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Die Blockchain – einfach erklärt (DEEP! #007)

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Erst kam das Metaverse, dann NFT, letzte Woche stellte ich euch das Web3 vor. Es ist nur eine logische Konsequenz, dass wir uns auch mit der verborgenen Supermacht dahinter beschäftigen. Die Technologie, die diese digitalen Wunderwerke erst ermöglicht. Die Blockchain.

Was genau bedeutet es, wenn man von einer “Blockchain” spricht? Ich will euch heute nicht mit technischem Kauderwelsch langweilen, sondern euch eine möglichst einfache Erklärung liefern.

Also entspann dich, lehn dich zurück und lerne die Blockchain kennen. Am Ende dieser Folge ist dir die Blockchain endlich kein Rätsel mehr. Bleib also unbedingt bis zum Ende dabei! Bereit für diesen Deepdive? Los geht’s.

Die Blockchain ist eine Datenbank

Frischen wir erstmal dein Wissen über Datenbanken auf, denn genau das ist eine Blockchain. Eine Datenbank ist eine Sammlung von Informationen, die auf Servern gespeichert wird und leicht zugänglich ist und gewartet und aktualisiert werden kann.

Um viele Informationen oder “Daten” zu haben, sind manchmal viele Server erforderlich, die an großen Orten, den sogenannten “Serverfarmen” zusammenarbeiten. Eine Serverfarmriesige kannst du dir als riesiges Gebäude mit Tausenden von Computern vorstellen.

Unternehmen wie Amazon und Google verwenden riesige Server, um alle Informationen zu speichern, die sie von ihren Kunden erhalten, wenn diese ihre Websites, Anwendungen und andere Dinge nutzen.

Meistens sind nur einige wenige Personen, die dazu berechtigt sind, für diese Datenbanken zuständig, und sie werden alle an einem Ort aufbewahrt. Das bedeutet, dass ihre Sicherheit vollständig davon abhängt, dass die Serverfarm nicht zusammenbricht oder die Personen, die Zugang haben, nicht gehackt werden.

Aufgrund von Bränden und Hackerangriffen könnten Daten in der Farm verloren gehen oder durchsickern, und das kann passieren. Hacker können leicht Angriffspunkte finden, da sich das System an einem Ort befindet und über viele Kontrollpunkte verfügt. Aus diesem Grund sind einige Datenbanken über Computer an verschiedenen Orten verteilt. Es gibt verschiedene Arten von Datenbanken, die auf diese Weise funktionieren. Sie werden als “verteilte Datenbanken” bezeichnet.

Genauer gesagt eine verteilte Datenbank

Jetzt fragst du dich, was sind verteilte Datenbanken?

Verteilte Datenbanken werden aus Sicherheitsgründen nicht an einem zentralen Ort, sondern auf nach Standorten getrennten Servern gespeichert. Im Zusammenhang mit einer verteilten Datenbank werden diese Server oft als Knoten bezeichnet.

Auf diese Weise kann ein Server im Falle einer Störung oder eines Hackerangriffs abgeschaltet werden, während die anderen Knoten an verschiedenen Standorten die Datenbank weiter betreiben können.

Na, fühlst du dich bereit für den spannenden Teil? Deine Geduld zahlt sich aus, wir kommen jetzt nämlich zur Blockchain.

Die Blockchain

Man kann sich eine Blockchain als eine Version einer Datenbank vorstellen, genauer gesagt, einer verteilten Datenbank. Die Hauptunterschiede liegen in der Art der gespeicherten Daten, der Art der Speicherung und der Zugriffsberechtigung. Was ganz besonders bei einer Blockchain ist, ist die Tatsache, dass Daten in einer Blockchain nicht manipuliert oder gelöscht werden können.

Spannend ist nun die Art und Weise, wie die Blockchain speichert. Du wirst jetzt erfahren, woher die Blockchain ihren Namen hat. Anstelle einer typischen Datenbank, in der Informationen in beliebigen Ordnern gespeichert werden, werden Bitcoin-Transaktionen in “Blöcken” gespeichert. Wenn neue Transaktionen auftreten, werden sie in diesen sogenannten Blöcken gruppiert.

Ein Block besteht aus den folgenden Elementen:

  1. Die Daten im Block. Was für Daten das sind, hängt von der Blockchain ab. Auf der Bitcoin-Blockchain befinden sich Transaktionsdaten wie Sender, Empfänger und Menge der Coins.
  2. Eine 32-Bit-Ganzzahl, die Nonce genannt wird. Die Nonce wird bei der Erstellung eines Blocks nach dem Zufallsprinzip generiert, woraufhin ein Block-Header-Hash erzeugt wird.
  3. Der Hash ist eine 256-Bit-Zahl, die mit dem Nonce verbunden ist. Sie muss mit einer großen Anzahl von Nullen beginnen (d. h. extrem klein sein). Sie ist einzigartig und damit sowas wie der Fingerabdruck des Blocks.
  4. Außerdem enthält jeder Block den Hash des vorhergegangenen Blocks

Und so, Freunde, kommt der Begriff “Blockchain” zustande. Und genau weil die Blocks so immer auf einander aufbauen, gilt die Blockchain als so sicher. Wenn nämlich ein Block manipuliert wird, dann enthalten die folgenden Blöcke keine korrekte Referenz ihres Vorgängers mehr. Alle Blöcke, die nach dem manipulierten kommen, werden damit ungültig.

Mining der Blockchain

Wie werden neue Blöcke hinzugefügt? Es hat etwas mit Mining zu tun. Vielleicht hast du davon schonmal gehört. Mining ist der Prozess, mit dem neue Blöcke in der Kette generiert werden. Jeder kann ein Miner werden, er oder sie braucht nur einen leistungsstarken Rechner und die frei zugängliche Software.

Das Mining eines Blocks ist aber tatsächlich nicht einfach ist, insbesondere bei großen Ketten, denn beim Mining muss durch die riesigen Zahlenketten ein extrem komplexes Mathemathisches Problem gelöst werden.

in einer Blockchain ja jeder Block ja wie gesagt seine eigene Nonce und seinen eigenen Hash, verweist aber auch auf den Hash des vorherigen Blocks in der Kette

Miner verwenden wie gesagt spezielle Software, um das folgende ungeheuer komplexe mathematische Problem zu lösen: Sie müssenn eine Nonce zu finden, die einen akzeptierten Hash erzeugt. Da die Nonce nur aus 32 Bits und der Hash aus 256 Bits besteht, gibt es etwa vier Milliarden mögliche Nonce-Hash-Kombinationen, die abgetragen werden müssen, bevor die richtige gefunden wird. Wenn das passiert, heißt es, dass die Miner die “goldene Nonce” gefunden haben und ihr Block wird der Kette hinzugefügt.

Eine Änderung an einem früheren Block in der Kette erfordert das erneute Mining nicht nur des Blocks mit der Änderung, sondern aller nachfolgenden Blöcke. Aus diesem Grund ist es extrem schwierig, die Blockchain-Technologie zu manipulieren. Stellen dir sich das Ganze als “Sicherheit in der Mathematik” vor, denn das Auffinden goldener Nonces erfordert einen enormen Zeitaufwand und eine enorme Rechenleistung.

Wenn ein Block erfolgreich geschürft wird, wird die Änderung von allen Knoten des Netzwerks, auf englisch Nodes, akzeptiert und der Schürfende wird finanziell belohnt.

Knotenpunkte

Wie wir schon in anderen Folgen besprochen haben, spielt bei der Blockchain und darauf aufbauenden Technologien, ein Konzept eine enorme Rolle: Dezentralisierung. Kein Computer und keine Organisation kann Eigentümer der Kette sein. Stattdessen handelt es sich um ein verteiltes Hauptbuch, das über die mit der Kette verbundenen Knotenpunkte geführt wird. Bei den Knoten kann es sich um jede Art von elektronischem Gerät handeln, das Kopien der Blockchain verwaltet und das Netzwerk am Laufen hält.

Jeder Knoten hat seine eigene Kopie der Blockchain, und das Netzwerk muss jeden neu geschürften Block algorithmisch genehmigen, damit die Kette aktualisiert, vertrauenswürdig und verifiziert werden kann. Da Blockchains transparent sind, kann jede Aktion im Hauptbuch leicht überprüft und eingesehen werden. Jeder Teilnehmer erhält eine eindeutige alphanumerische Identifikationsnummer, die seine Transaktionen anzeigt.

Die Kombination von öffentlichen Informationen mit einem System von Kontrollen und Gegenkontrollen hilft der Blockchain, ihre Integrität zu bewahren und schafft Vertrauen unter den Nutzern.

Nutzen von Blockchain

Jetzt weißt du, wie eine Blockchain aufgebaut ist. Aber wofür gibt es die denn jetzt? Was bringt uns das?

Ein bekannter Nutzen sind Kryptowährungen. Kryptowährungen sind digitale Währungen wie Bitcoin, Ethereum oder Litecoin, die zum Kauf von Waren und Dienstleistungen verwendet werden können. Im Gegensatz zu Bargeld wird bei Kryptowährungen die Blockchain verwendet, die sowohl als öffentliches Buch als auch als erweitertes kryptografisches Sicherheitssystem fungiert, so dass Online-Transaktionen stets aufgezeichnet und gesichert sind. Die Sicherheit ist also ein sattes Plus.

Kryptowährungen stehen heute für viele für die Demokratisierung der Finanzen. Kryptowährungen können nämlich individuelle Währungen und Zentralbanken überflüssig machen – Mit Blockchain können Kryptowährungen an jeden Ort der Welt geschickt werden, ohne dass ein Währungsumtausch erforderlich ist oder Zentralbanken eingreifen. Es braucht also keine keine “Mittelsmänner”, “Mittelsfrauen” bzw. “Mittelspersonen” mehr. Entsprechend ist der Markt nicht oder bislang noch nicht reguliert.

 

Halten wir noch einmal fest, was eine Blockchain ist:

Eine Blockchain ist ein System zur Aufzeichnung von Informationen in einer Weise, die es schwierig oder unmöglich macht, das System zu ändern, zu hacken oder zu betrügen. Eine Blockchain ist im Wesentlichen ein digitales Verzeichnis der Transaktionen, das dupliziert und über das gesamte Netzwerk der Computersysteme auf der Blockchain verteilt wird.

Ethereum als Beispiel einer Blockchain

Ich möchte mit euch noch über eine wichtige Blockchain sprechen, die ich bereits in früheren Folgen erwähnt habe: Ethereum.

Mit der Ethereum-Blockchain können Entwickler anspruchsvolle Programme erstellen, die auf der Blockchain miteinander kommunizieren können.

Erinnert ihr euch noch was Token sind? Ich habe sie in der letzten Folge im Zusammenhang mit NFTs erklärt. Kleine Auffrischung: Ethereum-Programmierer können Token erstellen, die jede Art von digitalem Vermögenswert repräsentieren, sein Eigentum nachverfolgen und seine Funktionen gemäß einer Reihe von Programmieranweisungen ausführen.

Token können Musikdateien, Verträge, Konzertkarten oder sogar die Krankenakte eines Patienten sein. In jüngster Zeit sind non-fungible Token (NFTs) in aller Munde. NFTs sind einzigartige Blockchain-basierte Token, die digitale Medien (wie Videos, Musik oder Kunst) speichern. Jedes NFT kann die Authentizität, die Vorgeschichte und das alleinige Eigentum an dem digitalen Medium zu verifizieren. NFTs erfreuen sich großer Beliebtheit, da sie einer neuen Welle digitaler Schöpfer die Möglichkeit bieten, ihre Werke zu kaufen und zu verkaufen und dabei eine angemessene Anerkennung und einen fairen Anteil am Gewinn zu erhalten.

Fazit zu Blockchain

Die neu entdeckten Einsatzmöglichkeiten von Blockchain haben das Potenzial der Technologie auf andere Bereiche wie Medien, Behörden und Identitätssicherheit ausgeweitet. Tausende von Unternehmen erforschen und entwickeln derzeit Produkte und Ökosysteme, die vollständig Blockchain basieren.

Blockchain stellt den derzeitigen Status quo der Innovation in Frage, indem es Unternehmen ermöglicht, mit bahnbrechenden Technologien wie der Peer-to-Peer-Energieverteilung oder dezentralen Formen für Nachrichtenmedien zu experimentieren. Ähnlich wie die Definition von Blockchain werden sich auch die Verwendungszwecke in Zukunft weiterentwickeln.

Ob digitalen Währungen die Zukunft gehört, wird sich zeigen. Im Moment sieht es so aus, als ob der kometenhafte Aufstieg der Blockchain eher Teil unser Realität sind und mehr als ein reiner Hype ist. Obwohl die Entwicklung in diesem völlig neuen, hochexplorativen Bereich noch in den Kinderschuhen steckt, ist die Blockchain auch über Bitcoin hinaus vielversprechend.

Das war’s auch schon wieder für heute. Ich hoffe, ich konnte dir das Thema Blockchain näher bringen und du hast jetzt ein besseres Verständnis dafür.

Wenn du Fragen hast, dann schreibe sie mir gerne an meine E-Mail, die du in den Shownotes findest. Bis zum nächsten Mal, ciao!

Hast du auch was zu sagen und Bock auf eine Folge mit uns?

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