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Blockchain erklärt

Wenn Sie in den letzten zehn Jahren Bankgeschäfte getätigt, investiert oder Kryptowährung betrieben haben, sind Sie möglicherweise mit der Blockchain-Technologie vertraut, der Technologie, die hinter Bitcoin steckt. Und es ist gut möglich, dass es nur so viel Sinn ergibt. Beim Versuch, mehr über Blockchain zu erfahren, sind Sie wahrscheinlich auf eine Definition wie diese gestoßen: "Blockchain ist ein verteiltes, dezentrales, öffentliches Hauptbuch."

Die gute Nachricht ist, Blockchain ist tatsächlich leichter zu verstehen, als diese Definition klingt.

Was ist Blockchain ">
Wenn diese Technologie so komplex ist, warum sollte man sie dann "Blockchain" nennen? Blockchain ist im Grunde genommen nur eine Kette von Blöcken, aber nicht im herkömmlichen Sinne. Wenn wir in diesem Zusammenhang die Wörter „Block“ und „Kette“ sagen, sprechen wir tatsächlich von digitalen Informationen (dem „Block“), die in einer öffentlichen Datenbank (der „Kette“) gespeichert sind.
„Blöcke“ in der Blockchain bestehen aus digitalen Informationen. Insbesondere haben sie drei Teile:
In Blockspeichern werden Informationen zu Transaktionen wie Datum, Uhrzeit und Dollarbetrag Ihres letzten Einkaufs bei Amazon gespeichert. (HINWEIS: Dieses Amazon-Beispiel dient zur Veranschaulichung von Käufen. Amazon-Einzelhandel funktioniert nicht nach dem Blockchain-Prinzip.)
Blöcke speichern Informationen darüber, wer an Transaktionen teilnimmt. Ein Block für Ihren Kauf von splurge bei Amazon würde Ihren Namen zusammen mit Amazon.com, Inc. aufzeichnen. Anstatt Ihren tatsächlichen Namen zu verwenden, wird Ihr Kauf ohne identifizierende Informationen mit einer eindeutigen „digitalen Signatur“ aufgezeichnet, ähnlich einem Benutzernamen.
Blöcke speichern Informationen, die sie von anderen Blöcken unterscheiden. So wie Sie und ich Namen haben, die uns voneinander unterscheiden, speichert jeder Block einen eindeutigen Code, der als "Hash" bezeichnet wird und es uns ermöglicht, ihn von jedem anderen Block zu unterscheiden. Nehmen wir an, Sie haben Ihren Kauf bei Amazon getätigt, aber während der Überfahrt können Sie einfach nicht widerstehen und brauchen einen zweiten. Auch wenn die Details Ihrer neuen Transaktion fast identisch mit denen Ihres früheren Kaufs aussehen würden, können wir die Blöcke dennoch aufgrund ihrer eindeutigen Codes voneinander unterscheiden.
Während der Block im obigen Beispiel verwendet wird, um einen einzelnen Kauf bei Amazon zu speichern, sieht die Realität etwas anders aus. Ein einzelner Block in der Blockchain kann tatsächlich bis zu 1 MB Daten speichern. Je nach Transaktionsgröße können in einem Block mehrere tausend Transaktionen unter einem Dach zusammengefasst werden.
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Was ist die Blockchain?

So funktioniert Blockchain

Wenn ein Block neue Daten speichert, werden diese der Blockchain hinzugefügt. Blockchain besteht, wie der Name schon sagt, aus mehreren Blöcken, die aneinandergereiht sind. Damit ein Block zur Blockchain hinzugefügt werden kann, müssen jedoch vier Dinge geschehen:

Eine Transaktion muss stattfinden. Fahren wir mit dem Beispiel Ihres impulsiven Amazon-Kaufs fort. Nachdem Sie sich hastig durch die Eingabeaufforderung für mehrere Kassen geklickt haben, gehen Sie gegen Ihr besseres Urteilsvermögen vor und tätigen einen Kauf.
Diese Transaktion muss überprüft werden. Nach dem Kauf muss Ihre Transaktion verifiziert werden. Bei anderen öffentlichen Aufzeichnungen von Informationen, wie der Securities Exchange Commission, Wikipedia oder Ihrer örtlichen Bibliothek, ist jemand für die Überprüfung neuer Dateneinträge zuständig. Mit der Blockchain wird dieser Job jedoch einem Computernetzwerk überlassen. Diese Netzwerke bestehen häufig aus Tausenden (oder im Fall von Bitcoin aus etwa 5 Millionen) Computern, die auf der ganzen Welt verteilt sind. Wenn Sie bei Amazon einkaufen, überprüft dieses Computernetzwerk sofort, ob Ihre Transaktion so erfolgt ist, wie Sie es angekündigt haben. Das heißt, sie bestätigen die Details des Kaufs, einschließlich der Zeit der Transaktion, des Dollarbetrags und der Teilnehmer. (Mehr darüber, wie das in einer Sekunde passiert.)
Diese Transaktion muss in einem Block gespeichert werden. Nachdem Ihre Transaktion als korrekt bestätigt wurde, wird grünes Licht gegeben. Der Dollarbetrag der Transaktion, Ihre digitale Signatur und die digitale Signatur von Amazon werden alle in einem Block gespeichert. Dort wird sich die Transaktion wahrscheinlich Hunderten oder Tausenden von anderen anschließen, die sie mögen.
Diesem Block muss ein Hash zugewiesen werden. Ähnlich wie ein Engel, der seine Flügel verdient, muss er nach Überprüfung aller Transaktionen eines Blocks einen eindeutigen, identifizierenden Code erhalten, der als Hash bezeichnet wird. Der Block erhält auch den Hash des zuletzt zur Blockchain hinzugefügten Blocks. Sobald der Block gehasht ist, kann er der Blockchain hinzugefügt werden.

Wenn dieser neue Block zur Blockchain hinzugefügt wird, ist er für jedermann - auch für Sie - öffentlich zugänglich. Wenn Sie sich die Bitcoin-Blockchain ansehen, werden Sie feststellen, dass Sie Zugriff auf Transaktionsdaten haben, zusammen mit Informationen darüber, wann („Zeit“), wo („Höhe“) und von wem („Weitergeleitet von“) der Block war zur Blockchain hinzugefügt.

Ist Blockchain privat?

Jeder kann den Inhalt der Blockchain anzeigen, Benutzer können jedoch auch festlegen, dass ihre Computer mit dem Blockchain-Netzwerk verbunden werden. Auf diese Weise erhält der Computer eine Kopie der Blockchain, die automatisch aktualisiert wird, wenn ein neuer Block hinzugefügt wird, ähnlich wie ein Facebook-Newsfeed, der ein Live-Update anzeigt, wenn ein neuer Status veröffentlicht wird.

Jeder Computer im Blockchain-Netzwerk verfügt über eine eigene Kopie der Blockchain. Dies bedeutet, dass es Tausende oder bei Bitcoin Millionen Kopien derselben Blockchain gibt. Obwohl jede Kopie der Blockchain identisch ist, erschwert die Verteilung dieser Informationen über ein Computernetzwerk die Manipulation der Informationen. Mit der Blockchain gibt es keine eindeutige Liste von Ereignissen, die manipuliert werden können. Stattdessen müsste ein Hacker jede Kopie der Blockchain im Netzwerk manipulieren.

Wenn Sie sich die Bitcoin-Blockchain ansehen, werden Sie jedoch feststellen, dass Sie keinen Zugriff auf identifizierende Informationen über die Benutzer haben, die Transaktionen durchführen. Obwohl Transaktionen in der Blockchain nicht vollständig anonym sind, sind die persönlichen Daten der Benutzer auf ihre digitale Signatur oder ihren Benutzernamen beschränkt.

Dies wirft eine wichtige Frage auf: Wenn Sie nicht wissen, wer der Blockchain Blöcke hinzufügt, wie können Sie dieser Blockchain oder dem Netzwerk von Computern, die sie unterstützen, vertrauen?

Ist Blockchain sicher?

Die Blockchain-Technologie berücksichtigt Sicherheits- und Vertrauensprobleme auf verschiedene Arten. Erstens werden neue Blöcke immer linear und chronologisch gespeichert. Das heißt, sie werden immer an das „Ende“ der Blockchain angehängt. Wenn Sie sich die Blockchain von Bitcoin ansehen, werden Sie feststellen, dass jeder Block eine Position in der Kette hat, die als „Höhe“ bezeichnet wird. Ab Februar 2019 hatte die Blockhöhe 562.000 überschritten.

Nachdem ein Block am Ende der Blockkette hinzugefügt wurde, ist es sehr schwierig, den Inhalt des Blocks zu ändern. Das liegt daran, dass jeder Block seinen eigenen Hash enthält, zusammen mit dem Hash des Blocks davor. Hash-Codes werden von einer mathematischen Funktion erstellt, die digitale Informationen in eine Folge von Zahlen und Buchstaben umwandelt. Wenn diese Informationen in irgendeiner Weise bearbeitet werden, ändert sich auch der Hash-Code.

Deshalb ist das wichtig für die Sicherheit. Angenommen, ein Hacker versucht, Ihre Transaktion bei Amazon zu bearbeiten, sodass Sie für Ihren Kauf tatsächlich das Doppelte bezahlen müssen. Sobald sie den Dollarbetrag Ihrer Transaktion bearbeiten, ändert sich der Hash des Blocks. Der nächste Block in der Kette enthält immer noch den alten Hash, und der Hacker müsste diesen Block aktualisieren, um seine Spuren zu verwischen. Dies würde jedoch den Hash dieses Blocks ändern. Und das nächste und so weiter.

Um einen einzelnen Block zu ändern, müsste ein Hacker jeden einzelnen Block nach dem Block in der Blockchain ändern. Das Neuberechnen all dieser Hashes würde eine enorme und unwahrscheinliche Menge an Rechenleistung erfordern. Mit anderen Worten, sobald ein Block zur Blockchain hinzugefügt wurde, ist es sehr schwierig zu bearbeiten und unmöglich zu löschen.

Um das Problem der Vertrauenswürdigkeit zu lösen, haben Blockchain-Netzwerke Tests für Computer implementiert, die der Kette Blöcke hinzufügen möchten. Die Tests, die als "Konsensmodelle" bezeichnet werden, erfordern, dass Benutzer sich "beweisen", bevor sie an einem Blockchain-Netzwerk teilnehmen können. Eines der häufigsten Beispiele für Bitcoin ist der „Arbeitsnachweis“.

Beim Beweis des Arbeitssystems müssen Computer "beweisen", dass sie "Arbeit" geleistet haben, indem sie ein komplexes mathematisches Rechenproblem lösen. Wenn ein Computer eines dieser Probleme löst, kann er der Blockchain einen Block hinzufügen. Der Prozess des Hinzufügens von Blöcken zur Blockchain, wie die Welt der Kryptowährung "Mining" nennt, ist jedoch nicht einfach. Laut der Blockchain-News-Site BlockExplorer lag die Wahrscheinlichkeit, eines dieser Probleme im Bitcoin-Netzwerk zu lösen, im Februar 2019 bei 1 zu 5, 8 Billionen. Um komplexe mathematische Probleme zu lösen, müssen Computer Programme ausführen, die sie erheblich kosten Mengen an Kraft und Energie (sprich: Geld).

Beweis der Arbeit macht Angriffe von Hackern nicht unmöglich, aber es macht sie irgendwie nutzlos. Wenn ein Hacker einen Angriff auf die Blockchain koordinieren wollte, musste er wie alle anderen auch komplexe Rechenaufgaben mit einer Wahrscheinlichkeit von 1 zu 5, 8 Billionen lösen. Die Kosten für die Organisation eines solchen Angriffs würden mit ziemlicher Sicherheit die Vorteile überwiegen.

Blockchain gegen Bitcoin

Das Ziel der Blockchain ist es, digitale Informationen aufzuzeichnen und zu verbreiten, aber nicht zu bearbeiten. Es kann schwierig sein, dieses Konzept zu verstehen, ohne die Technologie in Aktion zu sehen. Schauen wir uns also an, wie die früheste Anwendung der Blockchain-Technologie tatsächlich funktioniert.

Die Blockchain-Technologie wurde 1991 erstmals von Stuart Haber und W. Scott Stornetta vorgestellt, zwei Forschern, die ein System implementieren wollten, bei dem Zeitstempel von Dokumenten nicht manipuliert werden konnten. Aber erst fast zwei Jahrzehnte später, mit dem Start von Bitcoin im Januar 2009, hatte diese Blockchain ihre erste reale Anwendung.

Das Bitcoin-Protokoll basiert auf der Blockchain. In einem Forschungsbericht zur Einführung der digitalen Währung nannte der pseudonyme Schöpfer von Bitcoin, Satoshi Nakamoto, "ein neues elektronisches Kassensystem, das vollständig Peer-to-Peer ist und keinen vertrauenswürdigen Dritten hat."

So funktioniert das.

Sie haben all diese Leute auf der ganzen Welt, die Bitcoin haben. Laut einer Studie des Cambridge Centre for Alternative Finance aus dem Jahr 2017 könnten es sogar 5, 9 Millionen sein. Nehmen wir an, einer dieser 5, 9 Millionen Menschen möchte sein Bitcoin für Lebensmittel ausgeben. Hier kommt die Blockchain ins Spiel.

Wenn es um gedrucktes Geld geht, wird die Verwendung von gedruckter Währung von einer zentralen Behörde, normalerweise einer Bank oder einer Regierung, reguliert und überprüft - Bitcoin wird jedoch von niemandem kontrolliert. Stattdessen werden in Bitcoin getätigte Transaktionen von einem Computernetzwerk überprüft.

Wenn eine Person eine andere Person für Waren mit Bitcoin bezahlt, prüfen Computer im Bitcoin-Netzwerk die Transaktion. Zu diesem Zweck führen Benutzer ein Programm auf ihren Computern aus und versuchen, ein komplexes mathematisches Problem zu lösen, das als "Hash" bezeichnet wird. Wenn ein Computer das Problem durch "Hashing" eines Blocks löst, hat seine algorithmische Arbeit auch dessen Block überprüft Transaktionen. Die abgeschlossene Transaktion wird öffentlich aufgezeichnet und als Block in der Blockchain gespeichert. Ab diesem Zeitpunkt kann sie nicht mehr geändert werden. Bei Bitcoin und den meisten anderen Blockchains werden Computer, die Blöcke erfolgreich überprüfen, für ihre Arbeit mit Kryptowährung belohnt. (Eine ausführlichere Erklärung zur Überprüfung finden Sie unter: Was ist Bitcoin Mining?)

Obwohl Transaktionen öffentlich in der Blockchain aufgezeichnet werden, sind die Benutzerdaten nicht oder zumindest nicht vollständig. Um Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk durchführen zu können, müssen die Teilnehmer ein Programm ausführen, das als "Brieftasche" bezeichnet wird. Jede Brieftasche besteht aus zwei eindeutigen und unterschiedlichen kryptografischen Schlüsseln: einem öffentlichen Schlüssel und einem privaten Schlüssel. Der öffentliche Schlüssel ist der Ort, an dem Transaktionen ein- und ausgezahlt werden. Dies ist auch der Schlüssel, der im Blockchain-Ledger als digitale Signatur des Benutzers angezeigt wird.

Selbst wenn ein Benutzer eine Zahlung in Bitcoins auf seinen öffentlichen Schlüssel erhält, kann er diese nicht mit dem privaten Gegenstück abheben. Der öffentliche Schlüssel eines Benutzers ist eine verkürzte Version seines privaten Schlüssels, die durch einen komplizierten mathematischen Algorithmus erstellt wurde. Aufgrund der Komplexität dieser Gleichung ist es jedoch fast unmöglich, den Prozess umzukehren und einen privaten Schlüssel aus einem öffentlichen Schlüssel zu generieren. Aus diesem Grund wird die Blockchain-Technologie als vertraulich angesehen.

Grundlagen zu öffentlichen und privaten Schlüsseln

Hier ist die ELI5 - "Erkläre es wie ich bin 5" -Version. Sie können sich einen öffentlichen Schlüssel als Schulschließfach und einen privaten Schlüssel als Schließfachkombination vorstellen. Lehrer, Schüler und sogar Ihr Schwarm können Briefe und Notizen durch die Öffnung in Ihrem Schließfach einfügen. Die einzige Person, die den Inhalt der Mailbox abrufen kann, ist die Person mit dem eindeutigen Schlüssel. Es sollte jedoch beachtet werden, dass Schulschließfachkombinationen zwar im Büro des Schulleiters aufbewahrt werden, es jedoch keine zentrale Datenbank gibt, die die privaten Schlüssel eines Blockchain-Netzwerks protokolliert. Wenn ein Benutzer seinen privaten Schlüssel verlegt, verliert er den Zugriff auf seine Bitcoin-Brieftasche, wie dies bei diesem Mann der Fall war, der im Dezember 2017 landesweite Schlagzeilen machte.

Eine einzige öffentliche Kette

Im Bitcoin-Netzwerk wird die Blockchain nicht nur von einem öffentlichen Netzwerk von Benutzern gemeinsam genutzt und verwaltet, sondern es wird auch eine Vereinbarung getroffen. Wenn Benutzer dem Netzwerk beitreten, erhält ihr verbundener Computer eine Kopie der Blockchain, die aktualisiert wird, wenn ein neuer Transaktionsblock hinzugefügt wird. Aber was ist, wenn durch menschliches Versagen oder die Bemühungen eines Hackers die Kopie der Blockchain eines Benutzers so manipuliert wird, dass sie sich von jeder anderen Kopie der Blockchain unterscheidet?

Das Blockchain-Protokoll verhindert die Existenz mehrerer Blockchains durch einen Prozess, der als "Konsens" bezeichnet wird. Bei Vorhandensein mehrerer unterschiedlicher Kopien der Blockchain übernimmt das Konsensprotokoll die längste verfügbare Kette. Mehr Benutzer in einer Blockchain bedeuten, dass Blöcke schneller zum Ende der Chain hinzugefügt werden können. Nach dieser Logik ist die Blockchain der Aufzeichnungen immer diejenige, der die meisten Benutzer vertrauen. Das Konsensprotokoll ist eine der größten Stärken der Blockchain-Technologie, berücksichtigt jedoch auch eine seiner größten Schwächen.

Theoretisch hackersicher

Theoretisch ist es für einen Hacker möglich, die Mehrheitsregel bei einem so genannten 51% -Angriff zu nutzen. So würde es passieren. Nehmen wir an, es gibt 5 Millionen Computer im Bitcoin-Netzwerk, eine grobe Untertreibung, aber eine Zahl, die leicht zu teilen ist. Um eine Mehrheit im Netzwerk zu erreichen, müsste ein Hacker mindestens 2, 5 Millionen und einen dieser Computer kontrollieren. Auf diese Weise kann ein Angreifer oder eine Gruppe von Angreifern den Prozess der Aufzeichnung neuer Transaktionen stören. Sie könnten eine Transaktion senden - und sie dann stornieren, sodass es so aussieht, als ob sie noch die Münze hätten, die sie gerade ausgegeben haben. Diese Sicherheitsanfälligkeit, die als doppelte Ausgaben bezeichnet wird, ist das digitale Äquivalent einer perfekten Fälschung und ermöglicht es Benutzern, ihre Bitcoins zweimal auszugeben.

Ein solcher Angriff ist für eine Blockchain von Bitcoin-Größe äußerst schwierig auszuführen, da ein Angreifer die Kontrolle über Millionen von Computern erlangen müsste. Bei der Gründung von Bitcoin im Jahr 2009 war es für einen Angreifer einfacher, einen Großteil der Rechenleistung im Netzwerk zu kontrollieren. Dieses definierende Merkmal der Blockchain wurde als eine Schwäche für junge Kryptowährungen bezeichnet.

Die Angst der Benutzer vor 51% Angriffen kann die Bildung von Monopolen in der Blockchain einschränken. In „Digital Gold: Bitcoin und die Insider-Geschichte der Außenseiter und Millionäre, die versuchen, Geld neu zu erfinden“ schreibt der New York Times-Journalist Nathaniel Popper, wie eine Benutzergruppe namens „Bitfury“ Tausende leistungsstarker Computer zusammengelegt hat, um zu gewinnen ein Wettbewerbsvorteil für die Blockchain. Ihr Ziel war es, so viele Blöcke wie möglich abzubauen und Bitcoin zu verdienen, die zu dieser Zeit einen Wert von jeweils ca. 700 USD hatten.

Bitfury nutzen

Bis März 2014 war Bitfury jedoch so positioniert, dass es 50% der gesamten Rechenleistung des Blockchain-Netzwerks übersteigt. Anstatt die Kontrolle über das Netzwerk weiter auszubauen, entschied sich die Gruppe, sich selbst zu regulieren, und schwor, niemals über 40% hinauszugehen. Bitfury wusste, dass der Wert von Bitcoin sinken würde, wenn sie ihre Kontrolle über das Netzwerk weiter ausbauen würden, da die Benutzer ihre Münzen verkauften, um sich auf die Möglichkeit eines 51% igen Angriffs vorzubereiten. Mit anderen Worten, wenn Benutzer das Vertrauen in das Blockchain-Netzwerk verlieren, besteht die Gefahr, dass die Informationen in diesem Netzwerk vollständig wertlos werden. Blockchain-Benutzer können also ihre Rechenleistung nur bis zu einem Punkt steigern, bevor sie anfangen, Geld zu verlieren.

Die praktische Anwendung von Blockchain

Blöcke in der Blockchain speichern Daten über Geldtransaktionen - das haben wir aus dem Weg geräumt. Es stellt sich jedoch heraus, dass Blockchain eine ziemlich zuverlässige Methode zum Speichern von Daten über andere Arten von Transaktionen ist. Tatsächlich kann die Blockchain-Technologie zum Speichern von Daten über Immobilienbörsen, Stopps in einer Lieferkette und sogar zum Wählen eines Kandidaten verwendet werden.

Das Professional Services-Netzwerk Deloitte hat kürzlich 1.000 Unternehmen in sieben Ländern befragt, ob sie Blockchain in ihre Geschäftsabläufe integrieren möchten. Ihre Umfrage ergab, dass 34% bereits heute ein Blockchain-System in Produktion haben, während weitere 41% damit rechnen, in den nächsten 12 Monaten eine Blockchain-Anwendung bereitzustellen. Darüber hinaus gaben fast 40% der befragten Unternehmen an, dass sie im kommenden Jahr mindestens 5 Millionen US-Dollar in Blockchain investieren würden. Hier sind einige der beliebtesten Anwendungen der Blockchain, die heute erforscht werden.

Banknutzung

Vielleicht profitiert keine Branche mehr von der Integration der Blockchain in ihre Geschäftstätigkeit als das Bankgeschäft. Finanzinstitute sind nur während der Geschäftszeiten an fünf Tagen in der Woche tätig. Das heißt, wenn Sie versuchen, am Freitag um 18 Uhr einen Scheck einzuzahlen, müssen Sie wahrscheinlich bis Montagmorgen warten, bis das Geld auf Ihrem Konto eingeht. Selbst wenn Sie Ihre Einzahlung während der Geschäftszeiten tätigen, kann die Überprüfung der Transaktion 1-3 Tage dauern, da die Banken eine Vielzahl von Transaktionen abwickeln müssen. Blockchain hingegen schläft nie.

Durch die Integration der Blockchain in Banken können Verbraucher ihre Transaktionen in nur 10 Minuten abwickeln. Dies ist im Grunde genommen die Zeit, die erforderlich ist, um einen Block zur Blockchain hinzuzufügen, unabhängig von der Uhrzeit oder dem Wochentag. Mit Blockchain haben Banken auch die Möglichkeit, schneller und sicherer Geld zwischen Instituten auszutauschen. Im Börsenhandel kann der Abwicklungs- und Clearingprozess beispielsweise bis zu drei Tage dauern (oder länger, wenn Banken international handeln), was bedeutet, dass das Geld und die Aktien für diese Zeit eingefroren sind.

Angesichts der Höhe der Beträge können selbst die wenigen Tage, an denen sich das Geld im Transit befindet, erhebliche Kosten und Risiken für Banken mit sich bringen. Santander, eine europäische Bank, bezifferte die potenziellen Einsparungen auf 20 Milliarden US-Dollar pro Jahr. Capgemini, ein französisches Beratungsunternehmen, schätzt, dass Verbraucher durch Blockchain-basierte Anwendungen jährlich bis zu 16 Milliarden US-Dollar an Bank- und Versicherungsgebühren sparen können.

Verwendung in Kryptowährung

Blockchain bildet das Fundament für Kryptowährungen wie Bitcoin. Wie bereits erwähnt, werden Währungen wie der US-Dollar von einer zentralen Behörde, in der Regel einer Bank oder einer Regierung, reguliert und überprüft. Nach dem System der zentralen Behörde liegen die Daten und die Währung eines Benutzers technisch im Ermessen seiner Bank oder Regierung. Wenn die Bank eines Benutzers zusammenbricht oder er in einem Land mit einer instabilen Regierung lebt, kann der Wert seiner Währung gefährdet sein. Dies sind die Sorgen, aus denen Bitcoin entstand.

Durch die Verteilung der Operationen auf ein Computernetzwerk ermöglicht die Blockchain den Betrieb von Bitcoin und anderen Kryptowährungen, ohne dass eine zentrale Behörde erforderlich ist. Dies reduziert nicht nur das Risiko, sondern eliminiert auch viele der Bearbeitungs- und Transaktionsgebühren. Dies gibt auch denjenigen in Ländern mit instabilen Währungen eine stabilere Währung mit mehr Anwendungen und ein breiteres Netzwerk von Einzelpersonen und Institutionen, mit denen sie im In- und Ausland Geschäfte tätigen können (zumindest ist dies das Ziel).

Anwendungen im Gesundheitswesen

Gesundheitsdienstleister können Blockchain nutzen, um die Krankenakten ihrer Patienten sicher zu speichern. Wenn eine Krankenakte erstellt und signiert wird, kann sie in die Blockchain geschrieben werden, wodurch Patienten den Beweis und die Gewissheit erhalten, dass die Akte nicht geändert werden kann. Diese persönlichen Gesundheitsakten könnten verschlüsselt und mit einem privaten Schlüssel in der Blockchain gespeichert werden, so dass nur bestimmte Personen darauf zugreifen können, wodurch die Privatsphäre gewahrt bleibt

Eigentumsaufzeichnungen verwenden

Wenn Sie jemals Zeit in Ihrem örtlichen Aufnahmebüro verbracht haben, wissen Sie, dass das Aufzeichnen von Eigentumsrechten sowohl mühsam als auch ineffizient ist. Heutzutage muss eine physische Urkunde an einen Regierungsangestellten im örtlichen Aufnahmebüro übergeben werden, wo sie manuell in die zentrale Datenbank und den öffentlichen Index des Landkreises eingegeben wird. Im Falle eines Eigentumsstreits müssen Ansprüche an das Eigentum mit dem öffentlichen Index abgeglichen werden.

Dieser Prozess ist nicht nur kostspielig und zeitaufwändig, sondern auch mit menschlichen Fehlern behaftet, bei denen jede Ungenauigkeit die Nachverfolgung des Eigentums weniger effizient macht. Blockchain kann das Scannen von Dokumenten und das Auffinden physischer Dateien in einem lokalen Aufzeichnungsbüro überflüssig machen. Wenn das Eigentumsrecht in der Blockchain gespeichert und überprüft wird, können Eigentümer darauf vertrauen, dass ihre Tat korrekt und dauerhaft ist.

Verwendung in intelligenten Verträgen

Ein intelligenter Vertrag ist ein Computercode, der in die Blockchain integriert werden kann, um eine Vertragsvereinbarung zu vereinfachen, zu überprüfen oder auszuhandeln. Smart-Verträge unterliegen einer Reihe von Bedingungen, denen die Benutzer zustimmen. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, werden die Bedingungen der Vereinbarung automatisch ausgeführt.

Nehmen wir zum Beispiel an, ich vermiete Ihnen meine Wohnung mit einem intelligenten Vertrag. Ich erkläre mich damit einverstanden, Ihnen den Türcode für das Apartment zu geben, sobald Sie mir Ihre Kaution zahlen. Wir beide würden unseren Teil des Geschäfts an den Smart-Vertrag senden, der meinen Türcode am Tag der Anmietung speichert und automatisch gegen Ihre Kaution eintauscht. Wenn ich den Türcode nicht bis zum Mietdatum zur Verfügung stelle, erstattet der Smart-Vertrag Ihre Kaution. Dadurch entfallen die Gebühren, die normalerweise bei der Verwendung eines Notars oder eines Mediators von Dritten anfallen.

Supply Chain Verwendung

Lieferanten können Blockchain verwenden, um die Herkunft der von ihnen gekauften Materialien aufzuzeichnen. Dies würde es Unternehmen ermöglichen, die Echtheit ihrer Produkte zusammen mit Gesundheits- und Ethiklabels wie „Bio“, „Lokal“ und „Fairer Handel“ zu überprüfen.

Forbes berichtet, dass die Lebensmittelindustrie zunehmend Blockchain einsetzt, um den Weg und die Sicherheit von Lebensmitteln auf dem Weg von der Farm zum Benutzer zu verfolgen.

Verwendet bei der Abstimmung

Die Abstimmung mit Blockchain birgt das Potenzial, Wahlbetrug zu beseitigen und die Wahlbeteiligung zu steigern, wie bei den Zwischenwahlen im November 2018 in West Virginia getestet wurde. Jede Stimme würde als Block in der Blockchain gespeichert, was es nahezu unmöglich macht, sie zu manipulieren. Das Blockchain-Protokoll würde auch die Transparenz des Wahlprozesses aufrechterhalten und das für die Durchführung einer Wahl erforderliche Personal reduzieren und den Beamten sofortige Ergebnisse liefern.

Vor- und Nachteile der Blockchain

Bei aller Komplexität ist das Potenzial von Blockchain als dezentrale Form der Aufzeichnung nahezu unbegrenzt. Mit der Blockchain-Technologie können möglicherweise Anwendungen erkannt werden, die über die oben genannten Anforderungen hinausgehen.

Vorteile

Verbesserte Genauigkeit durch Beseitigung der menschlichen Beteiligung an der Überprüfung
Kostensenkung durch Wegfall der Überprüfung durch Dritte
Die Dezentralisierung erschwert Manipulationen
Transaktionen sind sicher, privat und effizient
Transparente Technik

Nachteile

Signifikante Technologiekosten im Zusammenhang mit dem Abbau von Bitcoin
Niedrige Transaktionen pro Sekunde
Vorgeschichte der Verwendung bei illegalen Aktivitäten
Anfälligkeit gehackt zu werden

Hier werden die Verkaufsargumente der Blockchain für Unternehmen auf dem heutigen Markt genauer beschrieben.

Genauigkeit der Kette

Transaktionen im Blockchain-Netzwerk werden von einem Netzwerk mit Tausenden oder Millionen von Computern genehmigt. Dies beseitigt fast jede menschliche Beteiligung am Überprüfungsprozess, was zu weniger menschlichen Fehlern und einer genaueren Aufzeichnung von Informationen führt. Selbst wenn ein Computer im Netzwerk einen Rechenfehler machen würde, würde der Fehler nur bei einer Kopie der Blockchain auftreten. Damit sich dieser Fehler auf den Rest der Blockchain ausbreitet, muss er von mindestens 51% der Netzwerkcomputer ausgeführt werden - eine Unmöglichkeit.

Kostensenkung

Normalerweise zahlen Verbraucher eine Bank, um eine Transaktion zu überprüfen, einen Notar, um ein Dokument zu unterzeichnen, oder einen Minister, um eine Ehe zu schließen. Blockchain macht die Überprüfung durch Dritte und die damit verbundenen Kosten überflüssig. Für Unternehmer fällt eine geringe Gebühr an, wenn sie Zahlungen mit Kreditkarten akzeptieren, zum Beispiel, weil Banken diese Transaktionen abwickeln müssen. Bitcoin hingegen hat keine zentrale Behörde und praktisch keine Transaktionsgebühren.

Dezentralisierung

Blockchain speichert keine seiner Informationen an einem zentralen Ort. Stattdessen wird die Blockchain kopiert und über ein Computernetzwerk verteilt. Jedes Mal, wenn ein neuer Block zur Blockchain hinzugefügt wird, aktualisiert jeder Computer im Netzwerk seine Blockchain, um die Änderung widerzuspiegeln. Durch die Verteilung dieser Informationen über ein Netzwerk, anstatt sie in einer zentralen Datenbank zu speichern, wird es schwieriger, Blockchain zu manipulieren. Wenn eine Kopie der Blockchain in die Hände eines Hackers gerät, wird nur eine einzige Kopie der Informationen und nicht das gesamte Netzwerk gefährdet.

Effiziente Transaktionen

Transaktionen, die über eine zentrale Behörde abgewickelt werden, können einige Tage in Anspruch nehmen. Wenn Sie beispielsweise versuchen, am Freitagabend einen Scheck einzuzahlen, wird Ihr Guthaben möglicherweise erst am Montagmorgen auf Ihrem Konto angezeigt. Während Finanzinstitute an fünf Tagen in der Woche zu Geschäftszeiten arbeiten, ist Blockchain an sieben Tagen in der Woche rund um die Uhr in Betrieb. Transaktionen können in etwa zehn Minuten abgeschlossen werden und gelten bereits nach wenigen Stunden als sicher. Dies ist besonders nützlich für grenzüberschreitende Transaktionen, die aufgrund von Zeitzonenproblemen und der Tatsache, dass alle Parteien die Zahlungsabwicklung bestätigen müssen, in der Regel viel länger dauern.

Private Transaktionen

Viele Blockchain-Netzwerke fungieren als öffentliche Datenbanken, sodass jeder mit einer Internetverbindung eine Liste des Transaktionsverlaufs des Netzwerks anzeigen kann. Obwohl Benutzer auf Details zu Transaktionen zugreifen können, können sie nicht auf identifizierende Informationen zu den Benutzern zugreifen, die diese Transaktionen ausführen. Es ist eine verbreitete Fehleinschätzung, dass Blockchain-Netzwerke wie Bitcoin anonym sind, obwohl sie eigentlich nur vertraulich sind.

Das heißt, wenn ein Benutzer öffentliche Transaktionen durchführt, wird sein eindeutiger Code, der als öffentlicher Schlüssel bezeichnet wird, in der Blockchain und nicht in seinen persönlichen Informationen aufgezeichnet. Die Identität einer Person ist zwar immer noch mit ihrer Blockchain-Adresse verknüpft, dies verhindert jedoch, dass Hacker an die persönlichen Informationen eines Benutzers gelangen, wie dies bei einem Hackerangriff auf eine Bank der Fall sein kann.

Sichere Transaktionen

Sobald eine Transaktion aufgezeichnet wurde, muss ihre Authentizität vom Blockchain-Netzwerk überprüft werden. Tausende oder sogar Millionen von Computern in der Blockchain beeilen sich, um zu bestätigen, dass die Kaufdaten korrekt sind. Nachdem ein Computer die Transaktion validiert hat, wird sie in Form eines Blocks zur Blockchain hinzugefügt. Jeder Block in der Blockchain enthält einen eigenen eindeutigen Hash sowie den eindeutigen Hash des Blocks davor. Wenn die Informationen zu einem Block in irgendeiner Weise bearbeitet werden, ändert sich der Hash-Code dieses Blocks, der Hash-Code des Blocks danach jedoch nicht. Diese Diskrepanz macht es äußerst schwierig, Informationen in der Blockchain ohne Vorankündigung zu ändern.

Transparenz

Auch wenn persönliche Informationen in der Blockchain vertraulich behandelt werden, handelt es sich bei der Technologie selbst fast immer um Open Source. Dies bedeutet, dass Benutzer im Blockchain-Netzwerk den Code nach Belieben ändern können, sofern sie über einen Großteil der Rechenleistung des Netzwerks verfügen, die sie unterstützt. Wenn Sie Daten in der Blockchain als Open Source-Datei speichern, wird die Manipulation von Daten ebenfalls erheblich erschwert. Bei Millionen von Computern im Blockchain-Netzwerk ist es beispielsweise unwahrscheinlich, dass jemand eine Änderung vornehmen kann, ohne dass dies bemerkt wird.

Nachteile der Blockchain

Zwar gibt es erhebliche Vorteile für die Blockchain, doch gibt es auch erhebliche Herausforderungen für deren Einführung. Die Hindernisse für die Anwendung der Blockchain-Technologie sind heute nicht nur technischer Natur. Die eigentlichen Herausforderungen sind zum größten Teil politische und behördliche Maßnahmen, ganz zu schweigen von den Tausenden von Stunden (sprich: Geld), die für die Integration der Blockchain in aktuelle Unternehmensnetzwerke erforderlich sind. Hier sind einige der Herausforderungen aufgeführt, die einer weitverbreiteten Blockchain-Übernahme im Wege stehen.

Technologiekosten

Obwohl Blockchain Benutzern Geld für Transaktionsgebühren einsparen kann, ist die Technologie alles andere als kostenlos. Das "Proof-of-Work" -System, mit dem Bitcoin beispielsweise Transaktionen validiert, verbraucht enorme Rechenleistung. In der realen Welt liegt der Stromverbrauch von Millionen von Computern im Bitcoin-Netzwerk nahe an dem, den Dänemark jährlich verbraucht. All diese Energie kostet Geld, und laut einer aktuellen Studie des Forschungsunternehmens Elite Fixtures variieren die Kosten für den Abbau einer einzelnen Bitcoin je nach Standort drastisch von nur 531 US-Dollar bis zu erstaunlichen 26.170 US-Dollar.

Bezogen auf die durchschnittlichen Versorgungskosten in den USA liegt dieser Wert bei 4.758 USD. Trotz der Kosten für die Gewinnung von Bitcoin treiben Benutzer ihre Stromrechnungen weiter in die Höhe, um Transaktionen in der Blockchain zu validieren. Das liegt daran, dass Bergleute, die der Bitcoin-Blockchain einen Block hinzufügen, mit genügend Bitcoin belohnt werden, damit sich ihre Zeit und Energie lohnt. Wenn es jedoch um Blockchains geht, die keine Kryptowährung verwenden, müssen die Miner bezahlt oder anderweitig motiviert werden, um Transaktionen zu validieren.

Geschwindigkeits-Ineffizienz

Bitcoin ist eine perfekte Fallstudie für die möglichen Ineffizienzen der Blockchain. Das Bitcoin-System für den Arbeitsnachweis benötigt etwa zehn Minuten, um der Blockchain einen neuen Block hinzuzufügen. Bei dieser Rate kann das Blockchain-Netzwerk schätzungsweise nur sieben Transaktionen pro Sekunde (TPS) verwalten. Auch wenn andere Kryptowährungen wie Ethereum (20 TPS) und Bitcoin Cash (60 TPS) eine bessere Leistung als Bitcoin erbringen, sind sie dennoch durch die Blockchain begrenzt. Die ältere Marke Visa kann im Kontext 24.000 TPS verarbeiten.

Illegale Aktivität

Die Vertraulichkeit im Blockchain-Netzwerk schützt die Benutzer vor Hacks und schützt die Privatsphäre, ermöglicht jedoch auch illegalen Handel und Aktivitäten im Blockchain-Netzwerk. The most cited example of blockchain being used for illicit transactions is probably Silk Road, an online “dark web” marketplace operating from February 2011 until October 2013 when it was shut down by the FBI.

The website allowed users to browse the website without being tracked and make illegal purchases in bitcoins. Current US regulation prevents users of online exchanges, like those built on blockchain, from full anonymity. In the United States, online exchanges must obtain information about their customers when they open an account, verify the identity of each customer, and confirm that customers do not appear on any list of known or suspected terrorist organizations.

Central Bank Concerns

Several central banks, including the Federal Reserve, the Bank of Canada and the Bank of England, have launched investigations into digital currencies. According to a February 2015 Bank of England research report, “Further research would also be required to devise a system which could utilize distributed ledger technology without compromising a central bank's ability to control its currency and secure the system against systemic attack.”

Hack Susceptibility

Newer cryptocurrencies and blockchain networks are susceptible to 51% attacks. These attacks are extremely difficult to execute due to the computational power required to gain majority control of a blockchain network, but NYU computer science researcher Joseph Bonneau said that might change. Bonneau released a report last year estimating that 51% attacks were likely to increase, as hackers can now simply rent computational power, rather than buying all of the equipment.

What's Next for Blockchain?

First proposed as a research project in 1991, blockchain is comfortably settling into its late twenties. Like most millennials its age, blockchain has seen its fair share of public scrutiny over the last two decades, with businesses around the world speculating about what the technology is capable of and where it's headed in the years to come.

With many practical applications for the technology already being implemented and explored, blockchain is finally making a name for itself at age twenty-seven, in no small part because of bitcoin and cryptocurrency. As a buzzword on the tongue of every investor in the nation, blockchain stands to make business and government operations more accurate, efficient, and secure.

As we prepare to head into the third decade of blockchain, it's no longer a question of "if" legacy companies will catch on to the technology — it's a question of "when."

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