24.09.2018 von

Blockchain – die Technologie hinter Bitcoin

Blockchain ist in aller Munde. Doch kaum einer versteht, wie die Technologie funktioniert, die hinter der Kryptowährung Bitcoin steckt. Ein Überblick über die Idee von Blockchain, wie der Verbraucher in Sachen Transparenz von Blockchain profitiert und was diese Technologie so sicher macht – Stichwort Hashing.

Was ist Blockchain eigentlich? Insgesamt geht es um Vertrauen und darum, bei voller Transparenz fälschungssichere Abläufe zu ermöglichen, auf die nur berechtigte Personen zugreifen können.

Was ist die Idee von Blockchain?

Blockchain ist die Idee, jede Information dezentral auf sog. „ledgers“ und für alle zugänglich, also „open“, zu speichern. Diese „Open Ledgers“ werden dann mit anderen Blöcken von Informationen chronologisch verknüpft. So entsteht eine fälschungssichere Informationskette, aufgeteilt in miteinander verzahnte Blöcke.

Diese Informationsblöcke werden in chronologischer Reihenfolge abgelegt. Jeder an das Blockchain-Netz angeschlossene Computer erhält automatisch eine Kopie der Informationsblöcke. Daher spricht man von einer „Distributed Ledger Technology“. Die dahinterstehende Technologie ist bereits zehn Jahre alt.

Blockchain und Krytowährung Bitcoin

Ursprünglich wurde Blockchain entwickelt, um den Fluss der Kryptowährung Bitcoin nachzuhalten. Alle Transaktionen sind transparent. So kann man sicherstellen, dass jede Veränderung des Bitcoin-Bestandes bei jeder beliebigen Person nachweisbar ist.

Ein Beispiel: Hat Person A 100 Bitcoin und erwirbt von Person B etwas im Wert von 10 Bitcoin, dann weiß Person B, dass Person A 100 Bitcoin hat und den Kaufpreis bezahlen kann. Person A weiß, ebenso wie alle anderen Personen, die zu einem späteren Zeitpunkt mit Person B Geschäfte machen, dass Person B einen Zuwachs von 10 Bitcoins hat.

Jede andere Person weiß außerdem, dass Person A nur noch 90 Bitcoins bereitstehen. Diese Transparenz stärkt das Vertrauen in den Handelspartner und in die Transaktion, der Handel wird vereinfacht.

Blockchain: Mehr Transparenz für Verbraucher

Heute geht es nicht mehr nur um Bitcoin. Die Blockchain-Technologie ist vielfach einsetzbar, z.B. an der Schnittstelle zwischen Liefer- und Wertschöpfungskette. Der Verbraucher kann dadurch etwa der Lebensmittelindustrie auf die Finger schauen.

Der Verbraucher weiß verlässlich: Die eingesetzten Rohstoffe entsprechen dem versprochenen Standard, Düngemittel waren ökologisch und die Herkunft steht zweifelsfrei fest.

Im Finanzsektor, v.a. bei Überweisungsvorgängen, kann man die Blockchain-Technologie einsetzen, um „Mittelsmänner“ zu vermeiden. Das Internet alleine kann Geldtransfers nicht bewerkstelligen, denn es kann keine Wertgegenstände verwalten.

Hier ist es nötig, zumindest zwei Banken einzuschalten. Die eine Bank bestätigt ein Guthaben, die andere nimmt die Überweisung an und schreibt es dem Konto des Empfängers gut.

In der Praxis sind noch weitere Dienstleister zwischen den Banken aktiv – besonders im internationalen Zahlungsverkehr. Mit Blockchain ist es nicht mehr notwendig, Mittelsmänner einzuschalten.

Informationen verschlüsseln und geheim halten

Die Frage ist: Wie stellt man sicher, dass die Informationen nicht gefälscht werden können und „geheim“ bleiben? Man verteilt die Informationen auf verschiedene Rechner und macht es zunächst schwieriger, diese Informationen zu fälschen. Sämtliche Informationen sind verschlüsselt.

Nur berechtigte Personen können auf die verschlüsselten Informationen zugreifen. Dritte haben dagegen keinen Zugriff. Die Verschlüsselung basiert auf vier Grundsätzen: Vertraulichkeit, Integrität, Authentizität und Verbindlichkeit.

Wer darf verschlüsselte Informationen entschlüsseln?

Der Grundsatz der Vertraulichkeit sagt: Nur berechtigte Personen dürfen verschlüsselte Informationen auch wieder entschlüsseln.

Beispiel: Person A möchte Person B ein Passwort per SMS übermitteln. Das Passwort soll vor dem Zugriff Dritter geschützt werden. Person A und Person B haben sich auf einen Schlüssel verständigt, damit Person B das Passwort entschlüsseln kann.

Fängt ein Dritter die SMS ab, kann er noch immer nicht auf das Passwort zugreifen. Denn ihm fehlt der Schlüssel. Dieser muss so gestaltet sein, dass das Passwort als solches nicht verändert wird und auch wieder entschlüsselt werden kann.

Kurz: Die Integrität des Passworts darf nicht verloren gehen. Zudem sollte man sicherstellen, dass die SMS auch tatsächlich von Person A kommt – die Nachricht also authentisch ist. Person A darf sich außerdem nicht darauf berufen können, dass die von ihr versandte Information nicht von ihr kam. Ansonsten ist die Nachricht nicht verbindlich.

Was macht Blockchain so sicher?

Jeder Informationsblock wird über einen Algorithmus mit einem sog. „Hash“ versehen. Beim Hashing (dt: zerhacken) erhält jeder Informationsblock einen eigenen Hash.

Dieser Hash, eine Art Quersumme der Informationen, wird mit dem Informationsblock hinterlegt. Verändern sich Daten im Informationsblock selbst, kommt wegen des Algorithmus ein ganz anderer Hash zustande. Dieser passt mit dem ursprünglichen Hash nicht mehr zusammen.

Erstellt man auf Basis des ersten Informationsblocks einen weiteren Informationsblock, geht der Hash des ersten Blocks in den neuen Block ein.

Würde man Informationen im ersten Block fälschen, bekämen die Hashs der weiteren Blocks unmittelbar andere Werte. Die Folge: Es würde sofort ersichtlich, dass die Daten unstimmig sind. Hier endet allerdings die Verschlüsselung noch nicht.

Die Hashes aller Blöcke könnte man theoretisch neu berechnen. Um das zu verhindern, müssen die Hashes neuer Blöcke bestimmte Bedingungen erfüllen, z.B. trotz des Algorithmus auf der Ziffer „5“ enden.

Da die Daten aus den vorangegangenen Blöcken unveränderlich sind, muss man zu den Informationen des letzten Blocks noch Daten hinzufügen. Um diese Daten zu berechnen („mining“), ist wiederum eine enorme Rechenleistung notwendig.

Blockchain-Technologie hat sich in der Praxis bewährt

Insgesamt scheint die Technologie zu funktionieren. Durch das Zusammenspiel der Public-Key-Verschlüsselung und dem Hashing der Blockinformationen kam es in der Vergangenheit noch zu keiner bekannten Manipulation bei Bitcoins. Und hier hätten Kriminelle sicherlich ausreichend Grund, durch Manipulationen die Milliardenwerte umzuleiten.

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