genannten Beispielen nur eine Person gibt, die die volle Kontrolle über die Daten hat, was auch als zentralisierte Verwaltung bezeichnet wird. Bei der Blockchain hat jeder Teilnehmer eine exakte Kopie aller Daten, die innerhalb der Blockchain gespeichert sind. Jeder Teilnehmer kann Daten beitragen, aber alte Daten können nicht angepasst werden. Diese Funktion stellt sicher, dass nicht eine einzige Entität die Kontrolle über die Daten hat und macht die Blockchain dezentral.
Wie werden die Daten derzeit gespeichert?
Um erklären zu können, in welchen Bereichen Blockchain wirklich etwas bewirken kann, ist es wichtig, zunächst zu verstehen, wie die Welt derzeit mit Daten umgeht.
Im Moment werden Daten oft von einer oder mehreren Parteien gespeichert und verwaltet. Nehmen Sie zum Beispiel Ihr Bank- oder PayPal-Konto. Jeden Tag kommt Geld rein oder geht raus. Die gesamte Datenbank mit allen Überweisungen zur und von der Bank wird als „Ledger“ bezeichnet. Alle diese Beträge werden von der Institution, bei der Sie Ihr Konto haben, abgebucht oder gutgeschrieben.
Die Partei, auf die wir uns voll und ganz verlassen müssen, ist also die Bank oder ein anderer Zahlungsdienst.
Ein weiteres Beispiel, bei dem sofort klar wird, dass die derzeitige Art der Datenspeicherung manchmal zu kurz greift, sind Autoreparaturen. Während Sie davon ausgehen können, dass Ihre Bank nicht einfach 10.000 Euro von Ihrem Konto verschwinden lässt, können Sie beim Kauf eines Gebrauchtwagens nicht immer davon ausgehen, dass der angegebene Kilometerstand korrekt ist. Das sogenannte „Hauptbuch“ ist in diesem Fall das Wartungsheft des jeweiligen Autos.
Anwendungen der Blockchain
Wie in der Einleitung erwähnt, hat jeder Teilnehmer einer Blockchain Zugriff auf die gesamte Datenbank, auch „Ledger“ genannt. Jeder Teilnehmer kann auch neue Transaktionen in die Datenbank einfügen. Alte Daten können jedoch nicht verändert werden. Diese Informationen machen die Blockchain für alltägliche, reguläre Verträge geeignet. Ein paar Beispiele sind:
- Hypotheken
- Mietverträge
- Erbschaften
- Urheberrecht
- Dokumente, die beim Kauf oder Verkauf eines Hauses benötigt werden
Ein in der Blockchain aufgezeichneter Vertrag wird auch als Smart Contract bezeichnet. Im Moment erfordert zum Beispiel der Kauf eines Hauses viel Arbeit. Zahlreiche Verträge und Vereinbarungen müssen aufgesetzt und unterschrieben werden. In Zukunft wird dieser Prozess mit der Blockchain viel einfacher werden.
Neben Verträgen kann man die Blockchain-Technik auch in vielen anderen Bereichen einsetzen. Das offensichtlichste Beispiel ist natürlich Geld. Seit der Wirtschaftskrise 2008 sind viele Menschen misstrauischer gegenüber dem Finanzsystem geworden. Im Westen kann man das bereits feststellen, aber in anderen Teilen der Welt ist dieses Misstrauen gegenüber Finanzinstitutionen und Regierungen (man denke an die Hyperinflation in Venezuela) noch viel größer. Digitale Währungen auf der Blockchain werden von niemandem kontrolliert und können daher auch nicht von einer Institution gesteuert werden (abgesehen von Wechselkursschwankungen). In vielen Ländern können digitale Währungen daher eine gute Alternative zum traditionellen Geld werden.
Beide Beispiele von Blockchain-Sektoren können auf Vertrauen angewendet und zurückverfolgt werden. Überall dort, wo es um Vertrauen geht, kann die Blockchain zum Einsatz kommen. Das reicht von der Überprüfung der Inhaltsstoffe von Medikamenten bis hin zum Verbrauch von Energie.
Unterschiedliche Arten von Blockchain-Konsensprotokollen
Ein Blockchain-Konsensprotokoll ist die Art und Weise, wie eine bestimmte Blockchain funktioniert. Die für viele Menschen bekannteste Blockchain, die Bitcoin-Blockchain, arbeitet nach dem Proof-of-Work-Prinzip. Derzeit gibt es mehrere Blockchain-Konsensprotokolle:
- Proof of work (Bitcoin und Ethereum)
- Proof of stake (PIVX)
- Nachweis der Speicherung (Storj)
- Beweis der Bedeutung (NEM)
- Beweis der Anonymität des Einsatzes (Cloakcoin)
- Nachweis der Aktivität
- Brandnachweis
- Nachweis der Kapazität
- Nachweis des Kontrollpunktes
Im Folgenden werden wir die beiden am häufigsten verwendeten Protokolle näher erläutern: Proof of Work (POW) und Proof of Stake (POS).
Proof of Work (PoW)
Das „Proof of Work“-Protokoll lässt sich am besten erklären, wenn man sich eine Datenbank vorstellt, von der jeder Teilnehmer eine replizierte Kopie hat und zu der auch jeder Teilnehmer beitragen kann. Alle Daten oder Transaktionen, die ein Teilnehmer zur Datenbank hinzufügt, müssen auf ihre Richtigkeit überprüft werden. Ohne die Freigabe der Daten oder Transaktionen könnte die Blockchain nicht existieren, da die Datenbank nicht mehr korrekt wäre.
Die Überprüfung, ob eine Transaktion nicht im Widerspruch zur Datenbank steht, erfolgt durch einen Algorithmus. Jede Änderung an der Blockchain muss erneut validiert werden.
Wenn eine Transaktion durchgeführt wird, wird sie fast sofort im Blockchain-Netzwerk mitgeteilt. Die Transaktion landet zunächst in einem sogenannten „Mempool“, das ist eine Art Reservoir, in dem alle noch nicht verarbeiteten Transaktionen gespeichert werden. In der Regel werden die Transaktionen mit der höchsten Transaktionsgebühr als erstes in den nächsten Block aufgenommen. Dies wird als Bestätigung bezeichnet. Bei Transaktionen mit einer sehr geringen Gebühr kann es sehr lange dauern, bis sie in der Blockchain bestätigt werden. Bei Bitcoin kann nur eine begrenzte Anzahl von Transaktionen in jeden Block aufgenommen werden.
Ein Block wird durch die Berechnung eines mathematischen Puzzles, der sogenannten „Nonce“, erstellt. Dies wird von schnellen Computern erledigt, die in der Welt der Kryptowährungen „Miner“ genannt werden. Sobald ein Miner das mathematische Rätsel gelöst hat, werden die Transaktionen im Block zur Blockchain hinzugefügt. Dadurch wird die Transaktion endgültig und dauerhaft. Sie kann nie wieder geändert werden. Der Miner wird mit 12,5 Bitcoin und den „Gebühren“ belohnt, die mit jeder Transaktion in diesem Block verbunden sind.
Je mehr Personen oder Unternehmen sich zum Mining entschließen, desto schwieriger und damit energieintensiver wird es, die mathematische Berechnung zu lösen. Sie können Ihre Mining-Leistung für jeden Algorithmus berechnen, um zu sehen, wie profitabel es ist, zu minen. Die Anzahl der Minuten, die es dauert, einen neuen Block zu erzeugen, ist vorgegeben. Bei Bitcoin geschieht dies alle zehn Minuten. Je mehr Miner es gibt, desto höher ist der Schwierigkeitsgrad. Dadurch wird sichergestellt, dass die durchschnittliche Zeit, die für die Generierung eines neuen Blocks benötigt wird, bei mindestens zehn Minuten bleibt. Es funktioniert auch andersherum. Die Komplexität nimmt ab, wenn es weniger Miner gibt.
Aufgrund des energieintensiven Prozesses gerät das Protokoll zunehmend in die Kritik.
Proof of Stake (POS)
Beim „Proof of Stake“ wird keine Computerleistung zum Mining eines Blocks benötigt. Teilnehmer an einer „Proof of Stake“-Blockchain werden belohnt, wenn sie ihr Vermögen (Stake) in die Blockchain einbringen. Bei einer Proof of Stake-Münze müssen Sie Ihre Brieftasche so offen lassen, wie sie war, um eine Chance auf eine Belohnung zu haben.
Proof of Stake ist eine Art Lotterie. Je mehr Coins Sie haben, desto größer ist die Chance auf eine Belohnung. Sobald eine Transaktion stattfindet, wird eine Belohnung unter den Teilnehmern, die die Blockchain unterstützen, verlost. Angenommen, Sie haben 5% der gesamten Coins, dann haben Sie jedes Mal eine 5%ige Chance, die Belohnung zu bekommen.
Derzeit gibt es mehrere Varianten des Proof of Stake-Protokolls. Die am häufigsten verwendete Variante nach Proof of Stake heißt „Delegated Proof of Stake“ (DPOS). Bei Delegated Proof of Stake müssen Sie Ihren Computer nicht eingeschaltet lassen, Sie können also Ihr Portfolio offen lassen. Bei diesem Protokoll stimmen Sie für einen Delegierten. Dieser Delegierte verwendet Ihren Einsatz und den Einsatz anderer, um Proof of Stake-Belohnungen zu gewinnen. Diese Rewards werden dann anteilig an alle verteilt, die für den Delegierten gestimmt haben.
