Blockchain GameChanger und Revolution

1) Kurze Einleitung

Die Informationstechnologie (IT) begeistert von Jahr zu Jahr immer mehr Menschen – schon allein aus dem Grund, dass wir mit diesem Thema tagtäglich zu tun haben und an den Schulen die IT-Fächer immer intensiver gelehrt werden. Die IT verändert unser Leben in nahezu allen Bereichen und die Entwicklungen in diesem Bereich gehen weiter. Vielmehr schreiten die Entwicklungszyklen immer schneller voran, sodass immer mehr IT-Fachkräfte benötigt werden, diese jedoch fehlen.

Es werden verschiedene neue Bereiche im IT-Sektor geschaffen, welche teilweise andere Berufe ersetzen oder die neuesten Themen in der Informationstechnologie behandeln. Forscher könnten Forschungen ohne die Werkzeuge, welche erst durch Computer bereitgestellt werden, weder so schnell noch so tiefgreifend betreiben. Durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz sowie Rechenleistung werden mathematische, physische, chemische, biologische oder logische Vorgänge deutlich schneller verarbeitet. Sozialwissenschaftler analysieren das menschliche Verhalten mittels IT-gestützter Systeme (z. B. durch Analytics), um daraus bessere Produkte oder Dienstleistungen erstellen zu können.

Ich selbst habe die IT bereits im Alter von 6 Jahren für mich entdeckt und war sofort von Computern begeistert – natürlich erst wegen der Möglichkeit des Spielens, denn andere Funktionen waren mir bis dahin als kleines Kind noch nicht bekannt. Schnell änderte sich dies aber, da ich mich mit den verschiedensten Themen eines Computers, dessen Innenleben, Software und Peripherie-Geräten auseinandersetzen musste. Spätestens mit dem Einzug des Internets war noch mehr bereitgestelltes Wissen zugänglich.

Beruflich bin ich in unterschiedlichen Bereichen tätig. Zunächst habe ich nach meiner Ausbildung als Fachinformatiker – Systemintegration bei einem deutschen Unternehmen als System Engineer angefangen. Anschließend habe ich weitere Rollen innegehabt, wie technischer Projektleiter, IT-Architekt und schlussendlich Produktarchitekt / Plattformarchitekt. In dieser Zeit habe ich auch mein nebenberufliches Studium (Wirtschaftsinformatik) in 2 Jahren an einer Fernhochschule abgeschlossen. Nach 6 Jahren bin ich anschließend zu einem renommierten Beratungsunternehmen gewechselt, um dort die Rolle eines Cloud Solution Architekten wahrzunehmen. Hier beschäftige ich mich neben Cloud auch mit einigen anderen interessanten und innovativen IT-Themen.

2) Was ist eine Blockchain?

In der heutigen Welt erleben wir viele Veränderungen, das Leben und die Welt ist viel dynamischer gestalten – seien es Veränderungen in der Politik, der Gesellschaft oder vor allem in Dingen, die unser Leben betreffen. Besonders viele Veränderungen gibt es in der IT, welche auch teilweise sehr starke Auswirkungen auf unser Leben haben. Denn heutzutage ist alles vernetzt und kaum etwas geht noch ohne einen Computer.

Selbst in einem Smartphone steckt mehr Rechenleistung als dies noch vor 10 Jahren in einem Desktop-Computer möglich war. Das Smartphone wird schon lange nicht mehr nur zum Telefonieren verwendet, sondern für viele andere Tätigkeiten und das Telefonieren gehört nur noch zu einer Nebenfunktion.

Immer wieder tauchen neue Erfindungen oder Erweiterungen von bereits bestehenden Dingen auf. Die Entwicklungszeit verringert sich und es wird versucht, so schnell es nur geht, auf den Markt durchzudringen. Denn nur, wenn das Produkt auf dem Markt ist, wird es bekannt, gekauft und kann Umsatz generieren. Dabei muss es sich nicht zwangsläufig um ein physisches Produkt handeln.

Denn immer mehr Produkte sind nicht mehr nur physisch vorhanden, sondern teilweise digital oder existieren in Form von Dienstleistungen. Sprich: Digitale Produkte wie auch Plattformen werden geschaffen, um diese zu nutzen, um dann wiederum weitere digitale Produkte und Dienstleistungen zu kreieren.

Unternehmen wie Uber oder Airbnb haben keine eigenen Taxen oder Hotels, sondern agieren als Vermittler. Google hat selbst nur wenig physische Produkte. Nahezu das gesamte Geld wird mit der Suchmaschine verdient1. Und Traditionsunternehmen wie Siemens entwickeln sich neu und gehen mehr in Richtung Software-Unternehmen2. Unternehmen, die digitale Produkte, Dienstleistungen oder Technologien anbieten, sind gefragter denn je und beeinflussen unser Leben.

So gehört auch die Blockchain dazu. Die Entwicklung der Blockchain lässt sich mit der Einführung des Internets vergleichen: eine Revolution oder, neologistisch ausgedrückt, ein Gamechanger.

Die Blockchain ist eine Technologie, die es ermöglicht, Transaktionen zwischen zwei Parteien durchzuführen. Dabei bildet die Blockchain eine neue Basis für weitere interessante Dienste und Einsatzgebiete (siehe Kapitel 5 „Blockchain Trends & Möglichkeiten“).

Die neue Basistechnologie Blockchain ist mittlerweile in verschiedenen Ausprägungen vorhanden, allerdings haben diese in der Regel gemeinsame Schnittmengen. So ist jedes zentrale Element ein Transaktionsregister, welches nicht mehr verändert werden kann. Die Transaktionen selbst werden hingegen in einer Datenbank gespeichert, welche dezentral ist. Das bedeutet, dass diese Datenbank nicht nur auf einem Rechner (Node = Knotenpunkt) vorhanden, sondern auf zahlreiche Nodes verteilt ist.

Damit werden die Daten und somit auch die durchgeführten Transaktionen redundant gehalten. Sollte ein Node ausfallen, ist es kein Problem, da diese Daten auf allen anderen Nodes gespeichert sind. Außerdem verfügt diese Blockchain auch über ausreichend Rechenkapazität.

Die Blockchain ist außerdem vor möglichen Manipulationen geschützt, da die jeweiligen Transaktionsregister nicht rückwirkend verändert werden können. Das bedeutet also, dass das Register und somit auch die Blockchain immer weiterwächst und weitere Transaktionen hinzukommen. Es werden nur zulässige Transaktionen akzeptiert und gespeichert. Dies stellen bestimmte Verfahren sicher, ebenso, dass diese auf die anderen Nodes entsprechend verteilt werden. Des Weiteren ist die Blockchain-Technologie Open Source und somit ist der Code für jeden einsehbar.

Je nach Blockchain-Plattform kann diese für alle offen (z. B. Bitcoin) oder aber auch geschlossen und nur für bestimmte Teilnehmer geöffnet und nutzbar sein (z. B. Ripple). Dies hat entsprechende Vor- und Nachteile (siehe Kapitel 2.3 „Vor- und Nachteile von Blockchain“).

Der Grundgedanke von Bitcoin ist, dass jeder an diesem Netzwerk teilnehmen und Teil dieser Plattform werden kann. Dies war die Reaktion auf das Versagen der Banken und der Regierung im Jahre 2008 (Finanzkrise). Der Vorteil an diesem Verfahren ist, dass die Verbreitung des Bitcoin-Netzwerks schnell und einfach stattfinden kann sowie die Akzeptanz als Zahlungsmittel hoch ist. Dies kann gegebenenfalls mit dem Grundgedanken der Sparkasse verglichen werden, wo jeder ein Kunde sein kann und viele Automaten zur Verfügung gestellt werden.

Aber warum heißt die Blockchain eigentlich Blockchain? Der Name kommt vom Vorgehen und der Funktion. Denn die Vorgänge werden „Blocks“ genannt und jeder Block wird hinter den anderen angehängt, also verkettet, somit „chain“, das englische Wort für „Kette“. Zusammengesetzt ergibt sich daher der Name „Blockchain“. Theoretisch – und hierzu gibt es bereits Gespräche – müsste es richtig „Distributed Ledger Technology“ (DLT) heißen, da es im Grunde genommen verteilte Datenbanken sind3.

2.1) Wie funktioniert eine Blockchain?

Wenn man nun grob weiß, was eine Blockchain ist, möchte man mehr über diese neuartige Technologie erfahren und verstehen, wie diese überhaupt funktioniert. Dies ermöglicht einem, sich kompetenter an Diskussionen beteiligen zu können, seien sie privater oder beruflicher Natur. Außerdem hilft es, sich über die potenziellen Möglichkeiten und Änderungen bewusst zu werden, denn die Blockchain Technology ist heute in Deutschland noch nicht so stark vertreten, während sie Amerika allgegenwärtiger und somit häufiger anzutreffen ist.

Von privatem Interesse kann es gegebenenfalls sein, wenn neue Investitionsfelder gesucht werden oder man einfach mehr über diese neue Technologie erfahren möchte. Im beruflichen Alltag begegnet man der Blockchain vermutlich früher, da erste Tests für neue Produkte und Lösungen im Gespräch sind und man hier ebenfalls betroffen bzw. beteiligt ist, besonders bei einem Beruf im IT-Umfeld. An dieser Stelle soll die Funktionsweise von Blockchain auf zwei verschiedene Arten erklärt werden.

2.1.1) Vergleich zur analogen Welt

Ein Vergleich zu unserem realen analogen Leben bietet das Grundbuch. Wer im Grundbuch für dieses Grundstück und das Haus eingetragen ist, ist der Eigentümer dieses Grünstücks und des Hauses. In der Blockchain sind mehrere Blöcke vorhanden, welche fest in der Kette enthalten sind, analog zum Grundbuch. Dabei stellt ein Block die kleinste Einheit in der Blockchain dar. Um Transaktionen zu bezahlen, Dienste in Anspruch zu nehmen etc. werden Münzen, sogenannte Coins verwendet.

Anders als bei unserem üblichen Geld muss man nicht einen ganzen Coin besitzen, sondern kann auch einen Bruchteil davon sein Eigen nennen, beispielsweise 0,002345 Einheiten einer Kryptowährung. Bei einer erfolgreich ausgeführten und akzeptierten Transaktion wird ein Block erstellt und in der Kette verankert. Diese Transaktion kann nicht rückgängig gemacht werden. Auch ist es nicht möglich, den Block zu löschen oder zu verändern. In der Blockchain sind somit alle Transaktionen seit der Entstehung der jeweiligen Blockchain enthalten.

Ein Text, welcher bei der Transaktion verwendet werden soll, kann wie beim Feld „Verwendungszweck“ einer Banküberweisung ebenfalls mitgegeben werden. Der Text ist frei wählbar und kann vom Auftraggeber der Transaktion in der Regel verschlüsselt werden. Die Daten der Blockchain können in Abhängigkeit von der jeweiligen Blockchain öffentlich sein und somit von jedem eingesehen werden. Bei der Bitcoin-Blockchain ist dies der Fall.

Die Identität der Sender und Empfänger der jeweiligen Transaktion ist durch Kennungen gekennzeichnet. Aus diesen Kennungen, welche in hexadezimaler Schreibweise aufgebaut sind und somit eine kryptische Adresse bilden, kann auf die tatsächliche Identität nicht geschlossen werden. Teilweise kann und muss es der Blockchain nicht einmal bekannt sein. Anonyme Transaktionen und Überweisungen sind also je nach Blockchain möglich.

2.1.2) Vergleich mit einer Finanztransaktion

Wenn wir die Funktion der Blockchain mit einer Finanztransaktion vergleichen, stellt sich dies wie folgt dar:

Anton überweist 1000 Euro an Berta. Dabei spielt es keine Rolle, wo sich die beiden Personen befinden, ob im Inland, Ausland, 5 km oder 1000 km voneinander entfernt. Wichtig ist nur, dass sich beide im gleichen Blockchain-Netzwerk befinden und mit der gleichen Währung bezahlen.

Abbildung 1: Geldtransfer Anton an Berta

Damit diese Transaktion durchgeführt werden kann, muss heute eine Zwischeninstanz enthalten sein, also ein Intermediär, welcher vertrauensvoll ist, z. B. eine Bank. Das Geld wird also von Anton an Berta über eine Bank überwiesen. Die Bank nimmt das Geld entgegen, weil Anton dieser vertraut, dass sie das Geld auch vollumfänglich an Berta weitergibt, also die gesamten 1000 Euro. Wenn die Bank das Geld von Anton erhalten hat, leitet sie den Betrag an Berta weiter.

Abbildung 2: Geldtransfer Anton an Berta über Intermediär

Der eindeutige Nachteil des Ganzen ist, dass man Zeit verliert. So ist man an die Öffnungszeiten der vertrauensvollen Instanz (z. B. Bank) gebunden. Eine Überweisung braucht 1 – 3 Bankarbeitstage, bis diese verarbeitet wurde und das Geld schlussendlich bei Berta angekommen ist. Außerdem fallen teilweise Gebühren für die Geldtransaktion an, besonders bei Überweisungen ins Ausland oder mit anderen Geldtransferdienstleistern. Der direkte Kontakt zwischen Anton und Berta und die Überweisung des Geldes gehen also nicht ohne eine dritte Instanz.

Genau hier setzt die Blockchain an. Die Blockchain soll verhindern, dass eine dritte Instanz dazwischengeschaltet ist und hierfür Zeit und Geld in Anspruch nimmt. Um dies zu ermöglichen, werden bestimmte Verfahren verwendet, damit alles wie gewohnt funktioniert, nur eben ohne Intermediär. Dazu gibt es unter anderem das offene Kontobuch bei der Blockchain. Nehmen wir an, dass Anton 1000 Euro hat und davon 300 Euro an Berta überweist, Berta überweist 150 Euro an Claus und Claus 50 Euro an Diana. Bildlich können wir uns das wie folgt vorstellen:

Abbildung 3: Geldtransfer Anton an Berta, zu Claus, zu Diana

Anhand des oben beschriebenen Beispiels wird das Konzept des offenen Kontobuchs der Blockchain etwas deutlicher und man sieht, wie die Protokollierung der Transaktionen erfolgt. In dem Kontobuch wird also Folgendes stehen:

• Anton hatte einen Anfangsbestand von 1000 Euro

• Anton hat 300 Euro an Berta überwiesen

• Berta hat 150 Euro an Claus überwiesen

• Claus hat 50 Euro an Diana überwiesen

Die Transaktionen werden also komplett nacheinander abgearbeitet und enthalten die entsprechenden Informationen. Die Blöcke werden somit miteinander verkettet. Die Namensgebung des offenen Kontobuchs ist deshalb so gewählt, weil jeder, der an dem entsprechenden Blockchain-Netzwerk teilnimmt und zu der jeweiligen Transaktion gehört, sehen kann, ob es sich um eine valide Transaktion handelt. Wenn Claus 500 Euro an Berta überweisen möchte, wird das nicht funktionieren, weil Claus nur 150 Euro besitzt. Damit wäre es also keine valide Transaktion und die beiden Parteien könnten das Kontobuch des anderen einsehen. Der Block wird also nicht in die Blockchain geschrieben bzw. an das Ende angehängt.

Jetzt könnte man sich die Frage stellen, wieso es eine zentrale Instanz gibt, wenn Blockchain den Grundgedanken hatte, keine zentrale Instanz mehr zu haben. Vorstellen muss man sich das so, dass die erfolgreich durchgeführte und verifizierte Transaktion in das aktuelle Kontobuch der beiden Teilnehmer geschrieben wird. Anschließend wird das Kontobuch an die verschiedenen Nodes (Teilnehmer des Blockchain Netzwerks) verteilt, sodass diese jeweils eine Kopie des Kontobuchs erhalten. Bildlich lässt sich das wie folgt darstellen:

Abbildung 4: Kontobuch bei allen Beteiligten vorhanden

Wenn also keine zentrale Instanz mehr notwendig ist und das Kontobuch an jeden Teilnehmer als Kopie verteilt wird, wie wird dies dann auf dem neuesten Stand gehalten und synchronisiert? Hier möchte ich nochmal vom Anfang beginnen und den dritten Schritt dazu nutzen, dieses Vorgehen genauer zu erläutern. Wenn wir also wieder davon ausgehen, dass Anton 1000 Euro besitzt und 300 Euro an Berta überwiesen hat – und Berta hat wiederum 150 Euro an Claus überwiesen. Nun, wenn Claus 50 Euro an Diana überweisen möchte, meldet Claus sein Vorhaben an. Diese Absicht wird also veröffentlicht. Da es sich noch um ein Vorhaben handelt und noch nicht durchgeführt wurde, ist diese Transaktion noch nicht in der Blockchain und somit in keinem der Kontobücher zu finden.

Das Geschriebene stellen wir uns also wie folgt vor:

Abbildung 5: Claus kündigt ein Vorhaben einer Transaktion an

Nun hat Claus also sein Vorhaben, nämlich 50 Euro an Diana zu überweisen, geäußert, aber es wurde noch nicht validiert und steht also noch nicht in den Kontobüchern und somit auch nicht in der Blockchain. Damit diese Transaktion validiert werden kann, sind sogenannte Miner notwendig. Das sind ebenfalls Teilnehmer des Netzwerks und ihre Aufgabe ist es, die Transaktion in das Kontobuch zu bringen und somit diese an die Blockchain zu anzuhängen.

Die Miner treten aber in Konkurrenz an, um diese Transaktion an die Blockchain anzuhängen, denn die Miner werden für jede Bestätigung belohnt (mehr zu Mining, siehe Kapitel 4 „Was ist Mining und wie funktioniert es?“). Nur so viel zum Miner: Deine Aufgabe besteht darin, dass er die Transaktion validiert und diese an die Blockchain anhängt, wofür er schließlich belohnt wird, indem er eine bestimmte Menge an Coins der Kryptowährung bekommt, wobei es lediglich Bruchteile sind.

Die Validierung ist dank des offenen Kontobuchs einfach, denn jeder kann sehen, ob die Transaktion erlaubt ist oder eben nicht. Für die Validierung und das Anhängen der Transaktion an die Kette benötigt der Miner einen speziellen Datenschlüssel. Nur mit diesem Datenschlüssel kann der Miner die Transaktion in das Kontobuch aufnehmen und diese somit an die Blockchain anhängen – anders nicht.

Nehmen wir an, Anton und Berta sind die Miner und stehen sich deshalb in einem Wettbewerb gegenüber. Diese beiden müssen nun eine „Aufgabe lösen“, und zwar den richtigen Datenschlüssel herausfinden, um die von Claus angemeldete Transaktion in das Kontobuch anzuhängen. Wer diesen Schlüssel zuerst gefunden hat, gibt sich zu erkennen und meldet sich (hier Anton).

Da er den Datenschlüssel gefunden hat, hat er nun das Recht, die Transaktion in das Kontobuch zu schreiben und anschließend zu veröffentlichen, sodass sie für alle Teilnehmer sichtbar ist. Dafür bekommt er eine kleine Belohnung in Form von Bitcoin, Ether etc. – eben in der Kryptowährung des Netzwerks. Die Konkurrenz, die zwar teilgenommen aber die Aufgabe nicht gelöst hat, bekommt nichts. Die Transaktion ist nun im Kontobuch enthalten und wurde erfolgreich an die Blockchain angehängt. Bildlich sieht das nun wie folgt aus:

Abbildung 6: Anton ist siegreicher Miner

Da der Sieger nun feststeht und die Belohnung erhalten hat, das Kontobuch aktualisiert und verteilt wurde, akzeptieren es alle anderen Teilnehmer auch. Weil das Kontobuch verteilt wurde, hat nun jeder Teilnehmer auch den aktuellen Stand und es können weitere Transaktionen angemeldet, validiert und dem Kontobuch hinzugefügt werden. Es ergibt sich somit das letzte Bild aus Schritt 3:

Abbildung 7: validierte Kontobücher bei allen Beteiligten

Damit sollte das allgemeine Verständnis der Funktionsweise der Blockchain gegeben sein, wenn auch stark vereinfacht. Um die Verkettung mit den Schlüsseln noch etwas detaillierter darzustellen, hier einige genauere Erklärungen. Jedes Wallet hat einen privaten und einen öffentlichen Schlüssel oder auch „Senderadresse“ und „Empfängeradresse“ genannt. Der private Schlüssel ist geheim, der öffentliche hingegen für alle ersichtlich.

Wenn eine Person eine Transaktion an eine andere Person sendet, werden diese und die Transaktionsanfrage mit dem privaten Schlüssel (Senderadresse) signiert. Dadurch wird auch der Hash berechnet, welcher ein anderer wäre, wenn nur ein Zeichen verändert werden würde. Der Empfänger kann mit dem öffentlichen Schlüssel (Empfängeradresse) diese Transaktion entschlüsseln und damit verifizieren. Dabei ist es nicht möglich, anhand des öffentlichen Schlüssels den privaten Schlüssel zu erraten bzw. zu errechnen. Modifikationen an Transaktionen sind ebenfalls nicht möglich, da ansonsten die Verifizierung und der Block in der Blockchain nicht mehr stimmen würden. Das nachfolgende Bild soll dies veranschaulichen:

Abbildung 8: Blockchain Verkettung und Verifizierung mit Datenschlüssel

2.2) Einsatzgebiete Blockchain heute

Da Bitcoin die erste, älteste und bekannteste Blockchain ist, welche aus der Finanzkrise heraus entwickelt wurde, ist diese auch ganz klar in dem Finanzbereich anzutreffen. Damit können Produkte und Dienstleistungen im Internet bezahlt werden. Bitcoin ist ausschließlich als ein Zahlungsmittel gedacht und geeignet. Theoretisch wäre die Blockchain-Technologie für mehr geeignet. Die Einsatzgebiete der Blockchain-Technologie an sich sind sehr vielfältig, da ein Block die Größe von 1 Megabyte nicht überschreiten darf.

Da es heute aber auch noch andere Blockchains gibt (siehe Kapitel 3.1 „Kryptowährungen und deren Unterschiede“) gibt es heute auch noch andere Einsatzgebiete. So wird Blockchain unter anderem auch für das Tracking von Paketen, Containern oder allgemein im Transportbereich vereinzelt eingesetzt.

Im Kapitel 5 „Blockchain Trends & Möglichkeiten“ sind nicht nur die Möglichkeiten in der Zukunft nachzulesen, sondern teilweise auch bereits bestehende Prototypen und Vorprojekte, die von verschiedenen Unternehmen durchgeführt werden. Und es werden von Tag zu Tag mehr Projekte und mehr Unternehmen, die dieses Thema sehr ernst nehmen und sich entsprechend darauf einstellen. Besonders im Bankenumfeld oder allgemein im Finanzwesen wird hier sehr viel unternommen. Auch im Bereich der Sicherheit und Identifizierung wird Blockchain eingeführt.

2.3) Vor- und Nachteile von Blockchain

Durch die Verwendung der Blockchain ergeben sich einige Vorteile und auch einige Nachteile.

Auf eine (Bitcoin)-Blockchain passt 1 Megabyte an Daten – das bedeutet, das alles, was in 1 Megabyte hineinpasst, auch in der Blockchain gespeichert werden kann. Die Größe des Blockes und somit die speicherbare Datenmenge hängt von dem Blockchain-Netzwerk ab. Damit können theoretisch auch Verträge oder weitere Transaktionen – nicht nur aus dem Bereich Finanzen – gespeichert werden. In Deutschland haben wir einige Regeln und Pflichten in Bezug auf Dokumenten-Aufbewahrung.

Hier müssen einige Bestandteile enthalten sein, damit genau nachvollzogen werden kann, wer wann was gemacht hat. Da alle Transaktionen mit einem Zeitstempel versehen werden und auch andere notwendige Informationen enthalten, kann somit den Dokumenten-Aufbewahrungspflichten Genüge getan werden.

Es kann auch ein Fingerabdruck gespeichert werden. Er ist eindeutig und über diesen Weg könnten weitere notwendige Informationen abgelegt werden. Hierfür sind entsprechende Algorithmen vorhanden. Ein zusätzlicher positiver Nebeneffekt bei dieser Methode ist, dass auch eine Verschlüsselung möglich wäre. Für Verträge wäre es möglich, hier anstatt Bitcoin eine andere Plattform zu verwenden, wie z. B. Ethereum. Denn diese verfolgt den Gedanken der „Smart Contracts“ und wäre für das Ablegen oder Erstellen von Verträgen ideal geeignet.

Da die Buchungstexte bei den Transaktionen frei wählbar sind, können hier Informationen gespeichert werden, welche dann bis auf alle Ewigkeit in der Blockchain gespeichert sind und nicht verändert werden können. Besonders kritisch ist es dann, wenn man sich dessen nicht bewusst ist oder es einfach vergisst. Dies ist ein möglicher Nachteil. Ein weiterer zu beachtender Punkt ist, dass auch anonyme Überweisungen möglich sind, sodass dies für kriminelle Vorhaben, z. B. auch im Darknet, von Interesse sein könnte. So können Gelder transferiert werden, ohne dass es jemanden auffällt. Auch kann aufgrund der Anonymität Geld gewaschen werden, ohne dass eine Kontrolle möglich ist.

Bei der Blockchain ist die Sicherheit in Bezug auf den Zugriff zu dem Netzwerk auf den User ausgelagert. Wenn dieser seinen privaten Schlüssel oder seine entsprechenden Daten verlegt oder verliert, gibt es keine dritte Instanz, die dem Benutzer in irgendeiner Weise helfen kann. Dies ist für viele ziemlich ungewöhnlich und lässt deren Skepsis weiterhin bestehen.

Außerdem: Um die entsprechende Währung des Blockchain-Netzwerks irgendwo zu speichern, muss ebenfalls der eigene Rechner verwendet werden. Das kann aber verschiedene Nachteile und Probleme mit sich bringen. Ein Punkt ist der, dass der Computer frei von Viren und Trojanern sein muss, da sonst die Datei (privater Schlüssel) und die entsprechenden Login-Informationen verloren oder gar gestohlen werden können. Eine unzureichende Absicherung des Rechners kann auch dazu führen, dass auf diesem Weg die Daten gestohlen werden könnten. Natürlich kann hier mittels 2-Faktor-Authentifizierung nachgeholfen und die Sicherheit gesteigert werden, sofern dies angeboten und unterstützt wird.

Da die Blöcke immer hintereinander angehängt werden und die Blockchain somit mit jeder Transaktion wächst, kann diese eine entsprechende Größe annehmen, welche auf der Festplatte viel Platz beansprucht, vor allem auf längere Zeit gesehen. Besonders in Gegenden, in denen die Bandbreite sehr gering ist, kann das Synchronisieren der Blockchain schon etwas dauern. Bei der Verwendung mehrerer Blockchains vergrößert sich der Faktor entsprechend.

Das Bezahlen in der Blockchain ist nur mittels der entsprechenden Kryptowährung möglich. Wenn allerdings kein Internet vorhanden ist, weil es gerade eine Störung gibt oder der Rechner aufgrund von Stromausfall oder eben auch aufgrund von Internetproblemen nicht benutzt werden kann, kann auch nichts bestellt und bezahlt werden. Aber auch hierfür kann es unterschiedliche Lösungsmöglichkeiten geben, sodass das entsprechende Konto beim Händler oder im Online-Wallet hinterlegt ist und somit benutzt werden kann.

Die deutlichen Vorteile von Blockchain werden hingegen in anderen Bereichen sichtbar. In der Kryptowährung sind sie offensichtlich: Da es keine dritte Instanz mehr gibt, können hier die Zahlungen deutlich beschleunigt und die Transaktionsgebühren gesenkt werden. Außerdem entfallen die Kontrolle des Staates sowie mögliche Enteignungen.

Mit Blockchain lassen sich viele Dinge automatisieren und vor allem digitalisieren. Viele Prozesse und Anwendungen können in verschiedenen Bereichen der Unternehmen automatisiert werden. Besonders in der Authentifizierung und Identifizierung kann dies enorme Vorteile bieten und vieles vereinfachen. So können unter Umständen Identities – sprich digitale Ausweise – ausgestellt werden, die jederzeit von überall aus abgerufen werden können. Das hilft besonders dann, wenn die Person im Ausland unterwegs ist und sich identifizieren muss.

Auch für Menschen auf der Flucht aus dem eigenen Land oder aus Krisengebieten ist dies hilfreich. Dies ist aber allgemein ein Thema und nicht nur auf Flüchtende bezogen, da es in anderen Ländern einige Probleme bezüglich der dokumentierten Existenz gibt, so seltsam und unglaublich es klingt. Microsoft und Accenture beteiligen sich an der Initiative ID 20201, bei der es darum geht, eine digitale, auf Blockchain basierende Identitätslösung zu erstellen. Denn dafür eignet sich Blockchain hervorragend, weil die Blöcke fest und nicht manipulierbar in der Kette verankert sind.

Eine Herausforderung mit Blockchain gibt es allerdings in Bezug auf Energie, denn die Blockchain benötigt einiges an Strom. Die Rechenleistung wird meist aus Grafikkarten (GPUs) oder Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) Systemen gewonnen. Hierfür wird viel Energie benötigt.

Durch die Blockchains und das Mining ist der Energieverbrauch deutlich gestiegen, da plötzlich viele Farmen aufgetaucht sind und den Markt nach Grafikkarten und ASIC Hardware nahezu leer kaufen. So kann es durchaus möglich sein, dass sich hierdurch ein neuer Markt erschließt, sodass spezielle Hardware für die Blockchain entwickelt werden kann. Einen ersten Schritt in diese Richtung hat bereits Google mit seiner Tensor Processing Unit (TPU) unternommen2.

Google hatte mit der Entwicklung der TPU zwar nicht die Absicht, diese für die Blockchain zu verwenden, sondern eher für die eigene Google Cloud Plattform (GCP) und für Artificial Intelligence (AI) bzw. Machine Learning (ML). Die TPU ist ungefähr doppelt so schnell wie eine Nvidia Tesla P40 und 6,5 Mal so energieeffizient. Auch hier könnten noch bessere Werte erzielt werden, wenn die Entwicklungen in diesem Bereich weitergehen, wobei Google (noch) kein Chiphersteller (egal, ob CPU oder GPU) ist. Die Entwicklung in diesem Bereich bleibt spannend zu verfolgen.

Google möchte mit seiner Cloud seinen Mitbewerbern Amazon und Microsoft und deren Cloudprodukten Konkurrenz machen, vor allem in Bezug auf die Kosten. Mit der TPU, die noch leistungsfähiger und effizienter werden könnte, kann dies sehr gut gelingen, vor allem auch, weil dadurch Platz eingespart werden kann, was die Effizienz des Rechenzentrums erhöht. Die TPU ist eine modifizierte und angepasste ASIC Hardware, die für das Machine Learning ausgelegt ist. Aber zurück zur Blockchain. Die Blockchain an sich bietet sehr viele verschiedene Möglichkeiten. Über die ganzen Möglichkeiten sprechen wir im Kapitel 5 „Blockchain Trends & Möglichkeiten“.

2.4) Sicherheit der Blockchain

Nachdem wir nun wissen, was die Blockchain ist und wie diese funktioniert, soll auf ihre Sicherheit eingegangen werden, denn schließlich soll man damit Geld transferieren und Verträge abschließen können. Deshalb sollten diese Vorgänge sicher vor Verlust und Manipulation geschützt sein. Da bei der Blockchain die Transaktionen zunächst von anderen Nodes bestätigt werden müssen und somit vorher eine Überprüfung stattfindet, ob ausreichend Liquidität vorhanden ist, ist dies ein erster Punkt bezüglich der Sicherheit – Sicherheit in Bezug auf die Transaktion und ob diese ausgeführt werden kann. Wenn alles in Ordnung ist und der Sender über ausreichend liquide Mittel verfügt, wird die Transaktion in die Kontobücher geschrieben und somit in die Kette eingefädelt.

Dadurch, dass die Blöcke in der Blockchain aufeinander aufbauen, ist eine Manipulation nicht möglich. Die einzige Möglichkeit der Manipulation wäre, wenn mindestens 51 % der Netzwerkleistung des Blockchain-Netzwerks übernommen werden (siehe Kapitel 2.6 „Risiken der Blockchain“). Dies ist aber – je nach Blockchain – sehr teuer und somit in der Regel nicht lohnenswert. Für die Bitcoin-Blockchain wäre somit ein Aufwand von über 2,5 Milliarden Dollar nötig (Stand August 2017).

Da diese Leistung und diese finanzielle Belastung nicht sonderlich viele auf sich nehmen wollen und können, ist der Angriffskreis beschränkt. Auch würde die Manipulation länger dauern, da alle weiteren Blöcke ab dem geänderten Block ebenfalls nachgerechnet, bestätigt und verkettet werden müssen. Außerdem sind die Blöcke und die Datenbank auf mehreren Rechnern verteilt und es kommen immer weitere Rechner hinzu, wodurch die Netzwerkleistung ebenfalls steigt. Ein Angriff wird also immer aufwendiger, komplizierter und auch kostspieliger.

Die Sicherheit IN der Blockchain ist also gegeben und ziemlich hoch. Doch das Problem befindet sich – wie so oft – VOR dem Netzwerk. So sitzt das Problem direkt vor dem Rechner, nämlich der menschliche Benutzer, der nicht frei von Fehlern ist. So kann er den Schlüssel verlieren oder dieser kann ihm gestohlen werden. Und schon kann der Angreifer in das Wallet des Opfers hinein und somit sein „Bankkonto“ leerräumen oder seine Applikationen etc. beschädigen oder stehlen.

2.5) Limitierungen der Blockchain

Wie bei allem, gibt es bei der Blockchain auch gewisse Limitierungen. Seien es künstliche Limitierungen seitens des Blockchain-Netzwerks selbst oder auch technisch bedingte. Künstliche Limitierungen können sein, dass nur eine bestimmte Anzahl an Münzen einer Kryptowährung vorhanden sind. Ist diese Anzahl der Münzen ausgegeben und verteilt, werden keine weiteren Münzen mehr generiert.

Eine weitere Limitierung aus technischer Hinsicht ist zum Beispiel die Zeit, bis eine Transaktion bestätigt wird. Dies ist allerdings auch abhängig vom gewählten Algorithmus (siehe Kapitel 3.6 „Verwendete Algorithmen und deren Unterschiede“). Außerdem: Ebenfalls abhängig vom verwendeten Algorithmus ist die Regulierung der Schwierigkeitsstufe.

Nehmen wir Bitcoin als Beispiel, da es die älteste Kryptowährung ist, damit die Blockchain entstanden ist und Bitcoin als Zahlungsmittel akzeptiert wird. Beim Bitcoin-Netzwerk werden derzeit ca. 7 Transaktionen pro Sekunde durchgeführt, bei der Visa sind es über 2000 Transaktionen pro Sekunde. Das ist ein Faktor von 300, im Vergleich zu den durchgeführten Transaktionen von Visa. Die Frage bleibt also offen, ob Bitcoin mit dieser hohen Auslastung schritthalten kann – auch deswegen, weil bei Bitcoin die Transaktionen alle 10 Minuten in die Blockchain geschrieben werden (= Bestätigungszeit von Transaktionen).

Zum Glück gibt es andere Blockchain-Netzwerke und Kryptowährungen, mit einer deutlich kürzeren Bestätigungszeit von Transaktionen, wie zum Beispiel Ethereum (17 Sekunden), Lisk (10 Sekunden) oder Ripple (3 – 5) Sekunden. Ethereum und Lisk haben sich nicht auf den Einsatzzweck des Bezahlens ausgerichtet, können aber dennoch eine Rolle in dieser Hinsicht spielen. Ripple hat sich allerdings für die Verwendung als Zahlungsmittel ausgesprochen und bietet auch mit einer sehr kurzen Bestätigungszeit eine gute Basis dafür. Im Gremium des Ripple-Netzwerks sind einige große Banken vertreten (z. B. UBS, Santander, UniCredit).

Diese bilden auch das Ripple-Netzwerk. Da der Grundgedanke von Blockchain die Dezentralisierung ist, ist dieser bei Ripple nur rudimentär gegeben. Denn, wenn das Gremium dieses Netzwerks böse Absichten hegt, können die Teilnehmer – also die eigentlichen Nutzer und Kunden – dem nicht entgegenwirken, da diese nur passiv teilnehmen. Es verhält sich also wie bei einer normalen Bank, mit dem Unterschied, dass die Transaktionen schneller und zu jeder Zeit durchgeführt werden können und die Bank ein Zusammenschluss von vielen verschiedenen Banken ist.

Eine weitere Limitierung ist das Wissen – das Wissen über die Blockchain-Technologie und ihre Verwendung. Denn die meisten Menschen wissen nicht, was die Blockchain-Technologie ist und wie diese eingesetzt und verwendet werden kann. Diese „Limitierung“ ist allerdings natürlich und kann relativ einfach aufgehoben werden, ähnlich wie damals mit dem Internet, als es aufkam und sich rasant verbreitete.

2.6) Risiken der Blockchain

Manchmal könnte man meinen, es wäre das Blockchain- und Bitcoin-Fieber ausgebrochen, da diese Technologie in aller Munde ist und man ständig davon lesen kann. Blockchain soll unser Leben in verschiedenen Bereichen bewusst oder unbewusst verändern, so lautet die eine oder andere Schlagzeile und Aussage. Aber zu welchem Preis? Oder ist die Sorge unberechtigt und der Unwissenheit über diese neuartige Technologie geschuldet?

In der Tat ist es so, dass die meisten Menschen noch gar nicht wissen, was die Blockchain-Technologie ist und wie sie diese einsetzen, verwenden und damit umgehen können. Es ist etwas Neuartiges, ähnlich wie damals das Internet, die Cloud, das autonome Fahren oder jetzt eben die Blockchain.

Aber was sind denn die Risiken bei dieser neuen Technologie? Wie sieht es mit der Privatsphäre, dem Datenschutz und der Datensicherheit aus?

Je nach dem verwendeten Blockchain-Netzwerk sind die Transaktionen für alle ersichtlich oder eben für keinen. Bei Bitcoin kann jeder die Transaktionen nachvollziehen. Wer hat wann an wen wie viele Coins geschickt? Da dies allerdings nicht immer gewünscht ist und dies ungewohnt ist, möchte man dem eventuell entgegenwirken.

Dies kann durch die Verwendung einer anderen Kryptowährung und somit eines anderen Blockchain-Netzwerks geschehen. Beispielsweise können Monero oder Ripple hier möglicherweise Abhilfe schaffen, denn bei diesen beiden Kryptowährungen sind die Transaktionen ganz oder teilweise anonymisiert. Somit könnten die Privatsphäre aber auch der Datenschutz gewährleistet sein.

Aber wie steht es um die Datensicherheit? Je nachdem, welche Blockchain und welche Kryptowährung man nutzt, ist der Zugriff zu diesem Netzwerk unterschiedlich. Wird ein externes Wallet dafür genutzt, ist der Zugriff nochmals anders. Der Zugriff zum Ethereum-Netzwerk über „myetherwallet.com“ erfolgt beispielsweise unter der Eingabe des Private Keys, welcher zu Beginn generiert wird. Ist dieser verloren gegangen oder wurde er gestohlen, kann ohne Weiteres in das Wallet eingedrungen werden. Das Problem ist offensichtlich: Das Geld kann von Dritten entwendet werden. Natürlich kann man dies durch Multi-Faktor-Authentifizierung (MFA) lösen, indem z. B. Trezor verwendet wird. Trezor ist ein kleines Device, welches eine Zahlenkombination anzeigt, die eingegeben werden muss, bevor der Zugang zum Konto gewährt wird. Dies ist deutlich sicherer als der Login mit dem Private Key.

Die häufigste Ursache dürfte sein, dass der private Schlüssel verloren geht, sei es, weil dieser aus Versehen gelöscht wird oder weil die Hardware (speziell die Festplatte) kaputtgegangen ist, sodass der Zugriff zu den Daten unmöglich ist.

Bei Next oder Lisk ist es unter anderem so, dass eine Passphrase eingeben werden muss, bestehend aus unterschiedlichen Wortkombinationen. Auch dies ist das Gleiche wie mit dem Private Key. Auch diese Parole könnte verloren oder gestohlen werden. Aber auch hier wäre die Lösung die Nutzung von MFA.

Ein weiteres Risiko ist, dass das Blockchain-Netzwerk an sich nicht vertrauenswürdig ist. Zu Beginn können ein neues Netzwerk und eine neue Kryptowährung veröffentlicht werden, wobei deren Besitzer aber bösartige Absichten hegt. Dies ist allerdings ein Risiko, welches in der Regel immer zu Beginn besteht.

Nach und nach kommen weitere Nodes hinzu, sodass die Rechenleistung steigt und die Gefahr bezüglich einer Manipulation sinkt. Dies ist allerdings nicht der Fall, wenn ein Backdoor (Hintertür, Lücke) im System eingebaut wurde und das System nicht OpenSource ist. Ist die Software OpenSource, würde die Community diese Lücken vermutlich ziemlich schnell finden und publizieren.

Ein weiteres Risiko ist der 51 % Angriff. Bei einem 51 % Angriff muss der Angreifer 51 % der Blockchain besitzen. Da die Blockchain den Grundgedanken der Dezentralisierung hat, ist dies theoretisch auch möglich. In der Praxis wird dies allerdings nicht ohne weiteres möglich sein, vor allem nicht ohne einen erheblichen zeitlichen und besonders auch finanziellen Aufwand. Für die Bitcoin-Blockchain wäre somit ein Aufwand von über 2,5 Milliarden Dollar nötig, täglich steigend, da immer mehr Nodes und somit mehr Rechenleistung hinzukommen1 - nicht zu vergessen sind die Kosten für Strom, Kühlung, Platz, usw.

Der Aufwand ist je nach Blockchain-Netzwerk und Kryptowährung unterschiedlich hoch.

Eine der größten Risiken überhaupt ist, dass im Zeitalter der Digitalisierung verstärkt auf Computer und damit virtuelle Hilfsmittel, Daten, Informationen und Kryptowährungen gesetzt wird. Dadurch steigt auch das Interesse der Kriminellen und die Häufigkeit von Cyberattacken. Angriffe durch Hacker können bei den einzelnen Personen Schaden anrichten, aber auch bei digitalen Exchange Plattformen / Trading Plattformen. So gesehen können Hacker die Trading-Plattform hacken und entsprechend die Kryptowährungen auf ihr eigenes Wallet überweisen. Dies geschah bereits bei der Bitcoin-Blockchain, sodass einige Münzen entwendet werden konnten2.

Bei einem terroristischen Akt und unter der Verwendung von z. B. Elektromagnetischen Impulsen (EMP) können Mining-Rigs (Mining Farmen) zerstört werden. Da es sich bei Blockchain allerdings um ein dezentral verteiltes System handelt, ist die Rechenleistung weiterhin aktiv. Somit ist dieses Szenario nur damit verbunden, dass zentrale Rechenleistungsknoten – sprich Farmen – ausgeschaltet werden, um weniger Geld und Aufwand für eine eigene große Farm in die Hand nehmen zu müssen, um die 51 % Attacke durchführen zu können.

3) Was ist eine Kryptowährung?

Eine Kryptowährung ist eine digitale Währung, die ausschließlich virtuell vorhanden ist. Derzeit ist das Bezahlen mit einer Kryptowährung in einigen Shops möglich, allerdings noch nicht in jedem Online-Shop und nicht in allen Ländern. Die Entwicklung und Ausbreitung könnte weitergehen und geht bestimmt auch weiter, sodass es eine spannende Angelegenheit wird. Womöglich könnte auch „offline“ bezahlt und nachträglich synchronisiert werden. Auf die unterschiedlichen Kryptowährungen und deren Unterschiede möchte ich im nächsten Kapitel eingehen.

3.1) Kryptowährungen und deren Unterschiede

Da die Blockchain-Technologie eine rasante Verbreitung erfährt, gibt es bereits zahlreiche Kryptowährungen und es kommen weitere hinzu. Da die Blockchain-Technologie Open Source ist, kann jeder seine eigene Kryptowährung und seine eigene Idee umsetzen und in Umlauf bringen. Die bekanntesten Kryptowährungen werden nachfolgend näher erläutert werden, samt ihren Besonderheiten und möglicher Einsatzgebiete, wobei ich nicht nur auf die Währungen selbst, sondern auch – und vor allem – auf die Plattformen eingehen werde.

Heute gibt es bereits einige verschiedene Blockchain-Plattformen, die sich teilweise auch stark von der Bitcoin-Blockchain unterscheiden. Es gibt Plattformen, die deutlich über die Funktionen der Bitcoin-Blockchain hinausgehen und somit deutlich komplexere Vorgänge und Lösungen ermöglichen. Diese können in der Zukunft Bitcoin als Währung womöglich sogar noch den Rang ablaufen.

Je nach Blockchain besteht ein weiterer Unterschied darin, dass einige Plattformen den Kreis der Beteiligten einschränken, andere hingegen offen für alle sind (z. B. Bitcoin). Ist eine Plattform für alle offen, kann jeder mit seinem Rechner oder seinem Netzwerk daran teilnehmen. Die Offenheit bzgl. der Teilnehmer ist auch der Ursprungsgedanke des Gründers der Bitcoin-Blockchain, Satoshi Nakamoto1. Ist der Teilnehmerkreis hingegen auf eine bestimmte Zielgruppe beschränkt, sodass nicht jeder teilnehmen kann, handelt es sich um eine Plattform für z. B. Banken (siehe Ripple) oder Business to Business (B2B).