Blockchain

Symbolische Darstellung einer Blockchain.

Foto: panthermedia.net/GreenVector

Die Bitcoin-Blase ist Ende 2017 geplatzt: Der Kurs fiel innerhalb eines Jahres von 15.000 Euro auf ein Fünftel dieses Wertes. Er erholte sich aber genauso schnell. Tausende investierten in eine Währung, hinter der kein Staat steht und deren zugrundeliegende Technik Blockchain auf Handelspartner ausgelegt ist, die einander nicht vertrauen. Zu behaupten, sie alle hätten das Prinzip Blockchain verstanden, wäre eine steile These. Außenstehende trauen sich oftmals gar nicht an den abschreckend kompliziert wirkenden Themenkomplex.

Was ist Blockchain überhaupt?

Die Blockchain ist ein Verfahren, das 2008 ein gewisser Satoshi Nakamoto in Form des Konzeptpapiers für den Bitcoin vorstellte. Ob Nakamoto eine Einzelperson oder eine Gruppe von Entwicklern ist, bleibt unklar. Die Idee der Blockchain war nicht neu, aber im vernetzten Zeitalter erschien sie endlich praktikabel. Die erste moderne Blockchain war deshalb der Bitcoin.

Die Leistung der Blockchain ist es, Transaktionen aus der Vergangenheit in Stein zu meißeln und gleichzeitig sicherzustellen, dass gegenwärtige Vorgänge sicher ablaufen. Was trivial klingen mag, beschäftigt ein dediziertes Netzwerk in Vollzeit. Dabei verwenden die Macher eine Form der Distributed Ledger Technology, also einer Form verteilter digitaler Kassenbücher.

Die Blockchain lässt sich vereinfacht als sicheres Logbuch mit mehreren Kopien erklären. Eine Gruppe Notare arbeitet – bildlich gesprochen – gleichzeitig an einer Seite mit Rechnungen und Transaktionen. Dabei rechnet jeder in seinem eigenen Kassenbuch. Anschließend tragen sie in die oberste Zeile die Quersumme aller vorherigen Seiten sowie das Datum ein und unterschreiben gemeinsam im eigenen Buch und in dem der Kollegen.

Weil die Notare nicht zwangsläufig davon ausgehen können, dass die Kollegen zurechnungsfähig sind, müssen sie sich vorher prüfen lassen: Deshalb muss jeder Notar zunächst eine Reihe mathematischer Aufgaben lösen. Am Ende können aber alle Beteiligten davon ausgehen, dass sämtliche Kopien des Kassenbuches identisch und korrekt sind.

Die Blockchain besteht aus digitalen Notaren

Ähnlich läuft es in der Blockchain ab: Während das analoge Logbuch ein gebundenes Heft mit Seiten darstellt, besteht das digitale Äquivalent aus sogenannten Blöcken, die aneinandergekettet werden. Jeder Block besteht aus zwei Teilen: Der Body enthält die Transaktion (etwa eine Überweisung per Bitcoin) und einen Header. Der Header enthält einen kryptografischen Hash. Dabei handelt es sich um eine gestreute Prüfsumme des vorherigen Blocks. Indem ein Block den Hash des Vorgängerblocks enthält, kann ein Angreifer einen Block nicht verändern (etwa eine Transaktion zu seinen Gunsten manipulieren), ohne alle vorherigen Blöcke anzugreifen. Da ein Distributed Ledger dezentral auf vielen Maschinen in Kopien vorliegt, müssten die zeitgleich alle übernommen werden. Bitcoin unterhält über 9000 dieser sogenannten Nodes, was es praktisch unangreifbar macht.

Die Nodes, auch Knotenpunkte genannt, übernehmen die Rolle der Notare. Sie erstellen Blöcke und kontrollieren andere Nodes. Dabei müssen sie ein komplexes mathematisches Problem lösen (Proof-of-Work-Methode), während andere Nodes das Ergebnis bestätigen. Geschieht das erfolgreich, wird ein neuer Block erstellt, der dann von allen beteiligten Nodes kopiert wird.

Auch die Blockchain hat ihre Nachteile

Der hohe Aufwand der Blockchain gewährleistet, dass die Transaktionen mit maximaler Sicherheit stattfinden können. Das macht Kryptowährungen, die wie Bitcoin auf dieser Technologie basieren, besonders geeignet für Geschäftspartner, die einander nicht vertrauen können. Das ist sicherlich auch ein Grund, wieso kriminelle Transaktionen im Darknet bevorzugt solche Zahlungsmittel nutzen.

Ein weiterer Nachteil ist, dass die Blockchain immer größer wird, denn ihre Vergangenheit ist Teil ihrer Mechanik. Im ersten Quartal 2019 durchbrach die Bitcoin-Blockchain die Größe von 200 Gigabyte, im zweiten Quartal waren es bereits über 225 Gigabyte. Zudem führen die dezentralen Protokolle zu einer vergleichsweise geringen Schreibgeschwindigkeit: Für gewöhnlich schafft sie 2 bis 7 Transaktionen pro Sekunde – weltweit. Skeptiker weisen darauf hin, dass die auf Blockchain basierenden Kryptowährungen deshalb ein spezialisiertes Werkzeug darstellen und niemals in der Lage wäre, den weltweiten Zahlungsverkehr zu übernehmen.

Blockchain außerhalb der Kryptowährungen

In der Zeit des Bitcoin-Hochs beobachteten Experten, dass viele Unternehmen Blockchain in ihre Anwendungen einzuflechten versuchten, auch wenn sie nicht immer Sinn ergaben. Dennoch entstanden Anwendungen, die vom strikten Protokoll profitieren. Dazu gehören zum Beispiel transparente Überwachungsverfahren von Lebensmittelkühlketten. Diese erlauben es dem Kunden, die Herkunft und den Transport seines Produkts nachzuvollziehen, während es Zwischenhändlern nicht möglich ist, Messwerte wie Temperatur zu manipulieren.

Ein bekanntes IT-Unternehmen nutzte die eigene Blockchain-Expertise, um in tropischen Regionen Malaria-Medikamente zu verifizieren. Die Bevölkerung könne wirksame Medikamente nicht immer von wirkungslosen oder schädlichen Fälschungen unterscheiden. Über einen aufgedruckten QR-Code können Patienten die versiegelte Seriennummer mit dem in der Blockchain hinterlegten Kontrollwert abgleichen und sich so sicher sein, dass das Medikament echt ist.

Blockchain-Methoden sind flexibel und lassen sich je nach Bedarf gestalten. So benutzen auch nicht alle Proof-of-Work-Methoden, um Transaktionen zu verifizieren. Einige nutzen zusätzlich auch sogenannte „Lite Nodes“, die selbst keine Blöcke generieren, sondern nur die „Full Nodes“ kontrollieren. Gemeinsam ist ihnen nur, dass sie vertrauenswürdig und sicher sind.

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