Blockchain: Die nächste Revolution?

Written on 7 Nov 2018

Kaum eine neue Technologie steht derzeit so im Fokus von Diskussionen über neue Technologien wie die Blockchain. Bekannt geworden ist sie vor allem durch ihren prominentesten Anwendungsfall, die Kryptowährung Bitcoin. Obwohl Blockchain ursprünglich (wohl) für genau diese Währung entwickelt wurde, gibt es mittlerweile eine Vielzahl von Anwendungsbereichen. Und das nicht ohne Grund: Die Blockchain-Technologie bietet mit der völlig neuen Art der Datenverteilung und -validierung zahlreiche Vorteile, sodass sie wohl mehr als bloß ein Hype bleibt. Es ist zu erwarten, dass sich die Blockchain-Technologie langfristig in einigen Bereichen durchsetzen wird.

In Blockchains „lagern“ Datensätze (wie beispielsweise Daten in einer Excel-Tabelle), die dezentral gespeichert werden. Das bedeutet, dass die Daten nicht auf einem zentralen Server liegen, sondern Kopien dieser Datensätze über das gesamte System verteilt sind. Das Netzwerk übernimmt die Aufgabe, neue Transaktionen zu verifizieren und die verifizierten Datensätze (Block) an das Ende der Datenkette (Chain) zu stellen.

Die Möglichkeiten der Blockchain

Eine der wichtigsten Eigenschaften dürfte sein, dass die Blockchain Vertrauen zwischen sich komplett fremden Akteuren schaffen kann. Dies wird durch eine Reihe von Merkmalen erreicht.

Das Konzept der Blockchain basiert auf Redundanz, also der Verteilung von vollständigen Kopien der Blockchain auf alle teilnehmenden Rechner. Dadurch haben auch alle Rechner Zugriff auf die in der Blockchain enthaltenen Informationen. Dies schafft Transparenz, sodass sich alle Transaktionspartner mit dem gleichen Wissensstand begegnen können.

Diese Transparenz steht der Pseudonymität ihrer Nutzer entgegen. Transaktionspartner treten pseudonym auf. Als Identifikation dienen sogenannte Public Keys, die eine Art Adresse bilden. Der Public Key enthält aber keine persönlichen Informationen. Somit sind Nutzer zwar nicht vollständig anonym, jedoch ist ihr Public Key die einzige Information, die öffentlich ist und einer Einzelperson zugeordnet werden könnte. Je nach Ausgestaltung der Blockchain sind zudem die Daten innerhalb der Transaktionen kryptografisch verschlüsselt, sodass nur diejenigen einen Einblick in die Transaktion haben, die sie auch etwas angeht.

Außerdem ist eine Manipulation der Blockchain extrem unwahrscheinlich. Jeder neue Block durchläuft einen Konsensmechanismus, bei dem die teilnehmenden Rechner über sogenannte Hashes prüfen, ob der neue Block auf den alten Blöcken aufbaut. Dadurch stellt das Netzwerk sicher, dass diese Blöcke valide sind. Manipulierte Blöcke müssten also mehr als 50 % der Stimmen für sich gewinnen (sogenannte 51 %-Attacke). Dies würde jedoch je nach Konsenssystem eine äußerst hohe Rechenleistung oder einen extrem hohen finanziellen Einsatz bedeuten. Bei den Systemen gibt es unterschiedliche Varianten, v. a. Proof of Work und Proof of Stake.  Eine Manipulation ist also zwar theoretisch möglich, faktisch jedoch nicht nützlich.

Dieses Zusammenspiel führt dazu, dass sich unbekannte Transaktionspartner mit Hilfe der Blockchain auf eine Transaktion einigen können, ohne Vertrauen ineinander zu haben. Es reicht das Vertrauen in die Integrität der Blockchain, auf der die Transaktion stattfinden soll.

 Bitcoin ist zwar Blockchain, aber Blockchain ist nicht nur Bitcoin

Im Vergleich zum herkömmlichen Bankengeschäft sind Transaktionen auf der Blockchain extrem schnell. Ungefähr alle zehn Minuten wird zum Beispiel ein neuer Block der Bitcoin-Blockchain hinzugefügt. Eine Transaktion dauert somit in der Regel maximal zehn Minuten und eine recht sichere Bestätigung ca. eine Stunde – da in diesem Fall genug weitere Blöcke bestätigt wurden. Dies scheint in Zeiten von Paypal, Venmo & Co. schon fast lang. Man sollte hierbei aber bedenken, dass dieses System keine Transaktionsintermediäre benötigt und die Transaktionspartner somit unabhängig von Dritten sind. Außerdem gibt es diverse Weiterentwicklungen der Bitcoin-Blockchain, die deutlich besser skalierbar sind. Bitcoin ist zwar Blockchain, aber Blockchain ist nicht nur Bitcoin.

Zudem ist das System hierbei äußerst robust. Durch die Verteilung der Blockchain auf das Netzwerk ist die Stabilität des Systems nicht von einzelnen Schwachstellen abhängig. Fällt ein Rechner, der am Netzwerk teilnimmt, aus, bleibt der Rest des Netzwerks trotzdem bestehen. Hackangriffe auf die Blockchain sind somit ausschließlich über die oben beschriebenen 51 %-Attacken möglich.

Je nach Ausgestaltung der Blockchain fallen Transaktionskosten an, aber auch diese sind weitaus geringer als im herkömmlichen Bankengeschäft. Für das Validieren von neuen Blöcken (dem sogenannten Mining) fallen je nach Konsenssystem hohe Energiekosten an bzw. es muss ein bestimmter finanzieller Einsatz geleistet werden. Dies lassen sich Miner mit Transaktionskosten bezahlen – in der Regel in Form von Tokens oder Coins der jeweiligen Kryptowährung.

Grenzen der Blockchain

Die Blockchain-Technologie bringt gewisse Kehrseiten mit sich. Bei der Mining-Methode Proof of Work, die unter anderem bei Bitcoin genutzt wird, lösen Miner im Wettlauf ein bestimmtes Zahlenrätsel. Dies erfordert eine extrem hohe Rechenleistung, sodass die Bitcoin-Blockchain derzeit in etwa so viel Energie verbraucht, wie ganz Österreich.

Um dieser Problematik entgegenzuwirken, wird unter anderem bei der Blockchain Ethereum (nach dem „Casper-Protokoll“ derzeit für jede hundertste Transaktion) die Mining-Methode Proof of Stake verwendet. Hierbei setzen Miner eine Art Wette auf den nächsten Block. Würde ein Miner also einen „falschen“ Block der Blockchain hinzufügen wollen, der vom Netzwerk nicht validiert würde, verlöre er die Wette und somit auch die eingesetzten Tokens. Dies zeigt, dass die „ursprüngliche“ Technologie der Blockchain stetig weiterentwickelt wird.

Ein weiteres Problem der Blockchain-Technologie stellt die begrenzte Skalierbarkeit dar. Jeder Knoten im Netzwerk der Blockchain speichert alle Daten wie Kontonummern, Kontozustände und Transaktionen, sodass die maximale Anzahl an Transaktionen pro Sekunde stark beschränkt ist.

Technologie im Anfangsstadium

Bei der Blockchain-Technologie handelt es sich um eine Technologie im Anfangsstadium. Nach dem ersten großen Hype ist der Preis wieder deutlich gefallen. Ohnehin gilt: Ein Allheilmittel ist die Blockchain nicht. Vor allem die (noch) sehr begrenzte Skalierbarkeit stellt für viele Anwendungsmöglichkeiten ein Hindernis dar. Mit dem Verfliegen des Anfangshypes werden sich aber weitere nützliche und sinnvolle Innovationen zeigen. Durch die ständige Weiterentwicklung der Technologie werden sich einige der derzeit noch bestehenden Probleme lösen lassen, sodass es künftig einige Anwendungen auf Basis der Blockchain geben wird, die uns auch langfristig begleiten werden. Vor allem im Bereich Dezentralisierung und Manipulationssicherheit können Blockchain-basierte Anwendungen in Zukunft sicherlich mancher Intermediärsplattform eine starke Konkurrenz bieten.

Autoren:
Hendrik Witt, LL.M. (Associate bei Osborne Clarke)
Martin Bregulla (Solutions Junior Manager bei der Osborne Clarke Services GmbH)