#explainIT: Blockchain erklärt

Oft fällt der Begriff Blockchain in Verbindung mit Kryptowährungen wie Bitcoin. Scheinbar ist das nur die Spitze des Eisberges, denn es wird sogar behauptet, dass diese Technologie ganze Industrien erneuern könnte.

Aber was ist eine Blockchain überhaupt? Mit diesem Beitrag starten wir unsere Serie #explainIT, in der wir Begriffe rund um die Digitalisierung leicht verständlich erläutern.

Blöcke bilden Ketten

Eine Blockchain (wörtlich übersetzt: „Block-Kette“) ist genau das, was der Name verspricht: eine Kette von Blöcken.

Blockchain einfach erklärt

Blockchain erklärt, Quelle: IT-Referat

Man kann sich diese Blöcke wie einzelne Container vorstellen. Im Wesentlichen bestehen diese aus drei Teilen:

  • Daten beziehungsweise Informationen,
  • einem Hash,
  • und einem Verweis auf den Hash des vorherigen Blocks der Kette.

Hash als digitaler Fingerabdruck

So wie man Menschen anhand von Fingerabdrücken eindeutig identifizieren kann, benutzen diese Blöcke sogenannte „Hashes“ als eine Art digitalen Fingerabdruck, um sich gegenseitig eindeutig zu verifizieren.

Wenn ein Block zur Kette hinzugefügt wird, zeigt dieser auf die Informationen des vorherigen Blocks und so weiter. Der allererste Block der Kette nennt sich dann „Genesis Block“ und zeigt auf keinen weiteren Block mehr.

Wozu braucht man eine Blockchain?

Die Blockchain-Technologie ist die Grundlage für die virtuelle Währung Bitcoin. Das Konzept dazu hat sich ein Programmierer mit dem Pseudonym Satoshi Nakamoto ausgedacht. Satoshi wollte eine Art öffentliches Kassenbuch für alle Nutzerinnen und Nutzer der Währung schaffen.

Man kann sich dieses Kassenbuch wie eine extrem große Liste vorstellen, bei der neue Einträge zwar hinzugefügt, aber keinesfalls alte geändert werden können. Somit ist die Blockchain eine grundsätzlich sichere und verlässliche Datenbank. Unzählige Benutzerinnen und Benutzer können diese ansehen und weitere Blöcke hinzufügen. Die hier gespeicherten Informationen werden als echt und unveränderlich angesehen. Mittelsmänner, die Informationen verwalten, beglaubigen und deren Echtheit garantieren, braucht es nicht mehr. Das Video bietet nochmals eine Erläuterung am Beispiel eines Gruppen-Chats (Danke an youknow):

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Wie können Blockchains noch verwendet werden?

Neben der hohen Transparenz und Unveränderlichkeit der Daten, bietet die Blockchain einen Schutz großen Datenmengen mittels Verschlüsselung und vielfacher dezentraler Speicherung. Denn jede Nutzerin und jeder Nutzer hat die Blockchain auf seinem Rechner. Eine Ergänzung eines neuen Blocks kann nur erfolgen, wenn alle Ketten identisch sind. Diese Technologie hat darum großes Potential in verschiedensten Anwendungsfeldern und kann deutlich mehr als Kryptowährungen unterstützen:

Ein exemplarischer Fall für den Einsatzbereich der Technologie ist die Kühlkette von Medikamenten. Um die Wirksamkeit empfindlicher Medikamente zu gewährleisten, müssen bestimmte Transportbedingungen (zum Beispiel Temperaturen) exakt eingehalten werden. Aufgrund komplizierter Transportlogistik mit vielen Beteiligten in einer globalen Welt, ist die Einhaltung dieser Bedingungen nur schwer zu belegen und vor allem kostenintensiv. Die Blockchain bietet ein gutes Instrument für die Schaffung von Transparenz und Vertrauen bei geringem Kostenaufwand.

Weitere mögliche Einsatzgebiete sind unter anderem die Internet- und Cyber-Sicherheit (sichere Transaktionen im Internet) oder das „Internet of Things“ (Geräte können miteinander direkt ohne zentralen Server kommunizieren). Das ist aber ein Thema für ein weiteres #explainIT.

Gibt es Kritik an der Blockchain?

Die Blockchain-Technologie bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten und Chancen. Dennoch birgt sie auch Schwachstellen. So kritisieren Expertinnen und Experten die geringe Effizienz der langen Datenketten oder den hohen Energieverbrauch für deren Erstellung.

Blockchain hat dennoch enormes Potential. Auch für die öffentliche Verwaltung. Ein Einsatz kann dort sinnvoll sein, wo Behörden die Integrität von Daten, Dokumenten oder Identitäten verifizieren oder absichern möchten. Auch Veränderungen können so eindeutig, nachprüfbar und nicht löschbar protokolliert werden. Die Technologie kann damit helfen, die Zusammenarbeit zwischen Behörden zu optimieren. Auch die Bundesregierung arbeitet an einer Blockchain-Strategie, die im Sommer 2019 erscheinen soll.

Ein Beitrag unter Mitwirkung von Benjamin Wimmer

Team E- und Open-Government der Landeshauptstadt München

3 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Hallo,
    was genau steht in „Daten“? Sind das Klardaten, z.B. „Name, Vorname, Betrag der Gutschrift in Bitcoin“? Wenn dort verschlüsselte Daten stehen, wo stehen dann die Klardaten? Und wer hat den Schlüssel?

    • Vielen Dank für Deine Nachfrage.

      Um die Frage beantworten zu können, müssen wir etwas tiefer in die Struktur eines Blocks eintauchen: Ein Block besteht aus einem Feld, das die Größe des Blocks angibt, einem Block Header, einem Transaction Counter und den Transaktionen selbst. Der Block Header enthält nicht nur die Information des vorherigen Hashes, sondern auch Informationen zur Version, einen Zeitstempel und noch ein paar weitere kleinere Details. Die „Daten“ (in diesem Fall Transaktionsdaten) werden mittels eines Algorithmus verschlüsselt. So gesehen sind die „Daten“ nicht als Klardaten sichtbar.

      Bitcoin nutzt beispielsweise den SHA256-Algorithmus, um Überweisungen in Bitcoin in Hash-Blöcken zusammenfassen zu können. In Verwendung des Algorithmus geht es nicht nur darum Transaktionen zusammenzufassen, sondern auch darum, sie für unerwünschte Dritte zu verschleiern. Im Falle einer Transaktion wären die enthaltenen Daten also:

      – Der Sender
      – Der Empfänger
      – Die Transaktionssumme
      – Die Transaktionszeit

      Aus diesen Informationen wird dann der Hash gebildet, der sich dann nur mit einem entsprechenden Schlüssel wieder entziffern lässt. Die Daten werden mit einem globalen öffentlichen Schlüssel verschlüsselt und lassen sich nur mit dem privaten Schlüssel des Transaktionisten wieder entschlüsseln.

      Wir hoffen, dies beantwortet Deine Frage.
      Viele Grüße, Benjamin

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