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Die Blockchain erklärt: Das Fundament hinter Bitcoin

Die Blockchain-Technologie ist einer der großen technologischen Durchbrüche der letzten Jahre. Kaum eine Innovation hat so viel Aufmerksamkeit und Begeisterung ausgelöst wie die Blockchain. Diese basiert auf einer bahnbrechenden Idee: Transaktionen und Daten auf einer dezentralen, fälschungssicheren Datenbank zu speichern.

Doch was steckt hinter diesem Begriff und der Faszination für die Blockchain? In diesem Artikel erklären wir, was diese Technologie ist, wie sie funktioniert und welches Potenzial in ihr steckt.

Wir schauen uns zunächst grundlegend an, was man sich unter einer Blockchain vorstellen muss. Hierbei gehen wir auf die wesentlichen Bausteine wie Blöcke, Transaktionen und die dezentrale Struktur ein.

Danach erläutern wir die Besonderheiten, die den revolutionären Charakter der Blockchain ausmachen. Hierzu zählen Eigenschaften wie Dezentralisierung, Unveränderbarkeit, Transparenz und Konsensmechanismen.

Wir werfen auch einen Blick auf konkrete Umsetzungen des Blockchain-Konzepts. Am bekanntesten ist die Kryptowährung Bitcoin, aber inzwischen reichen die Einsatzmöglichkeiten von Smart Contracts über Supply Chain Management bis hin zu Blockchain-basierten Abstimmungen.

Ein zentrales Anwendungsbeispiel ist Bitcoin als erste digitale Währung auf Basis der Blockchain-Technologie. In diesem Kontext ist auch Bitcoin Bank relevant, da es Einblicke in praktische Anwendungen der Technologie bietet. Deshalb schauen wir uns genauer an, wie die Bitcoin Blockchain im Detail funktioniert. Hier spielen Aspekte wie das Mining, Hashing-Raten, die Verkettung von Blöcken und Proof of Work eine Rolle.

Insgesamt soll dieser Artikel erklären, warum die Blockchain als so revolutionär gilt, wie sie technisch funktioniert und für welche innovativen Anwendungen sie bereits genutzt wird. Denn das Potenzial dieser Technologie ist gewaltig und wir stehen womöglich noch ganz am Anfang der Blockchain-Revolution.

Was ist die Blockchain?

Die Blockchain ist im Grunde eine dezentrale Datenbank, in der Transaktionen auf einer Art digitalem Kassenbuch aufgezeichnet werden. Statt die Daten an einem zentralen Ort zu speichern, werden sie auf vielen Rechnern in einem Peer-to-Peer-Netzwerk gespeichert.

Jeder Teilnehmer dieses Netzwerks verfügt über eine identische Kopie der Blockchain. Wird nun eine neue Transaktion durchgeführt, wird diese an alle Teilnehmer weitergegeben und nach einer Prüfung in einem neuen Block gespeichert. Dieser wird dann an die bestehende Blockchain angehängt. Auf diese Weise entsteht eine Kette von Blöcken, eben die Blockchain.

Die Innovation der Blockchain liegt in ihrer Dezentralisierung. Es gibt keinen zentralen Intermediär mehr, der Transaktionen verifizieren oder speichern muss. Stattdessen wird dies von der Community selbst erledigt.

Wie funktioniert die Blockchain?

Eine Blockchain besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten:

  • Transaktionen
  • Blöcke
  • Die dezentrale Infrastruktur des Netzwerks

Transaktionen

Transaktionen sind der Kern einer Blockchain. Es kann sich dabei um einen Transfer von Kryptowährung handeln, wie bei Bitcoin. Aber auch andere Arten von Transaktionen sind möglich, etwa Smart Contracts.

Bei Bitcoin werden Transaktionen genutzt, um BTC von einer Wallet-Adresse zu einer anderen zu übertragen. Dazu gehören Informationen wie Sender, Empfänger und Transferbetrag.

Blöcke

Sobald eine Transaktion durchgeführt wurde, wird diese an das Netzwerk weitergegeben. Spezielle Teilnehmer, die Miner, sammeln neue Transaktionen und fassen sie in Blöcken zusammen.

Jeder Block verweist dabei auf seinen Vorgänger und bildet so die Kette. Blöcke enthalten neben den Transaktionen noch weitere Informationen:

  • Einen Zeitstempel
  • Einen kryptographischen Hash des vorherigen Blocks
  • Einen mathematischen Beweis für die geleistete Arbeit

Die dezentrale Infrastruktur

Die Besonderheit einer Blockchain liegt in ihrer dezentralen Struktur. Es gibt keinen zentralen Server, der die Kontrolle über die Datenbank ausübt. Stattdessen gibt es ein Peer-to-Peer Netzwerk aus vielen Teilnehmern.

Diese Teilnehmer verifizieren und validieren Transaktionen und Blöcke gemäß einem festgelegten Konsensmechanismus. Bei Bitcoin ist dies das „Proof of Work“ Verfahren.

Wurde ein neuer Block von den Peers nach den Konsensregeln bestätigt, wird er an die bestehende Blockchain angehängt. Auf diese Weise synkronisieren sich alle Teilnehmer mit der aktuellsten Version der Blockchain.

Warum ist die Blockchain so revolutionär?

Es gibt einige Eigenschaften der Blockchain-Technologie, die ihren revolutionären Charakter ausmachen:

Dezentralisierung und Unveränderbarkeit

Eine Blockchain hat keine zentrale Kontrollinstanz. Niemand kann die Datenbank nach Belieben verändern, alles läuft nach festen Regeln ab.

Einmal gespeicherte Daten sind zudem aufgrund kryptographischer Mechanismen faktisch unveränderbar. Manipulation oder Betrug sind praktisch unmöglich.

Transparenz und Nachvollziehbarkeit

Alle Teilnehmer haben Zugriff auf eine identische Kopie der Blockchain und können so das Netzwerk und die Herkunft von Transaktionen nachvollziehen.

Es gibt vollständige Transparenz über Vorgänge auf der Blockchain. Dies ermöglicht es, Prozesse wie Zahlungen öffentlich zu überprüfen, ohne dass man den Beteiligten vertrauen muss.

Verteilte Konsensentscheidung

Die Funktionsweise einer Blockchain basiert nicht auf dem Vertrauen in Individuen oder Organisationen, sondern auf dezentralen, transparenten Konsensmechanismen.

Dies bedeutet, dass niemand allein die Kontrolle über die Datenbank ausüben und Transaktionen manipulieren kann. Alle Entscheidungen werden von der Community selbst getroffen.

Beispiele für Blockchain-Anwendungen

Eine der bekanntesten Anwendungen der Blockchain-Technologie ist die Kryptowährung Bitcoin. Sie hat als erste digitale Währung eine breite Verwendung gefunden. Bitcoin nutzt die Blockchain, um Transaktionen von einer Wallet-Adresse zu einer anderen verifizieren und aufzeichnen zu können.

Inzwischen gibt es aber immer mehr weitere Anwendungsbeispiele, die das Potenzial der Blockchain verdeutlichen:

Smart Contracts

Smart Contracts sind kleine Computerprogramme, die auf der Blockchain ablaufen. Sie führen automatisch Aktionen aus, wenn vordefinierte Bedingungen erfüllt sind. So können über die Blockchain auch komplexere Prozesse oder Verträge abgewickelt werden.

Supply Chain Management

Unternehmen können ihre Lieferketten mithilfe der Blockchain transparenter machen. Produktionsschritte werden in der Blockchain protokolliert und können von allen Beteiligten eingesehen werden. Dies sorgt für mehr Effizienz, Transparenz und Vertrauen.

Voting

Auf Basis der Blockchain können auch sichere und transparente Online-Abstimmungen durchgeführt werden. Wahlvorgänge sind kryptographisch gesichert, nachvollziehbar und fälschungssicher.

Tokenisierung

Mithilfe der Blockchain können Vermögenswerte oder Rechte digital tokenisiert werden. Ein „Token“ repräsentiert dann z.B. Aktien, Kunstwerke oder Lizenzen auf der Blockchain. Dies ermöglicht neue Arten von Transaktionen.

Dies sind nur einige wenige Beispiele für die Anwendung der revolutionären Blockchain-Technologie. Es gibt noch viele weitere spannende Einsatzmöglichkeiten, die sich aktuell erst entwickeln.

Wie funktioniert die Blockchain hinter Bitcoin?

Bitcoin war 2009 die erste funktionierende Umsetzung der Blockchain-Technologie. Die Bitcoin Blockchain basiert im Wesentlichen auf den oben beschriebenen Komponenten – Transaktionen, Blöcken und der dezentralen Infrastruktur. Es gibt allerdings auch einige technische Unterschiede zu anderen Blockchains.

Konsens durch Proof of Work

Bei Bitcoin sorgt ein Verfahren namens „Proof of Work“ für Konsens über neue Blöcke. Miner müssen durch aufwändige Rechenoperationen, das „Finden“ neuer Blöcke gewissermaßen beweisen. Dies kostet Ressourcen in Form von Strom und Rechnerleistung.

Im Gegenzug erhalten Miner eine Block-Belohnung in Form von neu generierten Bitcoins sowie Transaktionsgebühren. Dieser Anreiz bewirkt, dass sich immer ausreichend Teilnehmer an der Konsensentscheidung beteiligen.

Mining und Hashing-Rate

Das Mining ist der Prozess der Block-Produktion. Miner stellen Rechenleistung zur Verfügung, um neue Blöcke zu finden und Transaktionen zu verarbeiten.

Zur Messung der Rechenleistung im Bitcoin-Netzwerk dient die Hashing-Rate. Sie gibt an, wie viele Hash-Operationen pro Sekunde durchgeführt werden. Da das Mining schwieriger wird, steigt auch die benötigte Hashing-Rate stetig an.

Die Verkettung der Blöcke

Jeder neue Block in der Bitcoin Blockchain verweist auf den vorherigen und bildet so die Kette der Blöcke. Durch kryptographische Mechanismen ist die Blockchain faktisch unveränderbar.

Sollte ein Angreifer Blöcke manipulieren, würde dies auffallen und der Angriff durch das Netzwerk abgewehrt werden. Die Integrität der Bitcoin Blockchain ist damit sichergestellt.

Dezentralisierung und Uncensorability

Es gibt beim Bitcoin Netzwerk keinen zentralen Ansprechpartner oder Betreiber. Die Teilnehmer agieren pseudonym, niemand hat die alleinige Kontrolle über die Blockchain.

Durch diese Dezentralisierung und globale Streuung ist Bitcoin zensurresistent. Es kann von keiner Entität abgeschaltet oder manipuliert werden. Dies unterscheidet Bitcoin fundamental von traditionellen Zahlungssystemen.

Fazit

Die Blockchain ist eine bahnbrechende Technologie, die in vielen Bereichen zu Innovationen führen kann. Ihr Potenzial ist bei weitem noch nicht ausgeschöpft und es gibt immer neue spannende Anwendungsfälle.

Bitcoin hat als erste Anwendung der Blockchain-Technologie deren Funktionsfähigkeit unter Beweis gestellt. Bitcoin ermöglicht durch Dezentralisierung, kryptographische Absicherung und Konsensmechanismen digitales, peer-to-peer Geld ohne zentrale Kontrollinstanz.

Obwohl es bei Bitcoin und anderen Kryptowährungen auch Risiken wie starke Kursschwankungen gibt, wird deutlich, dass die Blockchain unsere Vorstellung von Transaktionen, Verträgen und Wertausgabe nachhaltig verändern kann.