Blockchain

1. Begriff: Die Blockchain ist ein Konzept zur unveränderlichen und transparenten Speicherung programmierbarer Transaktionen in chronologischer Reihenfolge. Üblicherweise dient dazu eine verteilte Peer-to-Peer-Datenbank („Distributed Ledger“), weshalb sich auch die Bezeichnung „Distributed Ledger Technology“ (DLT) etabliert hat. Die in Blöcken zusammengefassten Transaktionen sind miteinander verbunden, wodurch der Begriff der Blockchain entstanden ist.

2. Eigenschaften: Gegenüber bestehenden Datenbanksystemen beruht Blockchain nicht auf Datenbanken, die Unternehmen bei sich selbst aufbauen und verwalten, sondern auf einer Verteilung von Datenbanken mit jeweils gleichen bzw. partiell gleichen Inhalten. Jeder Knoten bzw. jede verteilte Datenbankinstanz besitzt demnach eine Übersicht aller Transaktionen, die im gesamten System stattgefunden haben. Die einzelnen, in Blöcken zusammengefassten Transaktionen beinhalten einen kryptographisch sicheren Hashwert des vorherigen Blocks, einen Zeitstempel und transaktionsspezifische Details. Die Authentizität einer Transaktion stellen Konsensmechanismen sicher, die im gesamten Netzwerk gültig sind und die Schaffung neuer Blöcke regeln. In zahlreichen Blockchain-Systemen (z.B. Bitcoin) kommt der Konsensmechanismus "Proof-of-work" zum Einsatz, worin die Teilnehmer kryptographische Rechenaufgaben („Puzzle“) lösen müssen. Im Rahmen dieses Minings kann erst durch die Lösung der Rechenaufgabe der folgende Block an den vorherigen Block angehängt werden. Blöcke bündeln mehrere Transaktionen und verweisen durch Hashwerte auf den vorherigen Block und das gelöste Puzzle als Leistungsnachweis. Dadurch gilt es als unmöglich, frühere Transaktion zu manipulieren, ohne spätere Transaktionen unverändert zu lassen. Ebenso sind für die innerhalb eines definierten Zeitfensters zu berechnenden Blöcke hohe Rechenleistungen erforderlich, die ein Hintergehen des Systems durch potenzielle Betrüger unwirtschaftlich machen. Durch dieses Datenspeicherungs- und -verteilungskonzept sind alle Daten bei allen Beteiligten verfügbar, so dass diese darauf vertrauen können und keine zusätzlichen Intermediäre für den Vertrauensnachweis erforderlich sind. Dadurch eignen sich Blockchains zur digitalen Abbildung von Eigentum sowie Eigentumsübertragungen jeglicher Art von Werten ohne einen vertrauten Intermediär. Bestehende Intermediäre, wie etwa Banken, Notare oder Grundbuchämter, lassen sich dadurch ersetzen.

3. Ausprägungen: In den zehn Jahren seit Bekanntwerden des Blockchain-Konzepts sind zahlreiche unterschiedliche Arten von Blockchain-Systemen entstanden. Grundsätzlich existieren drei Typen:
a) In einer öffentlichen Blockchain können beliebige Nutzer teilnehmen und in vollem Funktionsumfang interagieren sowie Transaktionen durch den etablierten Konsensmechanismus validieren.
b) Eine private Blockchain hingegen wird von einer zentralen Autorität kontrolliert, so dass nur bestimmte Teilnehmer beitreten und in einem vordefinierten Funktionsumfang interagieren können. Ebenfalls bestimmt die zentrale Autorität – also etwa eine National- oder Geschäftsbank – den Konsensmechanismus.
c) In einer hybriden Blockchain können zwar beliebige Nutzer teilnehmen, jedoch definiert eine zentrale Autorität den Konsensmechanismus. Abhängig von dieser Grundausrichtung ist in der Praxis das zum Einsatz kommende Blockchain-Framework zu wählen. Als Vertreter sind hier neben Bitcoin auch Ethereum, IOTA oder Ripple zu nennen. Zu unterscheiden ist das Blockchain-Konzept von den häufig damit realisierten elektronischen Währungen bzw. Krytpowährungen. Diese verwenden die Blockchain-Technologie zur Abbildung von Währungen (z.B. Bitcoin, Ether), die ohne hoheitliche Kontrolle entstehen und sich bislang primär als Spekulations- denn als Zahlungsinstrument etabliert haben.