Zum Thema: Die Blockchain steht vor der Bewährungsprobe

Wie funktioniert die Blockchain?

Die Digitalwährung Bitcoin brachte eine revolutionäre Technologie in die Welt. Der Geniestreich ist die Verschlüsselung.

Selbst wenn sich die digitale Währung Bitcoin nicht durchsetzen sollte, hat ihr Erfinder der Menschheit eine neue Technologie gebracht: Blockchain. Vereinfacht kann man sich diese als ein Kassenbuch vorstellen, in der etwa Ein- und Ausgänge von Geld verzeichnet werden.

Der Clou dabei: Das Kassenbuch wird nicht zentral von einem Individuum geführt. Stattdessen wird es gleichzeitig von einem Netzwerk von Computern gepflegt und unveränderbar abgespeichert. Dadurch ist die Blockchain nicht im Nachhinein manipulierbar. Und man muss nicht darauf vertrauen, dass jemand die Einträge sorgfältig pflegt.

Der Erfinder von Bitcoin, dessen Identität ungeklärt ist und der nur unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto in Erscheinung getreten ist, wollte eine digitale Währung schaffen, die ohne Zentralbank auskommt. Sie sollte nur durch das Netzwerk aller Nutzer bestehen können. Die technische Basis dieser Währung ist die Blockchain.

Die Grafik zeigt am Beispiel einer Überweisung von Bitcoins, wie die Blockchain funktioniert. Die Daten einer Transaktion – dabei muss es sich nicht um Geld handeln – werden in einem Block zusammengefasst. Die Computerserver im Netzwerk müssen sich nun einigen, dass diese Transaktion gültig ist. So soll etwa verhindert werden, dass die gleichen Bitcoins zweimal ausgegeben werden. Ist die Transaktion gültig, wird der neue Transaktionsblock der Kette an Blöcken (Blockchain) angeheftet. Die Kette kann nicht mehr verändert werden und ist überall im Netzwerk gleichzeitig gesichert.

Vor Manipulation geschützt

Der Geniestreich von Bitcoin ist die Technologie, diesen Ablauf vor Manipulationen zu schützen, ohne dass eine zentrale Aufsicht benötigt wird. Dazu wurde Verschlüsselungstechnik – Kryptografie – eingesetzt. Daher werden Bitcoin und ähnliche Konstrukte auch als Krypto-Währungen bezeichnet.

Damit eine Transaktion gültig ist, muss sie vom Besitzer mit einem persönlichen Code beglaubigt werden. So wird sichergestellt, dass nur der Berechtigte eine Transaktion durchführt. Verschlüsselung stellt ebenso sicher, dass die in der Blockchain abgelegten Daten nicht verändert werden können.

Ein Novum ist auch, wie das Netzwerk sich einigt, ob eine Transaktion gültig ist. Das Problem: Jeder kann sich in das Bitcoin-Netzwerk einschalten, und  ohne den richtigen Schutz könnten falsche Transaktionen durchgewunken werden. Für Bitcoin heisst dieser Schutz: Rechenkraft. Um eine Transaktion zur Blockchain hinzuzufügen, muss eine mathematische Aufgabe gelöst werden. Der Computer, der die Aufgabe löst, darf die Transaktion an die Blockchain anheften. Das kostet Rechenkapazität und Zeit. Daher dauert die Abwicklung einer Bitcoin-Zahlung zehn Minuten. Bei Bitcoin wird man dafür entschädigt. Löst ein Computer die Aufgabe, hat er gleichzeitig neue Bitcoins «geschürft».

Kontrolle vor Einlass

Dieser Ansatz ist zwar sinnvoll bei Bitcoin, wo sich jeder ungeprüft als Teil des Netzwerks einschalten kann. Doch dadurch wird auch viel Energie gebunden. Werden dagegen vor dem Einlass die Teilnehmer eines Netzwerks geprüft, braucht es diese Sicherheitsmassnahme nicht. Dann können Kosten und Zeitdauer für die Transaktion gesenkt werden. So könnte statt mit Rechenkapazität einfach die Gültigkeit der Transaktionen durch eine Mehrzahl der Rechner im Netzwerk bestätigt werden.

Regulierte Finanzinstitute etwa müssen ihre Geschäftspartner sowieso kennen. «Niemand, mit dem wir gesprochen haben, denkt über öffentliche Netzwerke ohne Berechtigungen nach», fassen Analysten von Morgan Stanley (MS 49.88 1.59%) eine Branchenumfrage zusammen. So setzt der Finanzdienstleister Ripple auf ein verteiltes Kassenbuch, das Trans­aktionen ohne grossen Rechenaufwand validiert. Der Kernvorteil der Blockchain, dass das Register an Transaktionen nicht zentral und trotzdem sicher abgespeichert ist, bleibt dabei erhalten.

Als ein reines Abwicklungssystem – ob für Währungen oder Finanzinstrumente – sind dezentrale Register von der Finanzindustrie bereits akzeptiert. Doch die Blockchain ist mehr als nur ein Kassenbuch. Sie ist eine Datenbank, in der alles Mögliche abgelegt werden kann. Hunderte an Projekten arbeiten nun daran, in dieser Datenbank gar ganze Programme verfügbar zu machen. Eine der wichtigsten Plattformen dafür ist Ethereum.

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