Blockchain-Technologie: die Blockkette einfach erklärt

Bekannt geworden ist die Blockchain vor allen Dingen im Zusammenhang mit dem Bitcoin als erste und noch immer führende Kryptowährung. Innerhalb der vergangenen Jahre wird die dahinter stehende Technologie jedoch zusätzlich in immer mehr Branchen eingesetzt. Wir werfen in unserem Beitrag einen Blick darauf, was man unter der Blockchain versteht und wie die Technologie funktioniert. Wir gehen ferner darauf ein, wofür die Blockchain heutzutage angewendet wird, worin die Vor- sowie Nachteile bestehen und wagen einen Ausblick auf die Zukunft der Blockchain.

Was versteht man unter der Blockchain?

Aus dem Englischen übersetzt bedeutet Blockchain so viel wie Blockkette. Diese besteht aus einzelnen Blöcken, die Datensätze darstellen. Die Blöcke werden zeitlich angehängt und hintereinander gespeichert. Das führt zur einer Datensatzkette bzw. der Blockchain. Vereinfacht dargestellt handelt sich bei der Blockchain um nichts anderes, als um eine riesige Datenbank.

Diese beginnt mit dem Ursprungsblock, an den stetig neue Datenblöcke angehängt werden. Ein wichtiges Element besteht darin, dass diese neuen Blöcke geprüft und bestätigt werden. So ergibt sich eine Historie unzähliger Datensätze, die aus verschiedenen Transaktionen resultieren. Ebenfalls ein wichtiger Bestandteil der Blockchain-Technologie ist, dass alle Teilnehmer der Blockchain eine komplette Kopie der historischen Daten auf ihrem Rechner speichern.

Dies trägt zur Sicherheit bei, denn sollte jemand eine Kopie manipulieren, existieren noch immer unzählige richtige Kopien.

Wie funktioniert die Blockchain?

Die Funktionsweise der Blockchain lässt sich gut beschreiben, wenn wir uns das folgende Schema verdeutlichen:

• Transaktionen werden als Blöcke von Daten aufgezeichnet
• Es findet eine Verknüpfung jedes Blocks mit den Blöcken davor und danach statt
• Transaktionen werden in Blöcken zusammengefasst und zu einer Kette zusammengefügt

Grundlage für die Funktionsweise der Blockchain sind stets bestimmte Transaktionen, die zum Beispiel durch die Übertragung eines Assets wie den Bitcoin stattfinden. Diese Transaktionen werden innerhalb des Datenblocks mit notwendigen Informationen aufgezeichnet und gespeichert. Das sind zum Beispiel:

• Wer hat das Asset wie den Bitcoin oder eine andere Kryptowährung gekauft und verkauft?
• Was wurde im Detail übertragen?
• Welche Menge wurde übertragen?
• Wann fand die Übertragung statt?

Die Daten und Informationen sind relativ beliebig und von den Assets wie einer Kryptowährung oder einen Smart Contract nebst der genutzten Blockchain abhängig. Im zweiten Schritt funktioniert die Blockchain so, dass einzelne Blöcke mit denen davor und danach folgenden Blöcken verknüpft werden, woraus sich die Datenkette bildet. Das geschieht immer dann, wenn das entsprechende Asset sich örtlich bewegt oder ein Eigentümerwechsel stattfindet. In dem Fall haben die Blöcke die Aufgabe, einerseits den Zeitpunkt und zum anderen die Reihenfolge der entsprechenden Transaktion im Netwerk zu bestätigen. Dadurch wird gewährleistet, dass ein Block (nachträglich) nicht verändert werden kann.

Die innerhalb der Blöcke gespeicherten Transaktion wird im Netzwerk Bestandteil einer Kette, die nicht mehr verändert werden kann: die Blockchain.

Daher besteht ein wesentlicher Teil der Funktionsweise darin, dass jeder neu eingefügte Block durch die Bestätigung des vorherigen Blocks die Kette stärker macht. Das wiederum führt zu einem großen Vorteil der Blockchain: die Unveränderlichkeit.

Wo findet die Blockchain-Technologie ihre Anwendung?

Es gibt mittlerweile mehrere Branchen und Bereiche, in denen die Blockchain-Technologie angewendet wird. Der bekannteste Anwendungsbereich sind nach wie vor Kryptowährungen wie der Bitcoin. Die digitalen Währungen wechseln den Besitzer, was innerhalb der Blockchain gespeichert wird. Informationen sind zum Beispiel die Anzahl der Coins, das Datum der Transaktion sowie relevante Daten zur Identifikation der Transaktion.

Ein weiteres Anwendungsgebiet sind neben den Kryptowährungen die sogenannten Smart Contracts, die intelligenten Verträge. Diese gründen auf der Blockchain-Technologie und brauchen keine weitere Partei, um rechtliche Sicherheit zu garantieren. In der Praxis finden solche Smart Contracts zum Beispiel ihre Anwendung, wenn es um die Lizenzvergabe bei einer Software geht.

Neben Smart Contracts wird die Blockchain-Technologie mittlerweile zum Beispiel unter anderem in den folgenden Branchen verwendet:

• Finanzwesen; zum Beispiel Kryptowährungen
• Gesundheitswesen: In der Gesundheitsbranche findet die Blockchain zum Beispiel dort ihre Anwendung, wenn es um die sichere Speicherung von Patientendaten mitsamt eines notwendigen Zugriffs geht. Davon profitieren zum Beispiel Krankenhäuser, Krankenkassen und Krankenversicherungen, die gespeicherte Daten teilen können.
• Lieferketten: Ebenfalls eingesetzt wird die Blockchain-Technologie in Lieferketten, sodass eine lückenlose Verfügbarkeit bestimmter Waren möglich ist, beginnend von der Herstellung bis hin zum Endverbraucher.
• Immobilien: Zunehmend häufig wird die Technologie ebenso im Immobilienbereich angewendet. Ein Beispiel ist die Vereinfachung beim Eigentumsübertrag einer Immobilie. Dazu werden sogenannte hybride Blockchains genutzt, über welche die Verwaltung der Eigentumsrechte möglich ist. Zudem können die Transaktionen, also der Kauf und Verkauf von Immobilien, schneller ablaufen.

Vorteile und Chancen der Blockchain-Technologie

Dass die Blockchain-Technologie heutzutage immer öfter verwendet wird, liegt an mehreren Vorteilen. Das sind im Überblick:

• Hohe Sicherheit
• Zeitersparnis
• Flexible Anwendung
• Kostenersparnis
• Hohe Transparenz

Die hohe Sicherheit der Blockchain-Technologie wird dadurch gewährleistet, dass Informationen innerhalb der Blöcke und damit der Blockkette nicht mehr verändert werden können, nachdem sie einmal angefügt wurden. Das ist darauf zurückzuführen, dass die Datei vollumfänglich als Kopie auf sämtlichen Endgeräten zu finden ist, die am Netzwerk teilnehmen. Sollte dennoch eine Manipulation erfolgen, würde diese durch einen Abgleich der manipulierten Datei mit den anderen Dateien innerhalb der Netzwerke entdeckt werden.

Da es sich bei der Blockchain-Technologie faktisch um eine digitale Buchführung handelt, wird deutlich Zeit eingespart. Der Kommunikationsaufwand zwischen den Parteien fällt geringer aus.

Darüber hinaus reduzieren sich eventuelle Fehler aufgrund der Automatisierung. Da Dritte als bei anderen Systemen übliche Kontrollinstanz nicht benötigt werden, findet zusätzlich eine Kostenersparnis statt.

Eine hohe Transparenz ist ohnehin gegeben, weil die Erweiterung der Blockchain jederzeit verfolgt sowie überprüft werden kann.

Nachteile und Risiken der Blockchain

Neben den genannten Vorteilen hat die Blockchain-Technologie ebenfalls Nachteile und Risiken, insbesondere folgende:

• hoher Speicheraufwand
• Gefahr der doppelten Ausgabe des digitalen Geldes
• Integration der Blockchain in existierende IT-Strukturen komplex
• noch keine optimale Performance

Aufgrund der Tatsache, dass der Speicheraufwand in der Blockchain sehr hoch ist, besteht momentan noch nicht die Möglichkeit eines unbegrenzten Wachstums. Zudem ist die Performance bei Weitem nicht optimal, weil einerseits die Bestätigung der Transaktionen und zum anderen das Synchronisieren einen gewissen Zeitaufwand verursacht.

Als Gefahr ist anzusehen, dass die Blockchain nicht zu 100 Prozent sicher vor Manipulationen ist. Unter der Voraussetzung, dass einer der Teilnehmer mindestens 51 Prozent der Kontrolle über die entsprechenden Netzwerkknoten hat, kann digitales Geld zum Beispiel doppelt ausgegeben werden. Zudem ist es ein Nachteil, dass es relativ kompliziert ist, die Blockchain in eine bereits existierende IT-Struktur einzubinden.

Die Zukunft der Blockchain Technologie: Wie könnte es weitergehen?

Die Blockchain-Technologie ist bereits jetzt ein Meilenstein und hat schon zahlreiche Veränderungen in mehreren Branchen verursacht. Positiv ist, dass sich die Technologie stetig weiterentwickelt und zudem eine breitere Akzeptanz stattfindet. Daher gehen viele Experten davon aus, dass sich diese Entwicklung in der Zukunft fortsetzen wird.

Darüber hinaus wird die Blockchain-Technologie vermutlich eine zentrale Rolle innerhalb der Digitalisierung haben. Hinzu kommt, dass es eine Reihe denkbarer Anwendungen gibt, die zukünftig mit der Blockchain-Technologie umgesetzt werden können. Dazu gehören zum Beispiel:

• Dezentrale Finanzdienstleistungen
• Digitale Identitäten
• Nachhaltigkeits-Tracking

Wie in unserem Beitrag erläutert, gibt es immer mehr Branchen, in denen die Blockchain-Technologie bereits jetzt zum Einsatz kommt. Kryptowährungen stellen nur noch einen Bereich eines sehr breiten Spektrums von möglichen Anwendungen dar.

Gravierende Änderungen sehen Fachleute zum Beispiel darin, dass Werte anders wie bisher transferiert werden und die Basis für digitale Interaktionen neu gestaltet werden kann. Insgesamt betrachtet ist somit davon auszugehen, dass sich die Blockchain-Technologie stetig erweitern, weiter entwickeln und verbessern dürfte, mit immer mehr Anwendungsgebieten.