Eine Blockchain ist eine Kette von Datenblöcken. Sie lässt sich kontinuierlich erweitern, wobei die Blöcke (Datensätze) durch kryptografische Verfahren miteinander verbunden werden. Das macht die Blockchain sehr sicher.
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Wie entsteht eine Blockchain?
Vereinfacht gesagt werden Datensätze aneinander gekettet, indem sie einen Wert ihres Vorgängers aufnehmen. Dieser Wert ist im Falle der modernen Blockchains ein sogenannter Hash (Streuwert). Seine Berechnung erfolgt mit einem kryptografisch sicheren Verfahren. Zusätzlich enthält jeder neue Datensatz einen Zeitstempel und die Transaktionsdaten. Aus diesen Werten lässt sich entlang der gesamten Blockchain bis zum ersten Block verfolgen, ob die Verknüpfung immer korrekt erfolgt ist. Das ist das grundlegende Sicherheitskonzept aller Blockchains. Wichtig zu wissen: Die Blockchain ist nicht das einzige Konzept, mit dem sich sichere Datenbänke aufbauen lassen. Eine andere Variante ist die Directed-Acyclic-Graph-Technologie, die keine Kette, sondern ein Netz von Datensätzen darstellt. Die Kryptowährung IOTA basiert auf dieser Technologie. Darüber hinaus gibt es noch mehr kryptografische Möglichkeiten.
Wozu gibt es die Blockchain?
Diese Art der Datenhaltung ermöglicht es, ein System, eine Datenbank, eine Buchführung oder auch eine Kryptowährung dezentral aufzubauen und zu verwalten. Die Architektur unterscheidet sich grundsätzlich von der konventioneller Datenbänke, bei denen ein Administrator von einem “Kopf” aus ein verzweigtes System anlegt, in welchem neue Dateien untergebracht werden - nur mit Zustimmung des Administrators (Rechteinhabers). Das kennen wir alle von unserer Dateiverwaltung. Die Blockchain müssen wir uns nun so vorstellen, als könnten andere Menschen an unsere Dateien neue Dateien anhängen. So etwas kann nur sinnvoll sein, wenn viele Teilnehmer einer Community an einem Projekt arbeiten, also neue Datensätze in die Datenbank einstellen (neue Blöcke an die Kette hängen), die sich nicht einmal kennen. Es gibt eine Menge solcher Projekte beispielsweise als Kunst- oder Diamantendatenbank. Über die Ethereum Blockchain lassen sich sogar Smart Contracts abschließen. Teilnehmer, die sich nie gesehen und nie miteinander verhandelt haben, können einen sicheren Vertragsabschluss über den Verkauf bestimmter Werte in der Ethereum-Blockchain ablegen. Das ist wichtig, weil viele Menschen die Blockchain zunächst nur mit den Kryptowährungen assoziieren. Letztere müssen nicht zwingend - siehe oben (IOTA) - auf einer Blockchain basieren, andererseits ist die Technologie der Blockchain auch in ganz anderen Bereichen bedeutsam. Jedoch ist die Assoziation von Kryptowährung und Blockchain nicht ganz falsch, denn die Blockchain-Technik wurde erfunden, um eine Kryptowährung ins Leben zu rufen: den Bitcoin. Dessen seit 2009 existierende Blockchain ist die älteste (die “Mutter”) aller Blockchains.
Konsens in der Blockchain und Distributed-Ledger-Technologien
Wenn nun anonyme Teilnehmer gemeinsam, aber dezentral an einem Projekt arbeiten, muss es einen Konsens über die Spielregeln geben. Dieser stellt und beantwortet die Frage: Wie läuft unsere Buchführung richtig? So ein Konsens lässt sich durch Distributed-Ledger-Technologien erzielen. Mithilfe solcher Technologien wenden die vernetzten Computer bestimmte Algorithmen an, die zum Konsensus über die Abfolge der Transaktionen führen. Es gehört dazu, dass jede Transaktion Daten aktualisiert. Dabei kann es sich um den Kontostand in einer Bitcoinwallet, um die Fakten eines Smart Contracts und ebenso um die Herkunft von Kunstwerken oder Diamanten handeln. Auf diese Weise lassen sich technisch Daten im Internet verwalten, ohne sie an eine proprietäre Plattform und deren Betriebssystem (Windows, Linux, MacOS etc.) anzupassen. Es gibt verschiedene Distributed-Ledger-Technologien. Der größte Unterschied zwischen ihnen besteht hinsichtlich der Realisierung von Konsensusprotokollen. Das kann durch den PoW-Algorithmus (Proof of Work, “Nachweis der Arbeit”) geschehen, so funktionieren viele Kryptowährungen. Ebenso gibt es PoS-Algorithmen (Proof of Stake, Nachweis ökonomischer Interessen), Ethereums Casper, die Koordination durch einen Administrator wie in Raft und ebenso Wahlen wie bei Swirlds. Die Blockchain ist nun die bekannteste Distributed-Ledger-Technologie, häufig werden die beiden Begriffe synonym verwendet. Das ist aber nicht korrekt.
Hat eine Blockchain immer etwas mit einer Kryptowährung zu tun?
Das ist eine interessante Frage. Normalerweise ist es für die Anwendung der Blockchain-Technologie völlig unerheblich, worüber in der Blockchain Buch geführt wird. Es sind schon etliche Blockchains mit gänzlich anderer Zielrichtung als dem Schürfen einer Kryptowährung entstanden. Das prominenteste Beispiel hierfür ist Ethereum. Diese Blockchain wurde explizit für Smart Contracts entwickelt, die Kryptowährung Ether sollte nur ein Anhängsel sein. Sie wurde aber sehr erfolgreich. Dieses Beispiel machte nun Schule. In den Jahren seit etwa 2015 entstanden zahllose Blockchain-Projekte für alle möglichen Anwendungen, in sehr vielen Fällen hängte man dann eine Kryptowährung an. Diese soll vorgeblich das Projekt finanzieren, ist aber auch ganz eindeutig ein Spekulationsobjekt. Wahrscheinlich gibt es deshalb heute so viele Kryptowährungen (knapp 5.000, Stand April 2018).
Warum ist eine Blockchain so sicher?
Jede Transaktion baut auf einer früheren Transaktion auf. Sie ist mit dieser per Hash verknüpft. Wenn jemand den Hash hacken würde, was an sich sehr schwer sein dürfte, würde die gesamte Kette unterbrochen, die Blockchain würde nicht mehr funktionieren. Die Existenz oder der Inhalt von früheren Transaktionen lassen sich damit weder manipulieren noch löschen - andernfalls würde man alle späteren Transaktionen ab dem Lösch-/Manipulationsdatensatz ebenfalls beschädigen oder zerstören. Diese Sicherheit hat wohlgemerkt nichts mit der Sicherheit von Kryptobörsen zu tun, die Opfer von Hackerangriffen werden. Die Blockchain selbst ist sicher.
Welche Zukunft hat die Blockchain?
Diese Technologie wird uns erhalten bleiben, selbst wenn die Kryptowährungen untergingen (was theoretisch möglich, praktisch aber kaum vorstellbar ist). Blockchains sind für verschiedenste Anwendungen unglaublich wertvoll und werden auch in der Industrie genutzt (unter anderem von Automobilzulieferern). Ihre wichtigste Eigenschaft besteht in der Möglichkeit, dezentrale Datenbänke unabhängig von einem bestimmten Betriebssystem aufzubauen - das macht sie so wertvoll.