Mit der Einführung von Bitcoin im Jahr 2009 wurde der ganzen Welt die Blockchain-Technologie vorgestellt. Das würde der erste von vielen Schritten auf dem Weg zu digitalen Währungen sein.
Auf den ersten Blick können sowohl Blockchain als auch Bitcoin einschüchternd und unverständlich erscheinen. Durch eine klare Definition der beiden und das Verständnis der dahinterstehenden Prozesse können Sie Ihre Reise in die digitalen Währungen mit Zuversicht beginnen. In dieser Infografik wird erläutert, wie die Blockchain funktioniert: was sie ist, wie sie gesichert wird, wozu sie dient und wie Transaktionen verarbeitet werden, um in die Blockchain geschrieben zu werden.
Was ist eine Blockchain?
Blockchain ist ein digitales Register (Ledger), der von mehreren miteinander verbundenen Computern, den sogenannten „Nodes“, geführt und verteilt wird. Die Blockchain besteht aus aufeinanderfolgenden „Blöcken“, in denen relevante Informationen wie Transaktionszeitpunkt, Betrag und die an den Transaktionen beteiligten Adressen gespeichert werden. Jeder Datensatz wird mit dem vorhergehenden verknüpft, wobei ein kryptografischer Algorithmus verwendet wird, um die Daten zu verifizieren und einen Hash mit Zeitstempel zu erstellen. Kopien der Blockchain werden dann an die Benutzer innerhalb des Netzwerks verteilt, die Zugriff auf die gespeicherten Informationen haben.
Durch diese Technologie bewahren Bitcoin und andere digitale Währungen ihre Privatsphäre und Sicherheit, während sie einen öffentlichen, dezentralen Ledger haben.
Datenschutz und Sicherheit der Blockchain
Die Sicherheit einer Blockchain hängt von zwei Aspekten ab: der Struktur der Blöcke und dem Peer-to-Peer-Netzwerk, das sie aufrechterhält.
In der Blockchain wird jeder neue Block in einer linearen und chronologischen Reihenfolge zur Chain hinzugefügt. Da jeder Block mit dem vorherigen verknüpft ist, müssten böswillige Akteure, die Daten manipulieren wollen, die vorherigen Blöcke entschlüsseln, bevor sie ihre Zieldaten erreichen und die Chain vorwärts umschreiben, während sie alle anderen Nodes davon überzeugen müssen, dasselbe zu tun. Dies wird mit jedem Datenblock, der zur Blockchain hinzugefügt wird, zunehmend kostspieliger. Die Sicherheit einer Blockchain ist also zweifach: Eine Manipulation der Daten ist technologisch schwierig und wirtschaftlich nicht sinnvoll.
Darüber hinaus werden Kopien der Blockchain von vielen anderen Benutzern innerhalb des Blockchain-Netzwerks gehalten. Um die Daten eines Blocks erfolgreich zu verändern, müssen auch die Hunderte und Tausende von Kopien dieses Blocks verändert werden, also bedarf es einer dritten Komponente der subversiven menschlichen Zusammenarbeit und Planung, um das gesamte Netzwerk zu unterwandern. Böswillige Änderungen am Ledger sind daher praktisch unmöglich.
Mit der Blockchain-Technologie wird digitales Vertrauen geschaffen, indem Informationen sicher in einem öffentlichen Raum festgehalten werden. Dadurch können die Daten innerhalb der Blockchain in einem dezentralen Zustand existieren, während sie kontinuierlich abgeglichen werden.
Ein wichtiges Datenschutzmerkmal der Blockchain ist die Verwendung einer digitalen Signatur. Während das globale Peer-to-Peer-Netzwerk den Inhalt des öffentlichen Ledgers einsehen kann, gibt es keinen Zugriff auf Informationen, die Benutzer bei ihren Transaktionen identifizieren können, es sei denn, sie identifizieren sich proaktiv und ordnen ihre Identität ihren Schlüsseln zu. Da ein Blockchain-Netzwerk keine Berechtigungen hat, kann ein Benutzer entscheiden, Schlüssel zu generieren, sie nie mit einer Identität zu verknüpfen und privat Geschäfte zu machen.
Diese digitalen Schlüssel werden durch den Hash-Algorithmus des Netzwerks erzeugt und zur Autorisierung von Transaktionen verwendet. Die technische und wirtschaftliche Sicherheit des Netzwerks macht es böswilligen Parteien schwer, betrügerische Transaktionen durch das Knacken von Schlüsseln zu erzeugen. Zusammen mit der Tatsache, dass jeder Block mit einem eindeutigen Code versehen ist, um ihn von anderen Blöcken in der Chain zu unterscheiden, wird das Risiko, dass Hacker die Daten eines Benutzers oder des öffentlichen Ledgers kompromittieren, auf nahezu Null reduziert.
Unterschiede zwischen Blockchain und Bitcoin
Jeder brauchbare Leitfaden über Bitcoin für Anfänger wird Ihnen sagen, dass Blockchain und Bitcoin nicht dasselbe sind.
Blockchain ist ein allgemeiner Begriff für die Technologie, die Bitcoin und andere digitale Währungen verwenden, um ihre Transaktionen zu sichern und festzuhalten. Die Daten jeder Transaktion werden in einem Block organisiert, mit einem Zeitstempel versehen und dann mit einem Verschlüsselungsalgorithmus gehasht.
Die resultierenden Blöcke werden dann aneinandergereiht und chronologisch angeordnet, wobei jeder neue Block eine Liste der bestätigten Daten des vorherigen Blocks enthält. Jedes operative Mitglied des Blockchain-Netzwerks verwaltet eine ständig aktualisierte Kopie der Blockchain-Daten für die Client-Nutzer des Netzwerks. Sie schaffen ein ausgewogenes Verhältnis von Anreizen im gesamten Netzwerk, um Sicherheit und Durchsatz für die geschäftliche und private Nutzung des Netzwerks aufrechtzuerhalten. Durch diese ökonomische Gleichgewichtsbeziehung können digitale Währungen ausreichend dezentral und unabhängig von der Kontrolle einer einzelnen Institution bleiben, während Transaktionen schnell und die Kosten für die geschäftliche und private Nutzung des Netzwerks niedrig bleiben.
Durch die dezentrale Beschaffenheit eines Blockchain-Netzwerks ist das Netzwerk auch unter schwierigen Bedingungen funktionsfähig. Selbst wenn zum Beispiel ein Teil davon angegriffen wird oder technische Probleme auftauchen, kann der Ledger weiterhin nachgewiesen werden. Die Teilnehmer können kommen und gehen, wie sie wollen, und dort weitermachen, wo das Netzwerk aufgehört hat. Dies erfüllt den einzigen Zweck der Blockchain-Technologie: Daten, die aufgezeichnet und verteilt werden, bleiben unveränderbar.
Bitcoin ist eine spezielle digitale Währung, die Blockchain-Technologie verwendet. Sie ist ausschließlich elektronisch verfügbar und ist nicht auf Banken und andere Institutionen angewiesen, um zu regulieren oder zu verteilen. Durch die Verwendung der Blockchain-Technologie kann Bitcoin Peer-to-Peer-Transaktionen ohne einen Mittelsmann oder eine Regierungsbehörde ermöglichen, während die Sicherheit der Benutzer gewahrt bleibt und das Risiko von Betrug oder Diebstahl nahezu eliminiert wird.
Einsatzmöglichkeiten der Blockchain
Neben dem Einsatz in digitalen Währungen hat die Blockchain-Technologie weitere nützliche Anwendungen in anderen Branchen gefunden.
Aufgrund der Art und Weise, wie die Blockchain-Sicherheit funktioniert, kann sie als notarielles Zeitstempel-Tool für die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und für Audits verwendet werden. Die Verwendung eines globalen, öffentlichen Ledgers verringert das Risiko menschlicher Fehler und ermöglicht es Unternehmen, die Integrität ihrer Aufzeichnungen zu verstärken, da die Daten, sobald sie in die Blockchain eingegeben wurden, viel schwieriger zu ändern sind, als wenn sie in einer zentralen, privaten Datenbank gespeichert würden.
In der Versicherungsbranche oder anderen Branchen, in denen der Wert und die Integrität von Daten entscheidend sind, kann eine Blockchain Smart Contracts einsetzen, um vereinbarte Bedingungen zwischen zwei Parteien automatisch auszuführen. Dies reduziert die Möglichkeit für technische und menschliche Fehler bei der Verwaltung von Finanztransaktionen, die vor der Ausführung bestimmte Trigger benötigen.
Smart Contracts erhöhen die Effizienz, und sie eliminieren auch das Risiko, dass Gelder nicht korrekt nach den Regeln des Vertrags verteilt werden.
Blockchain hat auch vielfältige Einsatzmöglichkeiten im Lieferketten-Management und anderen ereignisbasierten Geschäftsabläufen. Den Status zahlreicher beweglicher Teile in relevanten Intervallen mit einem Zeitstempel zu versehen und zu veröffentlichen, reduziert die Kosten für das zentrale Netzwerkmanagement und ermöglicht gleichzeitig eine größere Transparenz im Prozess. Dies ermöglicht genauere Audits, die immer verfügbar sind, und kann sogar die Warenwerthaltigkeit durch die nachweisbare Aktualität der Herstellung oder des Transports erhöhen. Ein Beispiel hierfür wäre der Unterschied im wirtschaftlichen Wert von nachweislich frischen Lebensmitteln im Vergleich zu Lebensmitteln, deren Vorgeschichte unbekannt ist.
Die Technologie schafft außerdem Möglichkeiten für eine sicherere, effizientere, private und nützliche Datenspeicherung, z. B. für das Gesundheitswesen und die Arbeit von Behörden. Innerhalb des Blockchain-Netzwerks sind die Daten leicht zugänglich, was den Bedarf an Papierdokumenten reduziert. Darüber hinaus kann auf sensible persönliche Daten innerhalb einer gemeinsam genutzten Datenbank zugegriffen werden, ohne dass die Privatsphäre des Einzelnen durch die Verwendung von Public-Key-Kryptographie gefährdet wird. Bestimmte Institutionen, bei denen ein öffentliches, finanzielles Audit notwendig ist, können öffentlich bekannte Wallet-Adressen verwenden, sodass jederzeit eine Bestandsaufnahme gemacht werden kann. Medienunternehmen nutzen die Vorteile der Blockchain-Technologie zur kostengünstigen Distribution und machen damit traditionelle Content-Delivery-Netzwerke überflüssig. Darüber hinaus wird Blockchain genutzt, um Inhalte wie Musik und Videos zu verbreiten, die Rechte am geistigen Eigentum dahinter besser zu schützen oder einfach nur, um ihre Inhalte auf eine neue, schnelle und billige Weise zu monetarisieren, indem Zwischenhändler wegfallen.
Aufschlüsselung des Blockchain-Prozesses
Die grundlegenden Mechanismen der Blockchain sind relativ einfach. Ein wichtiger Teil dieses Prozesses ist das Peer-to-Peer-Netzwerk, das die Erstellung und Wartung der Blockchain ermöglicht.
Es kann sich dabei um jede beliebige Transaktion handeln: Schulden abbezahlen, Kauf, Spende oder sogar einen Vertrag erfüllen. Ein Wallet erzeugt eine Transaktion und sendet sie an eine Ziel-Wallet-Adresse.
Daten wie Datum, Uhrzeit und Transaktionsbetrag werden zusammen mit den Daten anderer Transaktionen in einem Block aufgezeichnet. Namen und zusätzliche identifizierende Informationen werden nicht gespeichert, es sei denn, sie werden hinzugefügt. Stattdessen verwenden die meisten Transaktionen nur eine eindeutige digitale Signatur, die im Ledger erscheint.
In zentralen Systemen gibt es in der Regel eine Person oder Gruppe, die für die Verarbeitung und Verifizierung von Transaktionen verantwortlich ist. Bitcoin und andere digitale Währungen verwenden ein dezentrales System, bei dem die verteilten Netzwerkbetreiber die im Block gespeicherten Daten verifizieren müssen. Die zulässigen Blöcke werden dann an die Nodes im Netzwerk verteilt.
Sobald der Block an die Nodes übertragen wurde, konkurrieren deren Systeme um die Lösung der komplexen Berechnungsprobleme, die zur Verifizierung des Blocks erforderlich sind. Sobald ein Node – oft als Miner bezeichnet – dies geschafft hat, arbeitet der Rest der Nodes daran, den nächsten Block in der Chain zu lösen. Auf diese Weise werden doppelte Blöcke vermieden.
Der fertige Block erhält einen eindeutigen Zeitstempel und einen Identifizierungscode, der als "Hash" bezeichnet wird. Außerdem erhält er den Hash des vorherigen Blocks, der zur Chain hinzugefügt wurde. Diese Interkonnektivität verleiht der Blockchain ihre Unveränderlichkeit.
Wenn der erfolgreiche Node den neuesten Block zur Blockchain hinzufügt, wird die daraus resultierende Aktualisierung an alle Benutzer im Netzwerk übertragen. Der Versuch, frühere Blöcke zu ändern, führt zu einer Abweichung von dem in den späteren Blöcken kodierten Hash-Wert. Wenn die Hashes übereinstimmen, können alle Beteiligten die Korrektheit des Ledgers bestätigen.
Starten Sie Ihre Bitcoin-Reise
Das Konzept, das ursprünglich nur auf dem Papier existierte, markiert mit der Einführung der Blockchain-Technologie einen entscheidenden Schritt in Richtung Innovation bei digitalen Währungen und darüber hinaus. Durch die Möglichkeit eines öffentlichen digitalen Ledgers, der unter der Kontrolle einer dezentralen Gruppe und nicht einer einzelnen Organisation steht, haben Bitcoin und andere digitale Währungen begonnen, neuere, sicherere Transaktionsarten zu geringeren Kosten anzubieten.
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