Strategien


Technik und Uses Cases der Blockchain

Wie die Blockchain funktioniert

23.03.2017
Von René Bader und Thorsten Deckers

Das Mining ist notwendigerweise aufwändig und verbraucht Ressourcen in nicht unerheblichem Umfang. Um die Miner für diese Arbeit zu motivieren, erhalten sie, wenn ihnen eine Lösung der kryptographischen Aufgabe gelungen ist, als "Belohnung" eine gewisse Anzahl von Bitcoins. Die Berechnungsversuche der langsameren Miner, die die gleiche Transaktion zur selben Zeit bearbeiteten, sind damit automatisch hinfällig und werden abgebrochen; ihr Ressourcenverbrauch bleibt also auch unbelohnt.

Sobald ein Miner einen gültigen Block gebaut hat, sendet er ihn an das Netzwerk, wo jeder Teilnehmer die Gültigkeit des Blocks kontrollieren kann und den Block an die eigene lokale Kopie der Blockchain anfügt. Auf diese Weise validieren die Miner Block für Block die Blockchain, die damit in der Peer-to-Peer-Architektur auch ohne zentrale Kontrollinstanz vertrauenswürdig ist. Damit ist die Transaktion fertig und bei allen Blockchain-Teilnehmern unwiderruflich dokumentiert. Das Mining ist also Validierung und zugleich die "Geldschöpfung" im Bitcoin-System.

Ursprünglich konnten pro Block 50 Bitcoins neu erzeugt werden; da sich diese Zahl alle 210.000 Blöcke halbiert, sind es derzeit nur noch 12,5 pro Block. Die maximale Anzahl an Bitcoins, die jemals erzeugt werden können, ist damit auf 21 Millionen beschränkt. Wenn die Grenze erreicht ist, was etwa 2140 der Fall sein wird, können keine neuen Hashes erzeugt und damit auch keine neuen Bitcoins generiert werden.

Anwendungsgebiete der Blockchain

Bitcoin ist zwar die bekannteste und - derzeit auch die einzige auf breiter Basis funktionierende - Implementierung der Blockchain-Technologie, aber die Sicherstellung von Nachvollziehbarkeit und Transparenz ohne Einschaltung einer zentralen Instanz stellt auch in anderen Anwendungsgebieten eine wichtige Anforderung dar. Insofern ist es nur konsequent, Blockchain auch für andere Aufgaben vorzusehen. Folgende Szenarien werden dabei diskutiert:

Banken

Blockchain wird derzeit besonders intensiv im Banken-Sektor diskutiert; hier soll Blockchain beispielsweise zur Abrechnung und Übertragung von Wertpapieren eingesetzt werden; das Ziel ist, Transaktionen ohne eine Zentralstelle valide zu dokumentieren; also letztlich Kosten zu reduzieren und Prozesse zu beschleunigen.

Smart Contracts

Mit der Blockchain-Technologie lassen sich auch komplexere Konstrukte verarbeiten. So ist es beispielsweise denkbar, die Bedingungen eines Vertrages in Form von ausführbarem Programmcode abzubilden und darüber für eine automatisierte Einhaltung des Vertrages zu sorgen (Smart Contracts). Es wird so festgelegt, welche Bedingung zu welcher Entscheidung führt. Eigentumsübertragungen oder Vermietungen können schneller abgewickelt und wert-neutral ausgeführt werden. Sobald der Käufer oder Mieter den Preis für das Vertragsobjekt an den Verkäufer beziehungsweise Vermieter entrichtet hat, wird es ihm übertragen oder der Zugriff mit digitalem Schlüssel ermöglicht.

Versicherungen

Ähnlich wie bei Smart Contracts wäre es möglich, Versicherungsbedingungen durch intelligente Programmierung auf Basis der Blockchain dynamisch an das Verhalten des Versicherungsnehmers anzupassen und die Prämienzahlung entsprechend zu regeln; beispielsweise bei der Kfz-Versicherung in Abhängigkeit von der Fahrleistung.

Musikindustrie

In der Musikindustrie wollen viele Künstler einen direkteren Einfluss auf den Verkauf ihrer Musik beziehungsweise die Rechte an der eigenen Musik und die Nutzungsbedingungen eigenständig bestimmen. Die Blockchain bietet dazu die entsprechenden Möglichkeiten, indem beispielsweise Nutzung und Zahlung durch in eine Blockchain eingebettete Algorithmen direkt gekoppelt werden.

Wahlsysteme

Für digitale Wahlsysteme kann die Blockchain die Anonymität des Wählers ebenso sicherstellen wie den Schutz vor Manipulationen.

Patentwesen

Statt Patente über die entsprechenden Verwaltungsstellen zu registrieren, könnten die Dokumente zum Nachweis des geistigen Eigentums dezentral, permanent und ohne Mittelsmann in der Blockchain abgelegt werden. Zertifikate, die über eine mathematische Verschlüsselung garantiert werden, würden den Besitz, die Existenz und die Integrität dieser Dokumente regeln. Sie könnten weltweit überprüft werden.

"Trust Machine"

Es ist daran zu erinnern, was Blockchain ist: eine Technologie zur Validierung des Austausches von Informationen ohne Validierungs-Instanz - eine Art "Trust Machine". Die Anwendungsbeispiele, auch Bitcoin selbst, zeigen, dass die Lösung der jeweiligen Aufgabe nicht nur eine Frage der Technik ist - rechtliche, aber auch wirtschaftspolitische Implikationen schließen sich an. In anderen Fällen kann die Einschaltung eines fachkundigen Mittelsmannes - beispielsweise ein Notar oder ein Patentanwalt - auch ausdrücklich gewünscht oder sogar gesetzlich vorgeschrieben sein. Neuerdings gerne zitierte Beispiele wie die Eheschließung per Blockchain sind daher irreführend, denn der entsprechende Verwaltungsakt erschöpft sich ja nicht in der sicheren Registrierung.

Grundsätzlich sollte bei diesem Thema beachtet werden, dass es sich bei Blockchain um eine ganz neue und auch neuartige Technologie handelt. Daher sind viele Fragen, etwa die Vererbung von Schlüsseln im Todesfall, noch nicht beantwortet, und nicht alle derzeit vorliegenden Antworten werden Bestand haben. Generell ist die technische Ermöglichung von Nachvollziehbarkeit und Transparenz für beliebige Transaktionen aber ein wichtiger erster Schritt für zahlreiche innovative Szenarien.

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