Blockchain einfach erklärt – Definition und Funktionsweise

Die Blockchain hat das Potenzial unser Leben und Geschäftsmodelle in einer Dimension zu verändern, wie es zuletzt die Erfindung des Internets getan hat. Neben Kryptowährungen, NFT und der Tokenisierung existieren unterschiedliche Anwendungsfelder in nahezu allen Bereichen unseres Lebens. In diesem Artikel stellen wir Ihnen die Blockchain mit Ihren Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten vor.

Was ist Blockchain?

Allgemein ist wichtig zu verstehen, dass es nicht “die eine Blockchain” gibt. Eine Blockchain kann mit unterschiedlichen Eigenschaften für die verschiedensten Anwendungsfelder existieren. Die Blockchain lässt sich als digitales Register für Datensätze, Transaktionen und andere Informationen beschreiben, das gemeinschaftlich und ohne einen zentralen Standort geführt und verwaltet wird. Alle Einträge werden in Blöcke gruppiert, miteinander verknüpft und die resultierende gesamte Blockkette (Blockchain) auf mehreren verschiedenen Rechnern gespeichert. Da jeder Netzwerkteilnehmer die Möglichkeit hat, dieses kollektive Register eigenständig zu überprüfen, funktioniert die gesamte Technologie ohne Kontrollinstanzen. Folglich ist es nicht notwendig, dass zwischen einzelnen Parteien ein Vertrauensverhältnis besteht, da benötigtes Vertrauen ganz allein durch die Technologie erzeugt wird. 

Dieses funktioniert mittels komplizierter Prüfmechanismen unter Verwendung der Kryptografie. Jeder einzelne Datensatz wird mit einem Zeitabdruck versehen, der eine chronologische Nachvollziehbarkeit ermöglicht. Der daraus resultierende chronologische Verlauf wird regelmäßig auf der Hardware der einzelnen Teilnehmer gespeichert, sodass jede Veränderung durch das Netzwerk überprüft werden kann. Dieses System der fortlaufenden Informationsaufzeichnung baut auf der Distributed-Ledger-Technology (DLT) auf, die sich als Datenorganisation mit überregionaler Verknüpfung von Teilnehmern eines Netzwerks beschreiben lässt. Somit stellt die Blockchain-Technologie eine Untergruppe der DLT dar.

Quelle: Timo Kohlhaase

Der Zugriff auf die Informationen in der Blockchain erfolgt seitens des Nutzers in der Regel über eine Wallet.

Die Kerneigenschaften der Blockchain

Jede Blockchain weist die folgenden Kerneigenschaften auf:

• Dezentralisierung: Im Gegensatz zu zentralen Systemen existieren dezentrale Systeme ohne eine zentrale Instanz. Durch die Erfindung des Bitcoins und somit den ersten populären Anwendungsfall der Blockchain-Technologie, ist es möglich, Transaktionen ohne zentrale Instanzen wie Banken durchzuführen. Dieses funktioniert, indem alle Informationen auf verschiedenen Computern gespeichert und überprüft werden. Folglich besteht keine zentrale Machtinstanz.

• Transparenz: In unserem Artikel über die Anonymität des Bitcoins sind wir bereits darauf eingegangen, dass die Blockchain wie ein digitales und öffentliches Kassenbuch funktioniert. Alle Transaktionen können öffentlich eingesehen und verfolgt werden.

• Unveränderlichkeit: Da die Blockchain chronologisch und kollektiv verwaltet wird, ist nicht nur eine transparente Nachvollziehbarkeit aller Transaktionen, sondern auch eine hohe Manipulationssicherheit gegeben. Alle gespeicherten Daten sind unveränderbar und somit ewig gespeichert. Da die Rechtmäßigkeit jedes Datensatzes oder jeder Transaktion durch Teilnehmer des gesamten Netzwerkes geprüft werden, kann eine Manipulation durch einen einzelnen Teilnehmer nicht erfolgen. Ein Angreifer müsste theoretisch über die Hälfte der Blockchain-Teilnehmer Kontrolle haben.

Anwendungsfelder

Den populärsten Anwendungsfall der Blockchain-Technologie stellt die Kryptowährung Bitcoin dar. Das Ziel von Bitcoin ist die Erschaffung von virtuellem Bargeld, das ohne Finanzbehörden funktioniert. Folglich wird die Blockchain meistens mit Anwendungsfeldern innerhalb der Finanzbranche assoziiert. Jedoch verbirgt sich hinter der Blockchain ein weitaus größeres, noch vernachlässigtes Spektrum mit diversen Anwendungsmöglichkeiten. Mit der Erfindung von Ethereum wurden auf der Blockchain intelligente Verträge (sogenannte Smart Contracts) bekannt, die zusammen mit den Eigenschaften der Blockchain verschiedenste Einsatzmöglichkeiten in nahezu allen Bereichen liefern.

Hierzu gehören unter anderem folgende Anwendungsfelder:

• Finanzbranche (z.B. Digitale Währungen, Zahlungsverkehr, Geldanlage, Handelsfinanzierungen, Versicherungsgeschäft, Tokenisierung, u.v.m): Neben dem Bitcoin, der als alternatives Zahlungsmittel genutzt werden kann und bereits in El Salvador und der Zentralafrikanischen Republik als Zahlungsmittel akzeptiert wird, bietet die Blockchain weitere Anwendungen im Finanzsektor. Schauen Sie sich hierzu etwa unseren Artikel über die Tokenisierung an.

• Abwicklung von Wahlen: Mit der Blockchain könnte das Wahlsystem digitalisiert und gleichzeitig sicher gestaltet werden. Gerade in Staaten, die kein hohes Vertrauen der Bevölkerung genießen, können die Eigenschaften der Blockchain eine sichere und vertrauensvolle Wahl ermöglichen.

• Führung von öffentlichen Registern (Grundbuchamt): Da sich die Blockchain auch als digitales Register definieren lässt, kann sie bestehende Register ersetzen. In Schweden wird beispielsweise das Grundbuch bereits über die Blockchain abgebildet und somit die Funktion des Notars als Vertrauensinstanz überflüssig.

• Identitätsmanagement (Digitaler Ausweis): Immer öfter müssen sich Nutzerinnen und Nutzer für gewisse Dienstleistungen identifizieren. Jedoch existieren noch immer Probleme in Bezug auf Sicherheit und Identitätsdiebstahl. Mithilfe der Blockchain könnte jeder seine eigene Identität verwalten. Das hat den Vorteil, dass durch die Eigenschaften der Blockchain kein Verlust der Ausweisdokumente möglich ist. Außerdem wäre die Vergabe von Zugriffsrechten möglich, die eine genaue Kontrolle über die eigenen Identifikationsdaten liefert.

• Mobilität (Abrechnung im Rahmen von autonomen Fahren) & Machine-to-Machine-Payment (Kommunikation und Abrechnung zwischen Maschinen): Die Blockchain ermöglicht durch die Integration von digitalen Verträgen (sogenannten Smart Contracts) die Automatisierung verschiedener Vorgänge. Folglich ist neben dem autonomen Fahren auch das automatische Bezahlen und Abrechnen an Ladestationen, Parkhäusern, Waschstraßen oder Werkstätten möglich. Das funktioniert, indem jedes Auto und jede Maschine mit einer eigenen Wallet ausgestattet wird. Somit können einzelne “Maschinen” miteinander kommunizieren.

• Lieferkettenmanagement: Sofern alle Schritte einer Lieferkette auf der Blockchain gespeichert werden, kann der Endverbraucher auf die gesamten Informationen zugreifen. Folglich wird die Transparenz und somit das Vertrauen gesteigert. Beispielsweise könnte durch den Einsatz der Blockchain genau und sicher nachgeschaut werden, wo gekaufte Lebensmittel ihren Ursprung haben und welche Verarbeitungsschritte stattgefunden haben.

• Gesundheitsmanagement: Ähnlich wie beim Lieferkettenmanagement kann durch die Blockchain die Qualität von Medikamenten besser überprüft werden. Außerdem könnten Patienten und Patientinnen ähnlich wie beim Identitätsmanagement Ihre Krankenakte eigenständig verwalten. Mittels Smart Contracts besteht etwa die Möglichkeit, die Patientenakte für alle Ärzte des nächsten Urlaubsortes freizugeben und somit im Falle eines Unfalls eine geeignete medizinische Versorgung zu garantieren.

In unserem Artikel über die zehn größten Kryptowährungen sind wir auf aktuelle Anwendungsfelder, die Firmen wie Microsoft, Alibaba, Mastercard und Samsung nutzen, eingegangen.

Vor- und Nachteile der Blockchain

Die Blockchain-Technologie ist kein Allheilmittel und neben einer Vielzahl von Vorteilen bestehen derzeit noch einige Nachteile. Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick.

Lesen Sie in diesem Zusammenhang auch, was es zu den Fakten und Mythen rund um den Bitcoin zu sagen gibt.