Eine fiktive Blockchain im Grafikstil.
Kettenreaktion

Blockchain einfach erklärt

8 Minuten

Es ist eine Revolution, die sich im Verborgenen anbahnt. Distributed Ledger Technologien (DLT) wie Blockchain sind vielen Menschen als Technik hinter der Kryptowährung Bitcoin ein Begriff. Doch ihr Potenzial, die Art und Weise, wie wir Geschäfte machen, neu zu definieren, aber auch gesellschaftliche Strukturen neu denken zu lassen, bleibt vielen unklar. Die Serie „Kettenreaktion“ blickt hinter den Hype und liefert Antworten auf die wichtigsten Fragen.

Was genau sind DLT?

DLT beschreiben dezentrale und digital geführte Kontenbücher. Durch die Möglichkeit, Informationen mit einem hohen Maß an Transparenz und Sicherheit zu verteilen, haben DLT das Internet tatsächlich weiterentwickelt.

Distributed Ledger sind im Kern ein Zusammenarbeitsmodell, das auf einer alten Idee aufbaut: dem genossenschaftlichen System. DLT übertragen dieses System in die digitale Welt. Eine Plattform gehört nicht einer Firma, die Monopolstrukturen ausnutzen kann, sondern vorzugsweise den Nutzern des Systems. So verbreitet sich das Anwendungsgebiet der Distributed Ledger weit über digitale Währungen hinaus.

Wie funktionieren DLT?

Das Video erklärt die Technik hinter Distributed Ledger Technologien wie Blockchain und die Schritte zu einer Economy of Things.

Wo liegen Anwendungsbereiche der DLT?

Potenzielle Anwendungsbereiche sind ganz allgemein solche, die auf Vertrauen und Konsens aufbauen. Denn in einem Distributed Ledger sind Informationen wie beispielsweise Vertragsdetails, Transaktionen oder Daten dezentral gesichert. Jeder Knoten des Netzwerks enthält Datensätze.

Daraus ergibt sich ein System, das schwer anzugreifen oder zu manipulieren ist. Gleichzeitig sind alle Informationen geteilt und somit im Netzwerk zu sehen. Diese Transparenz erschwert einen Angriff zusätzlich.

Was ist was?

Die wichtigsten Begriffe aus der Welt der Distributed Ledger Technologien erklärt.

Bitcoin

Die bekannteste digitale Währung teilt mit anderen Kryptowährungen den elektronischen Erschaffungsprozess und die singuläre Verwahrung in der digitalen Welt. Kryptowährungen wie Bitcoins sind nicht zentral oder staatlich reguliert und werden nach einem mathematischen Algorithmus dezentral durch ein Netzwerk mit Computerrechenleistung (→Proof-of-Work) geschürft.

Ethereum

Das Distributed Ledger ermöglicht als Plattform das Anlegen, Verwalten und Ausführen von dezentralen Programmen wie beispielsweise →Smart Contracts auf einer Blockchain-Technologie. Bosch erforscht die Plattform Ethereum mit Projekten wie selbstladenden und selbstbezahlenden Autos an Stromladestellen.

Konsensverfahren

Das Konsensverfahren dient dem Schutz vor Manipulationen. In einem Konsensverfahren werden die Daten des Netzwerks automatisch ausgetauscht, wenn eine Transaktion verbucht werden soll. Jede DLT arbeitet mit einem eigene Konsensfindungsmechanismus. Im Falle der Blockchain, die der Kryptowährung Bitcoin zugrunde liegt, wird erst dann eine Transaktion validiert und ihr Wert an einen existierenden Block gehängt, wenn die Mehrheit der angeschlossenen Nutzer signalisiert, dass die Angaben innerhalb des Blocks identisch sind. (siehe →Proof-of-Work, →Proof-of-Stake, →Second Layer)

P2P

P2P steht für „Peer To Peer“. In einem „Peer To Peer“-System interagieren alle Teilnehmer direkt, gleichberechtigt und unmittelbar miteinander. Sie nutzen die Dienste des Netzwerks und stellen diese gleichzeitig zur Verfügung. So entfällt die Notwendigkeit einer dritten und prüfenden Partei, wie beispielsweise einer Bank oder eines Notars.

Proof-of-Work (PoW)

Proof-of-Work gewährleistet die Sicherheit des Systems durch ressourcenintensives Versenden und Validieren einer Vielzahl von Daten zwischen den unterschiedlichen Nutzern im System. Der Arbeitsnachweis definiert sich durch aufwändige Berechnung komplexer Rechenaufgaben – schwierig im Ansatz, einfach in der Überprüfung. Dieses Mining dient dazu, einen vertrauenswürdigen und dezentralen Konsens zu ermöglichten und gleichzeitig durch die Schaffung digitaler Währungen (das Schürfen) die Belohnung dieser Miner zu gewährleisten. Manipulieren ließe sich das System nur dann, wenn ein User mehr als 50 Prozent der Rechenleistung besitzt und sein System permanent schneller arbeitet als die Systeme der anderen User. Beide Punkte sind in Verbindung unmöglich zu erreichen. Neben dem PoW-Verfahren gibt es weitere Methoden, Konsens sicherzustellen (→Proof-of-Stake, →Proof-of-Authority, →Second Layer).

Proof-of-Stake (PoS)

PoS ist ein alternativer Konsensfindungsmechanismus zum „klassischen“ →Proof-of-Work. Die Wahrscheinlichkeit der Blockerzeugung durch einen User steigt hierbei mit seinem wertmäßigen Anteil am Netzwerk. Die Vorteile von PoS: es wird weniger Rechenleistung genutzt, die Blockerzeugung in der Blockchain geht schneller, die Transaktionsgeschwindigkeit wird erhöht. Nachteil: weniger Sicherheit als bei PoW.

Proof-of-Authority (PoA)

PoA ist ein optimiertes →Proof-of-Stake Modell, in dem die Identität die Anteile am Netzwerk ersetzt. Sogenannte Validierer werden hier nach ihrer Reputation ausgewählt, was bei der Auswahl hohe Standards und gründliche Überprüfung erfordert. Die Transaktionsgeschwindigkeit steigt im Vergleich zu →PoW. Nutzer verfügen in der Theorie gleichzeitig über eine bessere Kontrolle über ihre Daten. Der Nachteil der besseren Kontrolle: Die Vorzüge der Dezentralität gehen teilweise verloren.

Second Layer

Second-Layer-Protokolle versuchen, die ressourcenintensiven Prozesse des →Proof-of-Work zu umgehen. Das heißt, man nimmt ein Blockchain-System und baut darauf eine zweite Schicht, die nur ganz selten mit dieser trägen aber sehr komplexen und sehr sicheren Schicht spricht. Dieses System verhält sich wie ein Rahmenvertrag. Auf dem teureren, langsamen System gilt der Rahmenvertrag. Im Falle flexibler Anforderungen, die weniger Sicherheit benötigen, können einzelne Prozesse auf einem zweiten System (der Second Layer) laufen, das sich nur ganz selten zurückversichert. So erreicht das System eine höhere Kosteneffizienz und mehr Transaktionen.

Smart Contracts

Die algorithmischen Verträge haben Bedingungen vordefiniert und können so Aktionen automatisch auslösen, sollten diese Bedingungen erfüllt werden. Sie bilden das Grundgerüst für eine Vertragsdurchführung von Maschine zu Maschine – und sind erst der Anfang einer neuen Entwicklung hin zu sogenannten Decentralized Autonomous Organizations (DAO). Diese basieren auf DLT und sind autonom handelnde, von Algorithmen geführte Unternehmen ohne menschliche Kontrolle. Die Plattform →Ethereum ermöglicht derartige Projekte, so auch beispielsweise im Falle der Bosch-Anwendungen des autonom ladenden und bezahlenden E-Autos.

Wie ermöglichen DLT die Economy of Things?

DLT befähigen dank ihrer dezentralen, sicheren, transparenten und automatisierten Transaktionspotenziale sogenannte Smart Contracts. Das sind algorithmische Verträge für Geschäfte, die zwischen Maschinen abgeschlossen werden – ganz ohne menschliches Zutun. Die Folge sind autonome, von Algorithmen ausgeführte Transaktionen. In einer solchen Economy of Things schaffen DLT Vertrauen, sorgen für Fairness sowie Mitbestimmung und ermöglichen dadurch branchenübergreifende Wertschöpfungsnetzwerke.

4 Schritte zur Economy of Things

4 Schritte zur Economy of Things: Digitale Token – DLT ist die Basis für den digitalen Wertaustausch zwischen Mensch und Maschine
4 Schritte zur Economy of Things: Digitaler Notar – DLT bildet die Grundlage für die Registrierung unveränderlicher, sicherer und unbestreitbarer Informationsaufzeichnungen
4 Schritte zur Economy of Things: Smart Contracts – DLT ermöglicht gemeinsame Geschäftsregeln und automatische Geschäftsabwicklung zwischen verschiedenen Interessengruppen
4 Schritte zur Economy of Things: Economic device – autonome IoT-Geräte gehen verbindliche Vereinbarungen ein und agieren als juristische Personen.

Wo wird die Economy of Things bereits praktiziert?

Anwendung findet ein solches Beispiel in einem Projekt, das Bosch mit dem Energieversorger EnBW ins Leben gerufen hat.

In diesem Fall verhandelt ein Elektrofahrzeug direkt mit einer Ladestation Preise oder schließt einen Vertrag ab. Der Nutzer stellt am Bordcomputer lediglich ein, wie viel Geld er zu zahlen bereit ist und wie weit der Batteriestand maximal heruntergehen darf. Den Rest erledigt ein digitaler Agent im Fahrzeug.

Er verhandelt mit den Ladestationen die Transaktion. Das System ist offen für jeden Spieler weltweit und gehört allen Nutzern des Systems. Diese zum Nutzen der Gesellschaft umgesetzte Infrastruktur ist ein Beispiel, wie Distributed Ledger Technologien die Umsetzung der alten genossenschaftlichen Idee im digitalen Zeitalter ermöglichen.

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