Zu Beginn…ein wenig Grundlagen…

Grundsätzlich handelt es sich bei der Blockchain-Technologie um ein dezentrales Hauptbuch (Ledger), das alle Transaktionen eines bestimmten Netzwerks für einen bestimmten Zeitraum aufzeichnet. Es ist geschützt und verwendet zur Sicherheit die asymmetrische Kryptographie für die Erstellung von digitalen Signaturen. Es wurde 2008 von Satoshi Nakamoto nach dem Zusammenbruch der Lehman Brothers erstmals vorgestellt. Sie unterscheidet sich von der zentralisierten Datenbank dadurch, dass sie dezentral für jeden Verfügbar abgelegt ist und daher nicht leicht gehackt werden kann.

Im Jahr 2008 führte Satoshi eine digitale Währung ein, die als Bitcoin bezeichnet wird und nicht von einer Zentralregierung oder einem Finanzinstitut ausgegeben und kontrolliert wird. Bitcoin könnte dabei helfen, die übermäßige Kreditaufnahme der Banken zu lindern und damit zur Lösung der globalen Finanzkrise beitragen. Das Hauptproblem bei der gesetzlichen Währung ist, dass es relativ leicht kopiert und gestohlen werden kann.

Hingegen Bitcoin basierend auf der Blockchain-Technologie, verwendet ein geschütztes Protokoll, das als Arbeitsnachweis den „Proof of Work“ Konsensusalgorithmus anbietet. Dieses Protokoll stellt sicher, dass niemand ein Bitcoin kopieren und nochmals ausgeben kann, weil es vom gesamten Netzwerk durch einfache Mittel sofort erkannt würde. Es verwendet auch Hash-Funktionen, die sicherstellen, dass das gespeicherte Hauptbuch (Ledger) unveränderlich ist und das digitale Signaturverfahren aus der asymmetrischen Kryptographie, um die Urherberschaft zu gewährleisten.

Die 4 Besonderheiten einer Blockchain-Technologie

1. Überprüfung

Die Bitcoin Blockchain prüft sich wenn man so will automatisch alle 10 Minuten. Die ständige Überprüfung der eigenen Daten ähnelt der Selbstprüfung und stimmt alle 10 Minuten mit den gespeicherten vorherigen Informationen überein. Jede nach der Selbstprüfung gespeicherte Information wird als Block bezeichnet.

Alle Daten innerhalb desselben Netzwerks werden mit allen Computern innerhalb desselben Netzwerks gemeinsam genutzt. Dies fördert die Transparenz. Diese Informationen können auch nicht beschädigt werden, da sie auf anderen Computern nicht geändert werden können, wenn die Informationen auf einem Computer geändert werden. Mit anderen Worten, es ist erforderlich, die Informationen auf allen Computern zu ändern, die mit demselben Netzwerk verbunden sind. Mit der Blockchain-Technologie gespeicherte Informationen können nicht beschädigt oder gehackt werden. Die Replikation und die Dezentralisierung der abgelegten Daten schafft dadurch ebenso eine ständige Verfügbarkeit als auch Lastenverteilung des Netzwerkes.

2. Dezentralität

Die Blockchain ist eine Art dezentraler Register, bei der alle darin gespeicherten Informationen als Einheit des Ganzen fungieren. Dies bedeutet, dass die unter der Blockchain-Technologie gespeicherten Informationen keinen zentralen Platz haben, sondern mit vielen Computern gemeinsam genutzt werden.

Die Daten werden von einem Netzwerk im Gegensatz zu einer zentralen Instanz kontrolliert. Daher arbeitet das gesamte Netzwerk nach dem Prinzip Peer-to-Peer oder User-to-User. Viele Organisationen wie Banken und Regierungen können die Blockchain verwenden, um Aufzeichnungen von Schuldscheinen, Veräußerungen, Genussscheinen, Anleihen, Wertpapieren uvm. zu führen. Dies trägt dazu bei, alle Informationen öffentlich zu machen, was eine Untersuchung der Daten wesentlich erleichtern würde.

3. Authentizität

Durch die Tatsache, dass die in der Blockchain Daten nur dann gespeichert werden, wenn der Sender mit seinem privaten Schlüssel die Transaktion signiert, gewährleistet dieser Ansatz die nichtabstreitbare Urheberschaft und Integrität der Nachricht.

Die Blockchain-Technologie verwendet das digitale Signaturverfahren aus dem asymmetrischen Kryptosystem, um mit Hilfe eines geheimen Signaturschlüssel die Transaktion zu signieren. Diese asymmetrische Verschlüsselungstechnologie verwendet private und öffentliche Schlüssel, um Informationen zu schützen. Ein privater Schlüssel wird zufällig als eine Kette langer Zahlen generiert, anschließend wird durch die Multiplikation einer Konstanten auf der elliptischen Kurve der öffentliche Schlüssel generiert, daraus wiederum leitet sich die öffentliche Adresse ab, die ein Blockchain-Benutzer als seine Adresse im Netzwerk verwendet. Der private Schlüssel wird dagegen als Kennwort verwendet, mit dem ein Benutzer der Blockchain auf seine Daten zugreift.

Aus Sicherheitsgründen ist es jedoch für den Blockchain-Benutzer äußerst wichtig, seine privaten Schlüssel vor unerwünschten Personen zu schützen.

4. Integrität

Durch eine kryptologische Hashfunktion oder kryptographische Hashfunktion (Streuwertfunktion) werden alle Transaktion und alle Blöcke geshashed. Auch das Mining (Proof of Work) verwendet die Hashfunktion, um den Zielwert und somit den Arbeitsnachweis zu erbringen. Die Hashfunktionen sind sozusagen die Basis einer Blockchain und vor allem für die Integritätsprüfung von Dateien oder Nachrichten und die sichere Speicherung von digitale Signaturen zuständig.

Im Grunde ist eine Hashfunktion eine Abbildung, die effizient eine Zeichenfolge beliebiger Länge (Eingabewert) auf eine Zeichenfolge mit fester Länge (Hashwert) abbildet. (Deterministisch)

Mit dieser Technologie ist es möglich die Datenintegrität von Transaktion als auch Blöcken leicht zu ermitteln. Jeder mit dem Eingabewert kann die Hashfunktion verwenden und den Ausgabewert selbst ermitteln und überprüfen ob die beiden Ergebnisse übereinstimmen. Ist dies der Fall, fand keine nachträgliche Manipulation statt.