Die Distributed-Ledger (dt. etwa: Verteiltes Hauptbuch)-Technik tritt in Form vieler unterschiedlicher Architekturen auf. Die wohl bekannteste davon ist die sogenannte „Blockchain“. Sie machte im Laufe der vergangenen paar Jahre vor allem durch Kryptowährungen wie Bitcoin oder Ethereum auf sich aufmerksam, birgt darüber hinaus allerdings eine ganze Palette weiterer Vorteile. Doch was ist eine Blockchain überhaupt?

Was ist eine Blockchain? Die Grundlagen

Kurz: Eine Blockchain ist eine dezentrale, öffentliche Datenbank. Doch ist das schon alles?

Detaillierter lässt sich der Begriff „Blockchain“ beantworten, indem man zunächst einmal die notwendige Grundlage schafft. Bevor wir uns also Fragen „Was ist eine Blockchain?“, sollten wir verstehen, was es mit der Distributed-Ledger-Technik (DLT) im Allgemeinen auf sich hat. Erst im Anschluss lässt sich wirklich verständlich machen, was es mit Block und Chain (Kette) überhaupt auf sich hat.

Die Distributed-Ledger-Technik (DLT)

Dabei handelt es sich um eine Technik, die bei der Dokumentation spezieller Transaktionen zum Einsatz kommt. Anstelle eines einzelnen Haupt- oder Kassenbuchs (Ledger) wird dabei dezentral gearbeitet. Das bedeutet, dass nicht eine, sondern beliebig viele Instanzen gleichgestellte Kopien des Ledgers unterhalten. Zuvor getroffene Maßnahmen sorgen dafür, dass neue Transaktionen in all diesen Kopien übernommen werden. Diesen Prozess nennt man Konsens.

Diese Technik lässt sich zwar theoretisch auch in der physischen Welt durchspielen, viel einfacher wird es aber durch vernetzte Computer. Anstelle tatsächlicher dezentral geführter Kontobücher gibt es dank ihnen sogenannte Transaktionsdatenbanken. Entscheidend ist nun, welcher Konsensmechanismus für die Validierung und Generierung euer Blöcke einer Blockchain eingesetzt wird.

Von Blöcken und Ketten

Ein Block ist ein Datensatz in einem verteilten Hauptbuch von mehreren Transaktionen. Sie spiegelt wider, wer wann welchen Betrag an Vermögenswerten an wen übertragen hat. Also beispielsweise „A hat 0,04 Bitcoin an B gezahlt“. Alle Blöcke werden in einer fortlaufenden Kette hintereinander geschaltet.

Die Blockchain ist untrennbar, da jeder Block einen Link zum vorherigen Block enthält. Blöcke können nicht geändert oder gelöscht werden. Es können nur neue Blöcke hinzugefügt werden. Auf diese Weise ist es immer möglich, die Geschichte des Übergangs eines bestimmten Vermögenswerts von Hand zu Hand zu rekonstruieren und seinen aktuellen Besitzer zu kennen.

Die Antwort auf die Frage „Was ist eine Blockchain?“ ließe sich also etwa wie folgt beantworten: Eine Blockchain ist eine dezentrale, öffentliche Datenbank. Um die darin enthaltenen Informationen fälschungssicher zu übermitteln, bedarf es der Konsensmechanismen.

Konsensmechanismen

Neue Blöcke werden beim Krypto-Mining – meist mit Hilfe von Grafikkarten – zur bestehenden Kette hinzugefügt. Dabei kommen bestimmte Konsensmechanismen zum Einsatz.

Proof of Work (PoW) – bspw. bei Bitcoin (BTC)

Im Rahmen Konsensmechanismus „Proof of Work“ bekommen Teilnehmer:innen, sogenannte Miner, eine komplexe Aufgabe vorgegeben. Diese müssen sie mittels ihrer Hardware lösen. Wer dies zuerst schafft, darf den Block an die Blockchain anhängen. Entlohnt wird ein Miner in Form jener Kryptowährung, für die die Transaktion bestimmt war.

Proof of Stake (PoS) – bspw. bei Polkadot (DOT)

Der PoS-Mechanismus basiert nicht darauf, wer am schnellsten eine bestimmte Aufgabe löst, sondern auf dem Zufallsprinzip. Für jeden neuen Block wird also ein neuer Teilnehmer beziehungsweise eine Teilnehmerin aus dem entsprechenden Netzwerk ausgelost. Bislang nutzt etwa die Kryptowährung Ethereum (ETH) noch einen PoW-Mechanismus, im Laufe der kommenden Jahre soll aber auch sie auf einen Proof of Stake wechseln.

Zusammenfassend: Was ist eine Blockchain?

Eine Blockchain ist eine Datenbank, ein sogenanntes Distributed Ledger. Sie läuft dezentral auf mehreren Instanzen und ist öffentlich. Die Blöcke einer solchen Datenbank (oder Kette) enthalten Transaktionen. Damit diese nicht gefälscht werden können, kommen Konsensmechanismen wie der Proof of Work oder der Proof of Stake zum Einsatz. Auf diese Weise ist es möglich, Informationen vieler Teilnehmer der gemeinsam genutzten Datenbank fälschungssicher zu übermitteln.

Quelle: Hochschule Luzern, eigene Recherche