Blockchain-Technologie verständlich erklärt

Was ist eine Blockchain und wofür kann diese Technologie genutzt werden?

 Blockchain-Technologie

Die Digitalisierung wird durch Zukunftstechnologien wie der künstlichen Intelligenz, dem Deep Learning, Big Data oder der Blockchain-Technologie vorangetrieben. Während Software-Roboter und intelligente, selbstlernende Systeme ein zunehmend größeres Interesse erlangen und vielen Nutzern ein Begriff sind, ist die Blockchain-Technologie oftmals ein Synonym für Kryptowährungen. Dabei sind Kryptowährungen nur eine Randerscheinung und die Technologie besitzt das Potenzial zur Revolution ganzer Industriezweige.

Was bedeutet Blockchain?

Die Blockchain ist eine vergleichsweise neue Technologie, die auf den ersten Blick eine Art digitales Register darstellt, das hochsicher ohne zentrale Instanz arbeitet. Dieses digitale Register erfüllt die gleichen Funktionen wie eine Datenbank und speichert einzelne Transaktionen ab. Digitale Datenbanksysteme gab es bereits vor der Einführung des Online-Bankings, sodass die Blockchain-Technologie im ersten Schritt nur wenig revolutionär wirkt.

Dieser Eindruck ist allerdings nicht korrekt, denn die Blockchain ermöglicht die Speicherung, Verarbeitung, Verwaltung und das Teilen von Daten in einer öffentlichen und einsehbaren Datenbank. Alle anfallenden Transaktionen in einem Netzwerk werden in Transaktionsblöcken gespeichert und durch eine Hash-Funktion verschlüsselt. Nach der Verschlüsselung wird dieser Block gespeichert und an den vorherigen gehangen. Bildlich gesprochen reihen sich die gespeicherten Blöcke in einer Kette aneinander, sodass sich eine Blockkette – im englischen Blockchain – bildet. 

Was ist eine Blockchain?

Die Grundidee der Blockchain lässt sich auf das Whitepaper des Bitcoins zurückführen. Dieses wurde von einem unbekannten IT-Experten unter dem Pseudonym „Satoshi Nakamoto“ veröffentlicht und beschreibt ein dezentrales System. Vor allem die Probleme beim Umgang mit monetären Werten – auch als Fiatgeld bezeichnet – waren der Anlass, um ein System zur Dezentralisierung des Zahlungsverkehrs zu entwickeln. Insbesondere Banken nutzen das von Kunden einbezahlte Geld, um neue Kredite zu vergeben. Durch dieses Prinzip steigt die Geldmenge im Markt, sodass eine Überbewertung einzelner Wirtschaftsgüter die Folge ist. Die Weltwirtschaftskrise aus dem Jahr 2008 verdeutlicht, welche Folgen eine Überbewertung von Immobilien und die Vergabe unsicherer Kredite nach sich ziehen. 

Das von Nakamoto vorgestellte digitale Register bezieht sich auf den Transfer-Prozess von Informationen und Werten. Durch einen dezentralen Ansatz soll die Kontrolle über diese Informationen von einzelnen Institutionen genommen werden und an eine Community oder ein Netzwerk von gleichgesinnten Stakeholdern weitergegeben werden. In einer Blockchain sind sämtliche Informationen öffentlich einsehbar und die Transaktionen nachvollziehbar.

Um einen Einblick in die Daten eines anderen Nutzers zu verhindern, werden sämtliche Konten einer Blockchain anonymisiert. Einzig die alphanumerische Adresse ermöglicht die Identifizierung eines Kontos. Um den Ansatz der Dezentralisierung gerecht zu werden, werden die gespeicherten Daten auch nicht zentral auf einem einzelnen Server gespeichert. Stattdessen agiert die Blockchain als dezentrales Register und wird weltweit auf zahlreichen Computern gespeichert. Diese sind über das Internet verbunden und verfügen jeweils über das komplette Kontenbuch.

Kryptocurrency Bitcoin

Aus diesem Ansatz resultiert einer der größten Vorteile der Technologie, denn eine Manipulation von Daten wird vergleichsweise unwahrscheinlich. Sollte ein Nutzer die gespeicherten Informationen verändern, können alle anderen Nutzer den Betrug erkennen. Durch einen Abgleich der verschiedenen Blockchain-Versionen können Betrüger innerhalb kürzester Zeit identifiziert und aus dem Netzwerk verbannt werden. Das Bitcoin-Whitepaper sieht in diesem Ansatz eine Möglichkeit, um die unerlaubte Verwendung des zur Verfügung gestellten Kapitals zu verhindern. Hierdurch wird dem Nutzer ein sehr hohes Maß an Sicherheit geboten. Insgesamt stellt die Blockchain-Technologie die Sicherheit, Transparenz, Anonymität und Dezentralisierung in den Fokus. 

Wie funktioniert eine Blockchain?

Die wohl bekannteste Blockchain ist die Bitcoin-Blockchain. Bei Bitcoin handelt es sich um eine Kryptowährung, also ein digitales Zahlungsmittel. Alle Transaktionen im Netzwerk werden mithilfe eines Proof-of-Work-Algorithmus in Blöcke gespeichert. Dieser übernimmt eine fundamentale Rolle innerhalb der Blockchain, denn neben der Speicherung der Blöcke werden auch alle Transaktionen verifiziert und neue Bitcoins geschaffen.

Der entsprechende Algorithmus befindet sich in einer Software, die von Computern im Bitcoin-Netzwerk genutzt werden kann. Mithilfe des Algorithmus werden einzelne Transaktionen im Netzwerk verschlüsselt und in einem Block gespeichert. Dieser Prozess wird auch als Mining bezeichnet.

Für das Mining wird sehr viel Rechenleistung benötigt, welche die Miner gegen eine Belohnung zur Verfügung stellen. Da jedoch nicht unendlich viele Transaktionen gleichzeitig stattfinden, stehen die Miner im Wettbewerb zueinander. Aus diesem Grund spielt die Rechenleistung sowie der entsprechende Strombedarf bei einer Blockchain mit einem Proof-of-Work-Algorithmus eine besonders große Rolle. Nach dem Abschluss des Blocks wird dieser in der Blockchain gespeichert und diese an die anderen Teilnehmer im Netzwerk verteilt. 

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Welche Vorteile und Nachteile zeichnen die Blockchain-Technologie aus?

Nachdem das Prinzip der Blockchain geklärt wurde, kann nun ein genauerer Blick auf die Vor- sowie Nachteile dieser Technologie geworfen werden:

Vorteile

  1. Grundsätzlich werden die gespeicherten Daten anonymisiert und verschlüsselt, was die Anwendung von Blockchain in vielen Bereichen, wie z. B. Lieferketten, Finanztransaktionen oder Industrie 4.0 Anwendungen attraktiv macht.
  2. Ein Zugriff auf die gespeicherten Daten ist nur bei der Verwendung der richtigen Schlüssel möglich.
  3. Wird eine Blockchain im Unternehmen verwendet, so können auch große Datenmengen gesammelt und im Anschluss analysiert werden.
  4. Durch die Involvierung verschiedener Nutzer lassen sich die erhobenen Daten besonders schnell und zuverlässig verifizieren.
  5. Da sämtliche Transaktionen eines Prozesses in einer Blockchain gespeichert werden, lassen sich diese auch im Anschluss nachvollziehen. Dieses Vorgehen erlaubt ein besonders hohes Maß an Transparenz, etwa im Rahmen der Fehleranalyse.
  6. Wird die Blockchain im Bereich des Zahlungsverkehrs verwendet, so kann diese zur Kostenreduktion beitragen.
  7. Auch das Reporting der Transaktionen lässt sich hierdurch optimieren.

Nachteile

Neben diesen Vorteilen birgt die Nutzung der Blockchain-Technologie jedoch auch einige Nachteile:

  1. Bisher wurde die Technologie noch nicht in der Breite adaptiert, sodass es derzeit nur wenige fertige Komplettlösungen gibt. Eine Implementierung erfordert entsprechend Aufwand und Expertenwissen, das derzeit rar ist.
  2. Auch ist die Transaktionsgeschwindigkeit dieser Technologie zum aktuellen Zeitpunkt sehr gering. Vor allem der Transaktionsstau der Bitcoin-Blockchain verdeutlichte in der Vergangenheit, dass die Währung nicht für den klassischen Zahlungsverkehr geeignet ist.
  3. Zudem gibt es Herausforderungen beim Speicherplatz, denn eine Blockchain wird durch neue Transaktionen kontinuierlich größer und bedarf mehr Speicherplatz. 

In welchen Bereichen kann eine Blockchain eingesetzt werden?

Im Laufe des letzten Jahres wurde die Blockchain durch die Kryptowährungen bekannt. Insbesondere Bitcoin erlebte einen regen Zuspruch und konnte eine enorme Wertsteigerung verzeichnen, die aber mittlerweile wieder stark relativiert wurde. Dementsprechend wird die Technologie im Bereich der Zahlungsmittel verwendet. Doch auch klassische Banken setzen auf die Technologie und integrieren diese in Zahlungssysteme. Hierdurch lassen sich die Kosten senken und die Transaktionen nachvollziehbar dokumentieren. Mit BigchainDB gibt es bereits eine skalierbare Blockchain-Datenbank, die einige der beschriebenen Nachteile ausgleichen kann. So kann die Blockchain pro Sekunde eine Million Schreibvorgänge verwalten und mehrere Petabytes an Daten speichern. Die Latenzzeit beläuft sich dabei auf weniger als eine Sekunde und die Datenintegrität orientiert sich an aktuellen Branchenstandards.

Die Blockchain kann generell als Antwort auf die sich wandelnden Kundenbedürfnisse in vielen Bereichen betrachtet werden. Immer mehr Nutzer möchten die persönlichen Daten in Eigenregie verwalten. Aus diesem Grund werden immer mehr dezentrale Strukturen entwickelt, welche die Daten in einem Netzwerk aus mehreren Rechnern speichert. Die Blockchain ergänzt diese Entwicklung mit weiteren Elementen und ermöglicht die dezentrale Steuerung kompletter Systeme. So verfügt die bekannte Cloud-Plattform Azure über eine integrierte Blockchain. Auch IBM legt einen Fokus auf die Entwicklung der Blockchain-Technologie und bietet mit Food Trust eine Möglichkeit zur Optimierung des Supply Chain Management in der Nahrungsbranche. 

Fazit

Die Blockchain-Technologie wurde vor allem durch die Kryptowährung Bitcoin bekannt. Die Technologie schickt sich an, den Umgang mit sensiblen Daten zu revolutionieren. Insbesondere Informationsflüsse lassen sich mithilfe der Technologie beschleunigen und sicherer als bisher gestalten. Eine Blockchain ermöglicht zudem eine Dezentralisierung ganzer Systeme und erlaubt den Nutzern eine anonyme Interaktion. Aktuell bestehende Probleme, etwa die schlechte Skalierbarkeit oder die schwierige Integration in die bestehende Systemlandschaft werden wohl zeitnah behoben, sodass die Technologie künftig mit zahlreichen Vorteilen überzeugen kann.

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