Blockchain

Eine Blockchain ist eine bestimmte Form, Daten zu strukturieren. Diese Methode ist zentraler Bestandteil der Technologie hinter dem Bitcoin. An sich stammt diese Technik jedoch aus der Informatik und Kryptographie.

1. Informationen werden in einem Block gespeichert.
2. Verschiedene Blöcke werden aneinandergehängt. Dadurch entsteht eine Kette solcher Blöcke (Blockchain).
3. Das Verständnis über die Blockchain-Technologie ist zwingend erforderlich, um den Bitcoin zu verstehen.

Allgemeine Funktionsweise

Das Ziel der Blockchain ist es, Informationen dezentral und nicht fälschbar zu speichern.

Verschiedene Daten (beim Bitcoin z.B. Transaktionsbuchungen) werden zu einem Block zusammengefasst. Dieser Block wird dann an die bereits existierende Kette an Blöcken angehängt. Diese Verknüpfung kann mit verschiedenen kryptographischen Methoden geschehen.

Natürlich wäre es auch denkbar, dass ein Teilnehmer des Netzwerkes versucht zu betrügen. Er könnte zum Beispiel eine eigene Kette erstellen, welche für ihn vorteilhafte Buchungen enthält.

Um dies zu verhindern, wird grundsätzlich immer der längsten Kette vertraut. Die Erzeugung dieser Kette hat immens viel Energie, Rechenleistung und Zeit gekostet. Somit ist es zum Beispiel beim Bitcoin praktisch unmöglich, eine noch längere Kette zu erstellen.

Konkrete Anwendung beim Bitcoin

Beim Bitcoin besteht jeder Block aus drei verschiedenen Abschnitten.

In der Mitte stehen die Transaktionen, welche mit diesem Block gespeichert werden sollen. Wenn man also alle Mittelteile aller Blöcke aneinanderhängt, erhält man eine vollständige Liste aller Bitcoin-Transaktionen.

Jeder Block endet mit einem „kryptographischen Rätsel“. Die Lösung dieses „Rätsels“ wird als Mining bezeichnet und erfordert viel Energie sowie Rechenleistung. Wenn man das richtige Ergebnis gefunden hat, darf man den nächsten Block erzeugen.

Somit ist die Lösung des Rätsels der Anfangsteil des folgenden Blockes.

Folgende Tabelle fasst dies noch einmal zusammen.

Der allererste Block konnte natürlich noch keinen Anfangsteil haben. Es gab ja noch keinen vorherigen Block. Dieser erste Block wird auch Genesisblock genannt und wurde künstlich erstellt.

Was ist das „Rätsel“?

Diese Aufgabe am Ende jedes Blockes ist ein Sha-256-Algorithmus. Dies ist eine Methodik der Kryptografie.

Grundlegend gilt, dass man diesem Algorithmus irgendeinen Input (z.B. ein Bild, Text, eine Zahl) gibt und die Programmierung dann eine Folge von 256 Zeichen ausgibt.

Input → Berechnung → 256 Zeichen als Output

Das Besondere dabei ist, dass das Ergebnis nicht vorhersehbar ist. Es gibt also keine Möglichkeit, das „Rätsel“ zu lösen, außer alle möglichen Kombinationen der 256 Zeichen durchzuprobieren.

Dieses Testen aller potenziellen Lösungen ist das sogenannte Bitcoin-Mining.

Warum sollte das jemand machen?

Das Minen eines neuen Blocks für die Blockchain erfordert sehr teure Hardware und benötigt jede Menge Energie. Warum sollte man also diese Kosten auf sich nehmen?

Für jeden geminten Block erhält der Miner eine Belohnung in Form von Bitcoin. Diese soll als Entschädigung für die entstandenen Kosten dienen.

Aktuell bekommt man 6,25 Bitcoins (Wert Dezember 2021: circa 265.000 €) für einen geminten Block. Im Durchschnitt kann ein solches Rätsel alle zehn Minuten gelöst werden.

In der Theorie kann jede Person mit seinem eigenen Standard-Laptop versuchen, einen Block erfolgreich zu minen. Die Wahrscheinlichkeit dabei, als erster das Rätsel zu lösen, ist jedoch sehr gering. Wenn dies allerdings gelingt, erhält man eine Belohnung in Höhe von circa einer viertel Million Euro.

Um diesen Lotto-Charakter zu entfernen, gibt es sogenannte Mining-Pools. Dort stellen Teilnehmer die Rechenleistung ihres Computers zur Verfügung. Dafür wird man dann anteilsweise entlohnt.

Da in Deutschland relativ hohe Strompreise üblich sind, ist dieses Geschäft auf deutschem Boden meist nicht profitabel.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten

Neben der Verwendung beim Bitcoin gibt es noch weitere spannende Anwendungsmöglichkeiten für die Blockchain-Technologie.

So kann zum Beispiel langfristig eine Blockchain die üblichen Wertpapier-Börsen ersetzen. Aktien würden dann direkt (also ohne die Börse als Intermediär) gehandelt werden. Die Transaktionen würde man sicher in der Blockchain speichern.

Auch bei der Dokumentation von Lieferketten kann die Blockchain-Technologie in Zukunft eingesetzt werden. Verschiedene Pilot-Projekte erproben dies bereits.

Fazit

Die Blockchain-Technologie hat das Potenzial, „the next big thing“ zu werden. Die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten sind aktuell noch gar nicht überschaubar.

Bekannteste Anwendung dieser Technologie ist der Bitcoin.

Die Nicht-Vorhersehbarkeit des Sha-256-Algorithmus ist zentral für die Funktion der Blockchain. Aktuell gilt dieser Algorithmus aber als nicht überwindbar.