Frage

Wie funktioniert eine Blockchain?

Antwort
Transparenz

Eine Blockchain ist ein dezentrales und unver?nderliches Register, das Transaktionen aufzeichnet, Verm?genswerte nachverfolgt und Nutzerkonten verwaltet. Bei dem in einer Blockchain erfassten Verm?genswert muss es sich nicht immer um eine Kryptow?hrung handeln.

Blockchains k?nnen verwendet werden, um materielle Verm?genswerte wie Immobilien, Diamanten und Waren sowie immaterielle Verm?genswerte wie geistiges Eigentum, Patente und Urheberrechte zu verfolgen.

Blockchains verdanken ihren Namen der Art und Weise, wie sie Transaktionen speichern. Eine Blockchain fasst mehrere Transaktionen in Gruppen zusammen, die als Bl?cke bezeichnet werden. Jeder Block ist sequentiell verknüpft und bildet eine Kette von Bl?cken. Bl?cke und Transaktionen werden mit einem Zeitstempel versehen und kryptografisch gesichert, um Manipulationen zu verhindern.

Funktionsweise der Blockchain

Schauen wir uns nun an, wie eine Blockchain im Detail funktioniert:

  • Aufzeichnung von Transaktionen: Sobald eine Transaktion stattfindet, speichert die Blockchain alle wichtigen Informationen über die Transaktion, einschlie?lich Informationen über den Sender, den Empf?nger, den Transaktionsbetrag, den Zeitpunkt und vieles mehr.
  • Erzeugung von Bl?cken: Bei der Erstellung von Bl?cken werden mehrere Transaktionen miteinander verknüpft. Bl?cke werden sequentiell miteinander verknüpft, um den genauen Zeitpunkt und die Reihenfolge der Transaktionen zu best?tigen. Transaktionen gelten erst dann als endgültig, wenn der Block, in dem sie enthalten sind, an die Blockchain angeh?ngt wird.
  • Nicht ver?nderbare Kette: Ein neuer Block kann nicht zwischen zwei bestehende Bl?cke eingefügt werden. Sobald also ein neuer Block an das Ende der Blockchain angeh?ngt wird, ist er unver?nderbar und f?lschungssicher. Wenn die Blockchain w?chst, werden weitere Bl?cke hinzugefügt, wodurch die Unver?nderlichkeit der ?lteren Bl?cke verst?rkt wird.

Welche Arten von Blockchains gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von Blockchains, die sich vor allem in Bezug auf Dezentralit?t, Sicherheit, Funktionalit?t und Geschwindigkeit unterscheiden. Hier ein kurzer überblick:

?ffentliche Blockchains

?ffentliche Blockchains

?ffentliche Blockchains sind offene, genehmigungsfreie und dezentrale Blockchains, in denen jeder Transaktionen durchführen und Ressourcen zur Aufrechterhaltung der Blockchain beitragen kann. Kryptow?hrungs-Blockchains wie Bitcoin (BTC) und Ethereum (ETH) sind die beiden popul?rsten ?ffentlichen Blockchains der Welt. ?ffentliche Blockchains werden nicht von einer einzigen zentralisierten Einheit verwaltet. Stattdessen sind sie so konzipiert, dass sie Anreize für Menschen auf der ganzen Welt bieten. Auf diese Weise tr?gt jeder Teilnehmende zur Wartung und zum Betrieb des Netzwerks bei.

Private Blockchains

Private Blockchains

Private Blockchains sind geschlossene Blockchains, die von zentralisierten Einheiten verwaltet werden. Dieser zentrale Betreiber hat die Macht, Nutzer zu filtern, Transaktionen zu zensieren und über die Funktionalit?t des Netzwerks zu entscheiden. Private Blockchains werden in der Regel innerhalb einer Organisation verwendet und sind für die Durchführung bestimmter Aufgaben optimiert.

Permissioned Blockchains

Permissioned Blockchains

Sogenannte Permissioned Blockchains sind eingeschr?nkte Blockchains, bei denen der zentrale Betreiber ausgew?hlten Netzwerkteilnehmern die Ausführung bestimmter Aufgaben erlaubt. Das beste Beispiel für eine permissioned Blockchain ist die digitale Zentralbankw?hrung (Central Bank Digital Currency, CBDC), bei der die Zentralbank Gesch?ftsbanken und Zahlungsdienstleistern die Ausgabe von Token, die Validierung von Bl?cken und die Einsicht in die Transaktionshistorie gestattet.

Wie unterscheiden sich ?ffentliche Blockchains von privaten Blockchains?

?ffentliche Blockchains Private Blockchains
Dezentralisierung Einer der gr??ten Nachteile von ?ffentlichen Blockchains ist die starke Dezentralisierung. Private Blockchains sind zentralisiert.
Offenheit ?ffentliche Blockchains sind genehmigungsfrei. Jeder kann zum Netzwerk beitragen oder es nutzen, um Transaktionen durchzuführen. Der zentralisierte Betreiber hat die Macht, Nutzer zu selektieren.
Sicherheit ?ffentliche Blockchains haben keinen zentralen Point of Failure. Die Sicherheit privater Blockchains h?ngt vollst?ndig von dem zentralen Betreiber ab.
Transparenz Die Transaktionsdaten auf ?ffentlichen Blockchains k?nnen von jedermann überprüft und verifiziert werden. Die Transaktionsdaten sind für die ?ffentlichkeit nicht zug?nglich.
Geschwindigkeit ?ffentliche Blockchains k?nnen unter einer geringeren Transaktionsgeschwindigkeit leiden, wenn Dezentralisierung und Sicherheit Priorit?t haben. Private Blockchains sind für die Durchführung schneller Transaktionen optimiert.
Unver?nderlichkeit ?ffentliche Blockchains sind unver?nderlich. Zentralisierte Betreiber k?nnen vergangene Transaktionen auf einer privaten Blockchain leicht ver?ndern und ab?ndern.
Reichweite Weltweit Innerhalb einer Organisation
Verwendung im Krypto-Bereich Belohnungen in Form von Kryptow?hrungen werden als Anreiz für die Teilnahme am Netzwerk verwendet. Die Verwendung von Krypto-Tokens ist nicht zwingend erforderlich
Funktionen Kann über Funktionen wie intelligente Vertr?ge verfügen. H?ngt vom zentralisierten Betreiber ab.
Beispiel Bitcoin – globales Peer-to-Peer (P2P) Zahlungsnetzwerk Onyx – eine von JP Morgan betriebene Blockchain.

Wie funktionieren Proof-of-Work (PoW) Blockchains?

?ffentliche Blockchains k?nnen in verschiedene Typen unterteilt werden, je nachdem, welchen Konsensmechanismus sie verwenden. Der Konsensmechanismus beschreibt den Prozess, durch den die Netzwerkteilnehmer einer ?ffentlichen Blockchain eine Einigung über den Zustand des Ledgers erzielen.

Die beiden am weitesten verbreiteten Konsensmechanismen sind Proof-of-Work (PoW) und Proof-of-Stake (PoS). Bitcoin ist die weltweit gr??te PoW-Blockchain.

Bitcoin wird von Tausenden von Netzwerkteilnehmern, den sogenannten Minern, betrieben. Miner sind für die Verifizierung von Transaktionen, die Erstellung von Bl?cken und die Kontrolle der Kontost?nde in den Wallets verantwortlich. Als Gegenleistung für ihre ehrliche Arbeit erhalten die Miner jedes Mal, wenn sie der Blockchain einen neuen Block hinzufügen, neu erzeugte BTC-Token.

Wie funktionieren PoW-Blockchains wie Bitcoin?

  • Jedes Mal, wenn ein Nutzer BTC-Token an einen anderen Nutzer sendet, wird die Transaktion an das gesamte Bitcoin-Netzwerk weitergeleitet.
  • Die Miner w?hlen die ausstehenden Transaktionen aus, die an den n?chsten Block angeh?ngt werden sollen.
  • Anschlie?end müssen die Miner gegeneinander antreten, um ein komplexes mathematisches R?tsel zu l?sen, das als Proof of Work (PoW) bezeichnet wird. Der erste Miner, der das R?tsel l?st, erh?lt den Zuschlag für die Erstellung des neuesten Blocks.
  • Danach sendet der Miner den neuen Block an das gesamte Netzwerk.
  • Der neue Block wird nur akzeptiert, wenn alle darin enthaltenen Transaktionen gültig sind.
  • Sobald das Netzwerk die Gültigkeit des neu erstellten Blocks akzeptiert, wird er der Blockchain hinzugefügt.
  • Für das Hinzufügen des neuen Blocks erh?lt der Miner einen sogenannten Block Reward.

Wie funktionieren Proof-of-Stake (PoS) Blockchains?

PoS-Blockchains wie Ethereum und Cardano (ADA) funktionieren ?hnlich wie PoW-Blockchains. Allerdings werden bei PoS-Blockchains die Miner durch Validierer ersetzt.

Jeder, der über die erforderlichen Hardwarevoraussetzungen verfügt, kann ein Validator werden, indem er Kryptow?hrungen als Sicherheiten in einem Prozess hinterlegt, der Staking genannt wird.

Die Validatoren müssen nicht miteinander konkurrieren, um neue Bl?cke zu erstellen. Bei PoS-Blockchains wird ein Validierer zuf?llig ausgew?hlt, um der n?chste Blockersteller zu werden.

Wenn ein Validator erfolgreich einen neuen Block erstellt, wird er mit neu gepr?gten Kryptow?hrungen belohnt. Sollte ein Validierer? schlechte Intentionen haben, wird er aus dem Netzwerk entfernt und seine gestaketen Krypto-Sicherheiten werden einbehalten.

Wofür werden Blockchains verwendet?

  • Mit Hilfe von Blockchains k?nnen Peer-to-Peer (P2P) Zahlungssysteme geschaffen werden.
  • Sie k?nnen in Lieferketten-Netzwerken die Transparenz erh?hen, Prozesse mit Hilfe von intelligenten Vertr?gen automatisieren und Transaktionen und Verk?uferdetails aufzeichnen.
  • Die Nutzung von Blockchains erstreckt sich auch auf die Tokenisierung von Verm?genswerten der realen Welt.
  • Mithilfe der Blockchains k?nnen dezentrale Peer-to-Peer-Marktpl?tze für reale Verm?genswerte und Dienstleistungen geschaffen werden.
  • Als transparente und unver?nderliche Datenbank bieten Blockchains eine sichere Grundlage für die Aufzeichnung von Transaktionen und Informationen und gew?hrleisten Integrit?t und Zuverl?ssigkeit.
  • Mit Blockchains lassen sich weltweite Zahlungen und Auslandsüberweisungen beschleunigen.
  • Blockchains dienen dazu, virtuelle ?konomien in Videospielen und anderen ?kosystemen zu schaffen.
  • Und nicht zuletzt spielt die Blockchain-Technologie eine entscheidende Rolle bei der Schaffung von digitalen Zentralbankw?hrungen (CBDCs).

Nicoletta Hrouzek
Tech-Expertin
Nicoletta Hrouzek
Tech-Expertin

Nicolettas Technologiebegeisterung geht über Trends hinaus. Als erfahrene Autorin umspannt ihre Fachkenntnis vielf?ltige Bereiche. Ihre F?higkeit, Komplexes verst?ndlich zu vermitteln, macht sie zur Quelle für Leser, die sich in neue technologische Entwicklungen und aufstrebende M?rkte vertiefen m?chten.

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