Blockchain und DLTs – Worum geht es da eigentlich?

Was genau kann die Blockchain eigentlich – und warum wird sie so gehypt? RESET beleuchtet Stärken (und Schwächen) der Technologie.

Autor Marisa Pettit:

Übersetzung Sarah-Indra Jungblut, 20.11.18

Um zu verstehen, was eine Blockchain ist und wie sie funktioniert, kann man sie sich, stark vereinfacht, als eine Art Register vorstellen, das permanent um neue Einträge erweitert wird. Dieses wird auf allen Computern eines Netzwerks geteilt und ist für alle Teilnehmer komplett einsehbar. Nehmen die Teilnehmer des Netzwerks Transaktionen vor – das kann die Überweisung von Geldbeträgen, die Übertragung von Verfügungsrechten oder die Weitergabe von Informationen sein – werden diese in der Blockchain vermerkt, als digitale Werte in Blöcken zusammengefasst und dem Register verschlüsselt angehängt. Wann immer eine Transaktion getätigt wird, ist diese Änderung sofort bei allen Nutzern sichtbar. Damit existiert eine identische Version der Blockchain auf allen Computern eines Netzwerks.

Für die Sicherheit der Transaktionen sorgen sogenannte Miner, die die jeweiligen Transaktionen überprüfen. Die Miner sind Teilnehmer des Netzwerks, die, etwas verkürzt ausgedrückt, ihre Rechenleistung zur Validierung von Transaktionen zur Verfügung stellen. Die Resistenz einer Blockchain gegenüber Manipulationen steigt mit der Anzahl der teilnehmenden Miner. Das System verteilt die Verantwortung auf ein ganzes Peer-to-Peer-Netzwerk ohne zentrale Steuerung. Als Gegenleistung erhalten die Miner einen Block Reward, zum Beispiel neue Bitcoins oder andere Kryptowährungen.

Sobald eine Transaktion validiert ist, wird sie dauerhaft in einem Block gespeichert und kann nicht mehr verändert werden. Jeder Block enthält neben den Transaktionen auch eine verschlüsselte Information über den vorherigen Block. Damit entsteht eine immer länger werdende Kette von Datenblöcken, die nicht oder nur mit sehr großem Aufwand manipuliert werden kann und die Nachvollziehbarkeit der Historie aller Transaktionen bis zum ersten Block ermöglicht.

Die Stärken der Blockchain: Dezentralisierung, Unveränderlichkeit und Transparenz

Die Stärken und das disruptive Potenzial der Blockchain sind auch in dieser stark vereinfachten Beschreibung erkennbar: Verschlüsselung und Dezentralisierung sind die Kernkomponenten der Technologie. Die Kombination dieser beiden grundlegenden Konzepte macht die Blockchain-Technologie in hohem Maße sicher.

Indem die Datenbanken nicht auf einem einzelnen Computer oder einem zentralen Server gespeichert werden, sondern auf einer Vielzahl von Geräten, sind sie sehr resistent gegenüber Manipulationen. Einzelnen Parteien ist es nahezu unmöglich, die Informationen im Nachhinein zu verändern. Um eine Blockchain zu manipulieren, müssten sich alle Beteiligten, die über eine Kopie der Datenbank verfügen, absprechen und die gleiche Veränderungen vornehmen. Je weiter die Daten also im Netz verteilt sind, desto besser sind Blockchains vor Manipulationen geschützt.

Zudem können sämtliche Transaktionen direkt innerhalb des Netzwerks getätigt werden, ohne dass vermittelnde Institutionen, wie z.B. Banken, benötigt werden – das Blockchain-Netzwerk ist dezentral und selbstorganisiert. Durch ein aufwändiges Verschlüsselungsverfahren ist es zusätzlich noch äußerst sicher.

Die Blockchain-basierte Plattform Ethereum hat der Technologie noch einen spannenden Baustein hinzugefügt: die sogenannten Smart Contracts. Sie sind ein Türöffner für sämtliche Transaktionen jenseits des reinen Finanztransfers. Smart Contracts kann man sich als in die Blockchain eingeschriebene Regeln oder Bedingungen vorstellen, nach denen Transaktionen ablaufen müssen, um valide zu sein. Ein Beispiel aus der Sharing Economy wäre: Nach der Überweisung eines bestimmten Geldbetrags wird ein Fahrradschloss für den Nutzer geöffnet, das Fahrrad steht diesem dann für die gebuchte Zeit zur Verfügung.

Über die Blockchain im Zusammenhang mit Kryptowährungen wurde schon viel berichtet, aber die Eigenschaften Verschlüsselung, Transparenz und Dezentralisierung haben dafür gesorgt, dass die Technologie auch für viele Anwendungen im sozialen und grünen Bereich erprobt wird. Beispiele dazu findest du hier: RESET-Spezial Blockchain

Von Blockchain zu Distributed Ledger Technologies (DLT)

Auch wenn „Blockchain“ oft als Überbegriff verwendet wird, so ist sie eigentlich nur eine besondere Distributed Ledger Technology. Mit Distributed Ledger werden alle Arten von Datenbanken bezeichnet, die gemeinsam haben, dass sie auf mehrere Standorte, Regionen oder Teilnehmer verteilt und dezentral sind. Genau wie in einer Blockchain repliziert und speichert jeder Netzwerkteilnehmer eine identische Kopie der Datenbank und die Aktualisierungen werden mit einem Validierungsprozess abgestimmt. Es gibt aber wesentlich energieschonendere DLTs als z.B. die Bitcoin-Blockchain. Diese setzen auf weniger rechenintensive Konsensmechanismen.

Die verschiedenen Anwendungen von DLTs im Kontext ökologischer und sozialer Themen haben wir uns in unserem RESET-Spezial Blockchain genauer angeschaut. Dabei haben wir eine Auswahl vorgenommen auf solche Projekte und Startups, die unserer Meinung nach ein großes Potenzial besitzen.

Alle Texte, Interviews und Analysen unseres RESET-Spezials Blockchain findest du hier.

Interview: MineSpider will mit Hilfe der Blockchain Konfliktmineralien aus Lieferketten verbannen

Ein Berliner Startup nutzt verteilte Datenbanksysteme, um ein komplexes Problem anzugehen: die Nachverfolgung der Mineralien, die in unseren smarten Geräten verbaut werden.

dezentralisierung-blockchain-sdg-nachhaltige-entwicklung
© CIFOR
GIZ-Interview: Ein besseres globales Miteinander per Blockchain?

Kann die Blockchain in den Bereichen Klimawandel, Demokratie und Wassermanagement sinnvoll eingesetzt werden? Genau daran forscht das GIZ Blockchain Lab. Wir haben mit der GIZ-Expertin Salomé Eggler darüber gesprochen.

Interview: Ein Wald, der sich selbst abholzt? Mit der Blockchain könnten Ökosysteme autonom werden

Können sich natürliche Systeme mit Hilfe der Blockchain selbst verwalten? Diese Frage untersucht ein Team von Entwicklern, Theoretikern und Forschern. Wir haben mit Paul Seidler, einem der Köpfe, gesprochen.

Ein Mikro-Stromnetz in Brooklyn demonstriert die saubere Energieversorgung via Blockchain

In das Stromnetz, wie wir es kennen, sind unendliche Mengen Investitions- und Fördergelder geflossen. Das Ergebnis ist ein bisher alternativloses Ungetüm. Ginge es nicht besser? Und wenn ja: wie?

GiveTrack – Den Weg deiner Spende per Blockchain verfolgen

Das Non-Profit, das es ermöglicht, Bitcoins zu spenden, möchte nun ein Spendenportal aufbauen, das per Blockchain auch den Weg deiner Spende bis hin zur Umsetzung verfolgt.

Die Blockchain und nachhaltige Entwicklung? Das solltest du darüber wissen!

Ohne Blockchain kein Bitcoin! Aber die neue Technologie kann noch viel mehr als Kryptowährungen organisieren. Zum Beispiel die Sharing-Economy auf den Kopf stellen, die Energiewende dezentralisieren und Logistikketten optimieren. Wie die Blockchain funktioniert und welche neuen Wege in eine nachhaltige Zukunft sie ermöglicht? Wir geben einen Überblick.