Was ist Blockchain? Verständlich und einfach erklärt

Blockchain, das ist eines dieser Modewörter, die derzeit in der Technik-Branche immer wieder auftauchen. Um Bitcoin und andere Cryptocurrencies ist inzwischen ein riesiger Hype entstanden, auf den viele Unternehmen und Privatpersonen aufspringen wollen. Wie auch beim Thema Künstliche Intelligenz reicht es zumeist, einfach nur das Keyword Blockchain zu nennen, um sich einiges an Aufmerksamkeit zu sichern. Doch nur wenig verstehen wirklich, was dahintersteckt. Die Finanzwelt spricht bereits von der Revolution des Online-Bankings, wohingegen der Otto Normalverbraucher vor Worten wie Bitcoin-Mining oder Cryptocurrency wohl eher mit einem Fragezeichen stehen dürfte. Zeit, ein wenig Licht ins Dunkle zu bringen. Auch wenn wir in diesem Artikel keinesfalls Anspruch auf Vollständigkeit erheben, wollen wir euch einen verständlichen ersten Einblick in die Frage „was ist Blockchain Technologie?“ geben. Eine Erklärung der Grundlagen, aktuellen Entwicklungen, sowie Risiken und Chancen.

Blockchain als Daten-Kette

Seinen Namen bekommt die Technologie „Blockchain“ (zu dt. „Block-Kette“) aufgrund der internen Datenstruktur. Doch wir wollen nicht vorgreifen. Für gewöhnlich finden Online-Transaktionen, wie der Kauf von Produkten über Amazon, Bezahlungen mit PayPal oder ganz einfach Überweisungen per Online-Banking, auf einem sehr direkten Weg statt. Der Käufer gibt der Bank, PayPal oder einem anderen Mittler den Auftrag, eine gewisse Summe an den Verkäufer zu überweisen. Der Mittler erhält die Informationen, speichert sie, überprüft sie gegebenenfalls und führt den Auftrag dann aus. Soweit, so unspektakulär. Spätestens seit der Finanzkrise 2008 war jedoch klar, dass das Vertrauen welches Kunden in Banken, Aktiengesellschaften und ähnliche Unternehmen steckten, missbraucht wurde. Banken verspekulierten sich bei der Verleihung ihres Geldes und als niemand mehr die Kredite bedienen konnte, brach das ganze System in sich zusammen.

Viele Kunden waren zurecht unzufrieden mit den Versäumnissen der Bank und der Wunsch nach einem unabhängigeren Währungssystem wuchs. Und genau hier kommt die Blockchain Technologie ins Spiel. Diese fand nämlich ebenfalls in 2009 mit der Erfindung der Kryptowährung Bitcoin ihren ersten richtig großen Auftritt.

Wir klären auf: Was ist Blockchain?
Eine normale Online-Transaktion ist nicht sonderlich schwierig zu verstehen. – Graphics by Leonie Werner via canva

Dezentrale Verwaltung statt zentrale Datensammlung

Der Kerngedanke hinter Kryptowährung wie Bitcoin ist eben, dass man sich von dem Mittler, der die Daten sammelt und verwaltet, unabhängig machen möchte. Nicht nur sind zentrale Datensammlungen, wie bei einer Bank, anfällig für Hackerangriffe, sondern die dort gespeicherten Daten sind auch stark personenbezogen. Die Bank kann also immer nachvollziehen, was die Kunden mit ihrem Geld machen. Das ist bei Kryptowährungen anders. Diese werden auf der Basis der Blockchain Technologie betrieben.

Statt nun also einen einzigen zentralen Ort zu haben, an denen die Transaktions-Daten gespeichert werden, befinden sich die Daten bei Blockchain-Systemen in einem großen Netzwerk. Dieses besteht, zumindest bei Bitcoin, aus tausenden Einzelpersonen, die ihre Computer, Server oder andere technische Geräte als „Zwischenspeicher“ zur Verfügung stellen.

Wie läuft eine Transaktion im Blockchain-System ab?

Was passiert also konkret? Wenn ein Käufer etwas erwerben möchte, nimmt er das virtuelle Geld dafür immer noch aus seiner persönlichen „Brieftasche“, in der Fachsprache auch Wallet genannt. Doch statt die Transaktion durch einen zentralen Knotenpunkt zu leiten, ist das gesamte Netzwerk involviert. Sobald das virtuelle Geld den Käufer erreicht, muss das gesamte Netzwerk die Transaktion bestätigten. Dafür hat es Zugriff auf die Wallet des Käufers und kann einsehen, dass dort zum Beispiel drei Bitcoins entnommen wurden. Ebenso hat das Netzwerk Zugriff auf die Wallet des Verkäufers und kann jetzt einsehen, dass diesem drei Bitcoins zugesandt wurden.

Das Netzwerk bestätigt den Kauf, da es die Daten der beiden Wallets abgleichen kann, und die Transaktion findet statt. Wie gesagt überprüft aber eben nicht nur ein Computer oder ein Server die Transaktion, sondern hunderte oder tausende. Es gibt auch Systeme, in denen nur ein Teil des Netzwerks eine Transaktion bestätigen muss. Aber das nur am Rande.

Was ist Blockchain?
Das Netzwerk muss eine positive Rückmeldung für die Transaktion geben. Erst dann ist sie gültig. – Graphics by Leonie Werner via canva

Wieso ist die Blockchain Technologie jetzt anonym?

Wenn das Netzwerk Zugriff auf die Wallets der User hat, wie kann es dann anonym sein? Ist das nicht das Gleiche wie bei einer Bank, nur dass sogar mehrere Personen Zugriff auf meine Daten haben? In der Theorie ja, in der Praxis nein. Denn den Usern werden keine Namen, sondern aus Zahlen und Buchstaben bestehende Codenamen zugeordnet. Dann ist Anna nicht mehr Anna, sondern im Netzwerk nur noch 157n30fm2p56221. Wenn Anna eine Transaktion beginnt, hängen sich zudem die Codenamen der anderen Netzwerk-Teilnehmer an ihre Nummer heran. Jeder User der Annas Transaktion bestätigt, hängt seinen Usernamen an die Datenkette. Somit ist es letztlich unmöglich nachzuvollziehen, ob Anna oder eine andere Person mit der Kette angefangen hat. Von außen ist die Transaktion nicht auf sie zurückzuführen. Diese Datenkette aus Usernamen nennt sich dann „Chain“.

Und wo bleibt der Block?

Mehrere Transaktionen werden immer zu einem Block zusammengefasst. Das verleiht zusätzliche Sicherheit. Die Ketten hängen sich aneinander und werden immer und immer länger, bis ein sogenannter Hash-Block entsteht. Die letzte Datenreihe des ersten Hash-Blocks knüpft an die erste Datenreihe des zweiten Hash-Blocks an und so hat man eine Verbindung zwischen den Blöcken geschaffen. Bei Bitcoin speichern sogenannte „Miner“ (quasi „Mienenarbeiter“) die fertigen Blocks ab. Sie stellen große Mengen Speicherkapazität zur Verfügung und bekommen im Gegenzug selbst ein paar Bitcoins.

Was ist Blockchain? So sehen die Datensätze visualisiert aus.
Die letzte Datenreihe eines Blockes ist identisch mit der ersten Reihe des nächsten Blockes. So entsteht eine Kette zwischen den Blöcken, in denen die Daten gespeichert werden. – Graphics by Leonie Werner via canva

Hohe Sicherheit im Blockchain System

Neben der hohen Anonymität ist auch die Sicherheit in Blockchain Systemen viel höher, als in anderen Systemen. Denn sollte sich irgendjemand versuchen illegal ein paar Coins auf sein Konto zu schieben, würde das dem Netzwerk sofort aufallen. Stellt der Netzwerk-Teilnehmer A fest, dass in Block 1 etwas geändert wurde, fragt es die anderen Netzwerk-Teilnehmer an, ob das bei ihnen ebenfalls geändert wurde. Können die Netzwerk-Teilnehmer B, C, D die Veränderung nicht bestätigen, wird Block 1 auf dem Server von Netzwerk-Teilnehmer A automatisch gelöscht. Auch für Hacker ist es somit extremst schwierig, in das Netzwerk einzudringen. Natürlich kann man theoretisch in einen Server des Netzwerks eindringen, doch dieses würde den Angriff durch die veränderten Daten sofort erkennen und den Server einfach stilllegen.

Gibt es auch Nachteile bei der Blockchain Technologie?

Wenn die Systeme nicht richtig aufgebaut sind, dann ja. Nicht nur braucht man für diese Systeme viel Speicherkapazität, sondern man muss auch dafür sorgen, dass immer genug Netzwerk-Teilnehmer vorhanden sind. Ein Blockchain System, in dem nur 50 Personen beteiligt sind, wäre zum Beispiel zu unsicher. Hacker könnten alle Netzwerk-Teilnehmer übernehmen und das System missbrauchen. Auch wäre es natürlich eine Katastrophe, wenn die Codenamen der User herausgefiltert werden könnten und man somit jeder Person ihre Transaktionen wieder nachweisen kann. Denn da wirklich jeder die Datenblöcke einsehen kann, ist die Verschleierung der Daten essentiell.

Zudem kann es natürlich auch bei Kryptowährungen wie Bitcoins zu einer Inflation kommen. Bisher bekommen die Miner nämlich immer neu generierte Bitcoins. Jeder Bitcoin hat seinen ganz eigenen Code, was im System für zusätzlichen Überblick sorgt. Kein Bitocin kann aufgrund des individuellen Codes von zwei Personen gleichzeitig besessen werden. Wenn man immer neue Bitcoins in das System einpflegt um die Miner zu bezahlen, würde das über kurz oder lang zu einer Inflation führen. Deswegen sind die „Gehälter“ für die Miner stetig gesunken.

Darüber hinaus gibt es noch einen Zwischenschritt zu Blockchain Systemen wie Bitcoin. Erst vor kurzem berichten wir über die E-Krona aus Schweden, die zwar auch dezentral verwaltet wird, gleichzeitig aber immer wieder auch über Bank-Server der schwedischen Nationalbank läuft. Die Server der Bank wären also weiterhin Angriffsziele für Hacker, da hier noch Kundennamen und andere personenbezogene Daten gespeichert sind.

Noch immer gibt es einige Schwachstellen bei der Implementierung und vor allem der Regulierung von Blockchain Systemen. Gerade „alteingesessene“ Institutionen wie Regierungen oder Banken tun sich teilweise noch schwer, geeignete Regularien für Kryptowährungen einzuführen. Bitcoin wird heute zum Beispiel auch häufig genutzt, um im Dark-Web illegale Käufe zu tun. Moment gibt es also noch große Herausforderungen, die angegangen werden müssen.

Wahlen per Blockchain

Bitcoin ist also nicht aufgrund seiner Funktion als digitales Geld bemerkenswert – auch wenn eine offizielle digitale Währung durchaus im Rahmen des Möglichen wäre. Vielmehr ist es die zugrundeliegende Blockchain-Technologie, die zahlreiche Akteure euphorisiert, denn sie hat disruptives Potenzial in sehr vielen Bereichen des heutigen Lebens. Viele preisen sie sogar als die nächste wirtschaftliche Revolution an. Viele Finanzinstitute beschäftigen sich bereits mit möglichen Anwendungen der Blockchain.

Doch auch in Politik und Verwaltung ist die Technologie bereits auf Interesse gestoßen. Das britische Wissenschaftsministerium publizierte im Januar 2016 einen 88-seitigen Bericht über die Blockchain und deren Potenzial für Regierung und Verwaltung. Und ganz so unwahrscheinlich klingen manche Vorschläge der Community sowie der britischen Regierung nicht.

Für demokratische Wahlen ließe sich das Blockchain-Prinzip durchaus leicht modifizieren. Dabei würde für jeden Kandidaten, jeder Partei oder jedem Thema (Referendum) ein eigenes Konto im Netzwerk angelegt. Jede Bürgerin und jeder Bürger erhält nun jeweils einen “Wahl-Coin”, den er oder sie an die gewünschte Person, Partei oder Position “überweist” und hierdurch eine Stimme abgibt. Eigentlich wäre das Bitcoin-Problem der Pseudonymity nicht mit dem Wahlgeheimnis kompatibel. Dieser Herausforderung haben sich schon einige Initiativen angenommen und schlagen in erster Linie eine Anonymisierung mittels noch zu erarbeitender Software vor – ähnlich dem bereits existierenden Anonymisierungsnetzwerk “TOR”.

Einige Pilotprojekte beschäftigen sich bereits mit einer solchen Wahlsoftware, unter anderem “Follow My Vote”. Dieses System basiert auf der Kryptowährung BitShares, einer Weiterentwicklung der Bitcoin-Technologie. Traum der Visionäre wäre dementsprechend eine “Liquid Democracy” und “Real-Time Democracy”. Vorteil dieses Systems: einerseits entfällt der Gang zur Urne in der örtlichen Schule, andererseits kann jeder problemlos nachvollziehen, ob seine Stimme wirklich gezählt wurde. Die Wahrscheinlichkeit für Wahlfälschung würde dramatisch sinken. Für Manipulation bräuchte es im Netzwerk eine Mehrheit – ein prinzipiell unmögliches Szenario.

Geld nur noch für bestimmte Zwecke

Eine solche Blockchain ist für alle Menschen zugänglich – eine unabdingbare Voraussetzung für die Demokratie. Andere mögliche Anwendungen der Blockchain brauchen diese Offenheit nicht zwangsläufig. Sogenannte “genehmigte” Datenbanken können auch mit einzelnen autorisierten Personen arbeiten. Ein neuer Datensatz muss nicht von einer Mehrheit der Rechner im Netzwerk bestätigt werden, sondern nur von jenen Teilnehmern, die hierzu im Vorhinein autorisiert wurden (permissioned). Das ist für Anwendungen in der politischen Verwaltung besonders interessant. Mit dem Blockchain-System lassen sich nämlich nicht nur Werteinheiten austauschen, sondern auch Daten. Für die Verwaltung eine interessante Anwendungsmöglichkeit.

Aber nicht nur Behörden untereinander könnten auf diese Technologie aufbauen. Das britische Wissenschaftsministerium verspricht sich eine neue Transparenz gegenüber den Bürgerinnen und Bürgern. Mithilfe von Blockchain-Datenbanken können öffentliche Register, beispielsweise Grundbücher, transparenter werden. Der “gläserne Staat” wäre die mögliche Folge. Im Allgemeinen könnten alle Rechts- und Anspruchsgeschäfte dokumentiert und übertragen werden. Der Bürger könnte Einblick in all seine Daten haben, die Ausstellung von behördlichen Dokumenten ist somit vereinfacht. Im Sozialversicherungssystem könnte die Effektivität verbessert werden, unter anderem mittels geringerer finanzieller Verluste durch Fehler oder Betrug.

Anwendungsbereiche sind vielseitig

Daneben könnten digitale Coins problemlos an einen konkreten Zweck gebunden werden, zum Beispiel Gesundheit oder Rente. Wenn der Staat Geld für bestimmte Ausgaben bewilligt, könnte er Zeit und Aufwand für die Vor- und Nachkontrolle sparen; die Kosten für die Bürokratie würden sinken. Diese Idee der Zweckgebundenheit ließe sich auch auf andere Bereiche staatlicher Tätigkeit übertragen. Man denke nur an die Entwicklungshilfe. Das britische Wissenschaftsministerium hofft auch auf eine transparentere Steuererhebung und spricht sogar von einem europäischen Umsatzsteuersystem. Im Prinzip kann alles, so die Behörde, was heute auf Papier steht, Platz in einer Blockchain Datenbank finden. Darüber hinaus hätte die dezentrale Lagerung den Vorteil, dass Cyber-Angriffe extrem schwierig werden – vorteilhaft für kritische Infrastrukturen.

Die Kryptowährung Bitcoin ist bis heute ein guter Startpunkt um zu sehen, wie sich Blockchain Systeme entwickeln. Was sie schon gut machen und wo noch Verbesserungsbedarf ist. Experimente wie mit der E-Krona in Schweden, sind erste wichtige Impulse in die Zukunft. Doch wir stehen auch vor neuen Herausforderungen, die wir erst einmal Evaluieren müssen. Bis die Blockchain Technologie also das Finanz-, Banken-, Investment- und Verwaltungswesen revolutioniert, wird es noch ein paar Jahre dauern.

 

Teilweise zuerst erschienen auf politik-digital.de und steht unter CC BY-SA 3.0


Image by Siarhei via adobestock

Robert Meyer

ist Schüler an der Deutschen Journalistenschule in München, zuvor studierte er Politikwissenschaft an der Ludwig-Maximilians-Universität. Neben seiner Leidenschaft für Medien aller Art interessiert er sich vor allem für die großen politischen Zusammenhänge und ihre Auswirkungen im Kleinen.


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