Kurz gesagt: Eine Blockchain ist ein gemeinsames digitales Hauptbuch, in dem Transaktionen über ein Netzwerk von Computern hinweg erfasst werden. Keine einzelne Person und kein einzelnes Unternehmen kontrolliert sie. Sobald Daten hinzugefügt wurden, können sie nicht mehr geändert werden, wodurch Blockchains transparent, sicher und manipulationssicher sind.
Die einfache Erklärung
Stellen Sie sich eine Blockchain wie ein gemeinsames Notizbuch vor, das Tausende von Menschen gleichzeitig pflegen. Jedes Mal, wenn jemand eine Transaktion durchführt (Kryptowährung versendet, ein NFT prägt oder einen Smart Contract ausführt), wird diese in dieses Notizbuch eingetragen. Doch anstatt dass eine einzige Person die Aufzeichnungen führt, besitzt jeder Teilnehmer im Netzwerk eine identische Kopie.
Das ist es, was die Blockchain von herkömmlichen Datenbanken unterscheidet. Banken, Social-Media-Plattformen und Regierungen speichern Ihre Daten auf Servern, die sie selbst kontrollieren. Diese zentralisierte Struktur schafft einen Single Point of Failure: Wenn der Server ausfällt, gehackt wird oder der Zugriff eingeschränkt wird, haben Sie Pech gehabt. Die Blockchain beseitigt diese Schwachstelle, indem sie die Daten auf potenziell Tausende unabhängiger Computer, sogenannte Knoten, verteilt.
So funktionieren Blöcke und Ketten
Der Name sagt schon alles. Transaktionen werden in Blöcke zusammengefasst, und jeder Block ist mit dem vorhergehenden verbunden, wodurch eine Kette entsteht. Wenn jemand eine Transaktion initiiert, wird diese an das Netzwerk gesendet. Die Knoten überprüfen sie anhand vereinbarter Regeln, die als Konsensmechanismus bezeichnet werden. Nach der Überprüfung wird die Transaktion zusammen mit anderen zu einem neuen Block gebündelt. Dieser Block erhält einen eindeutigen kryptografischen Fingerabdruck (einen Hash), der auch auf den Hash des vorherigen Blocks verweist. Der Block wird dann der Kette hinzugefügt, und jeder Knoten aktualisiert seine Kopie.
Da jeder Block auf den vorhergehenden verweist, würde eine Änderung historischer Daten erfordern, jeden nachfolgenden Block neu zu schreiben und die Mehrheit des Netzwerks davon zu überzeugen, diese Änderung zu akzeptieren. In etablierten Netzwerken ist dies praktisch unmöglich.
Warum Blockchain wichtig ist
Die Blockchain löst ein grundlegendes Problem des Internets: Wie kann man Informationen vertrauen, wenn man den Menschen, die sie weitergeben, nicht vertraut?
Vor der Einführung der Blockchain waren für Vertrauen im Internet Zwischeninstanzen erforderlich: Banken zur Überprüfung von Zahlungen, Behörden zur Beglaubigung von Dokumenten und Plattformen zur Identitätsprüfung. Jede dieser Zwischeninstanzen verursachte zusätzliche Kosten, Zeitaufwand und potenzielle Fehlerquellen. Die Blockchain ermöglicht vertrauensunabhängige Transaktionen. Man muss die andere Partei weder kennen noch ihr vertrauen, da die Regeln des Netzwerks und kryptografische Verfahren die Integrität gewährleisten. Dies hat den Weg für dezentrale Finanzen (DeFi), Smart Contracts, NFTs und dezentrale Anwendungen (Dapps) geebnet.
Öffentliche vs. private Blockchains
Öffentliche Blockchains (wie Ethereum, Bitcoin und Solana) stehen jedem offen. Alle Transaktionen sind einsehbar und nachprüfbar. Private Blockchains beschränken die Teilnahme auf zugelassene Parteien und werden häufig von Unternehmen zur Nachverfolgung der Lieferkette oder zur internen Buchführung genutzt.
Die meisten Web3-Innovationen – und auch das, was Entwickler mit Quicknode erstellen – finden auf öffentlichen Blockchains statt.
Erste Schritte als Entwickler
Wenn Sie auf der Blockchain entwickeln, interagieren Sie über RPC-Endpunkte mit dem Netzwerk. Dabei handelt es sich um Schnittstellen, über die Ihr Code Daten aus der Blockchain lesen und in diese schreiben kann. Der Betrieb eines eigenen Knotens ist komplex, weshalb es Infrastrukturanbieter wie Quicknode gibt. Die Core-API von Quicknode bietet Ihnen sofortigen Zugriff auf über 80 Blockchains, sodass Sie sich auf Ihre App konzentrieren können – und nicht auf Ihre Infrastruktur.
Was macht eine Blockchain sicher?
Die Sicherheit einer Blockchain beruht auf dem Zusammenspiel dreier Eigenschaften: Kryptografie, Konsens und Dezentralisierung. Jeder Block enthält einen Hash des vorhergehenden Blocks. Würde also ein alter Eintrag verändert, würde dies jeden nachfolgenden Hash verändern und die Kette sofort unterbrechen. Um die Historie umzuschreiben, müsste ein Angreifer zudem den Großteil der Mining-Leistung oder des gestakten Werts des Netzwerks kontrollieren – dies bildet die Grundlage für einen 51-Prozent-Angriff.
Da Kopien des Hauptbuchs auf Tausenden unabhängiger Knoten gespeichert sind, gibt es keinen einzelnen Server, der gehackt oder abgeschaltet werden könnte. Vorübergehende Unstimmigkeiten zwischen den Knoten können dennoch auftreten und werden durch die Konsensregeln gelöst. Wenn das Netzwerk kurzzeitig auf eine andere Version der jüngsten Historie wechselt, wird dieses Ereignis als „Kettenreorganisation“ bezeichnet, und die meisten Blockchains klären solche Fälle innerhalb von ein oder zwei Blöcken.
Wodurch unterscheidet sich eine Blockchain von einer herkömmlichen Datenbank?
Beide dienen zur Speicherung von Daten, weisen jedoch sehr unterschiedliche Kompromisse hinsichtlich Kontrolle, Vertrauen und der Möglichkeit zur Änderung von Datensätzen auf. Eine herkömmliche Datenbank ist schnell und flexibel, ist jedoch auf einen zentralen Administrator angewiesen. Eine Blockchain ist langsamer und lässt nur Hinzufügungen zu, macht jedoch das Vertrauen in einen einzelnen Betreiber überflüssig. In der folgenden Tabelle werden beide verglichen.
Eigenschaft | Blockchain | Herkömmliche Datenbank |
|---|---|---|
Steuerung | Auf viele Knoten verteilt | Im Besitz einer Organisation |
Vertrauensmodell | Vertrauensfrei, mathematisch verifiziert | Vertrauen Sie dem Administrator |
Datenänderungen | Praktisch nur zum Anhängen immutable | Erstellen, aktualisieren und löschen |
Wozu werden Blockchains verwendet?
Der erste Anwendungsfall war digitales Geld, doch programmierbare Blockchains haben den Gestaltungsspielraum weit über den Zahlungsverkehr hinaus erweitert. Selbstausführende Smart Contracts bilden die Grundlage für dezentrale Finanzdienstleistungen, NFTs, On-Chain-Spiele und DAOs. Blockchains dienen zudem als Basis für die Nachverfolgung von Lieferketten, digitale Identitäten und tokenisierte reale Vermögenswerte.
Mit zunehmender Aktivität kam es zu Überlastungen auf der Basisebene, sodass ein Großteil dieser Transaktionen mittlerweile über Layer-2-Netzwerke abgewickelt wird, die Transaktionen bündeln und anschließend an die Hauptkette weiterleiten, um niedrigere Gebühren und schnellere Bestätigungen zu erzielen.
Wie interagiert man mit einer Blockchain?
Man kommuniziert niemals direkt mit einer Blockchain. Ihre Wallet oder Anwendung sendet Anfragen an einen Blockchain-Knoten, der eine Kopie des Ledgers verwahrt und Ihre Transaktionen weiterleitet. Anwendungen erreichen diesen Knoten über eine RPC-Schnittstelle ( endpoint ), eine einfache URL, die standardisierte Anfragen zum Lesen von Daten oder zum Absenden von Transaktionen entgegennimmt.
Häufig gestellte Fragen
Ist eine Blockchain dasselbe wie „ Bitcoin “?
Nein. Bitcoin ist eine Blockchain und die erste, die sich weit verbreitet hat. Die Blockchain ist die zugrunde liegende Technologie, während Bitcoin ein spezifisches Netzwerk ist, das diese Technologie zur Aufzeichnung von Kryptowährungstransaktionen nutzt. Es gibt Tausende weiterer Blockchains, wie beispielsweise Ethereum und Solana, die unterschiedlichen Zwecken dienen.
Können Daten in einer Blockchain gelöscht oder geändert werden?
In der Praxis nein. Sobald eine Transaktion bestätigt und unter späteren Blöcken begraben ist, würde eine Neufassung erfordern, die Arbeit jedes nachfolgenden Blocks zu wiederholen und den Rest des Netzwerks zu überwältigen. Aus diesem Grund werden Blockchains als „ immutable “ (unveränderlich) bezeichnet, auch wenn es im wörtlichen Sinne nichts gibt, was sich nicht ändern lässt.
Wer kontrolliert eine öffentliche Blockchain?
Das tut keine einzelne Instanz. Das Netzwerk wird von unabhängigen Knotenbetreibern und Validatoren betrieben, die sich an gemeinsame Konsensregeln halten. Änderungen an diesen Regeln erfordern eine breite Zustimmung innerhalb der Community, unter den Entwicklern und den Betreibern, die die Software einsetzen.
Wo werden Krypto-Vermögenswerte eigentlich aufbewahrt?
Die Guthaben befinden sich direkt in der Blockchain selbst, nicht in Ihrer Wallet. Eine Krypto-Wallet speichert die privaten Schlüssel, die den Besitz nachweisen und es Ihnen ermöglichen, Transaktionen zu autorisieren. Der Verlust dieser Schlüssel bedeutet daher den Verlust des Zugriffs auf die Vermögenswerte.
Wird die Blockchain ausschließlich für Kryptowährungen genutzt?
Nein. Zwar war die Kryptowährung die erste Anwendungsmöglichkeit, doch mittlerweile werden Blockchains für Smart Contracts, NFTs, die Rückverfolgbarkeit in Lieferketten, Identitätsnachweise, Abstimmungssysteme und tokenisierte Vermögenswerte genutzt. Jeder Datensatz, der davon profitiert, gemeinsam genutzt, manipulationssicher und überprüfbar zu sein, kann auf einer Blockchain gespeichert werden.
Weiterführende Literatur
Grundlagen der Blockchain – Leitfaden von „ Quicknode “
Wie Blockchains funktionieren – Leitfaden von „ Quicknode “
