Blockchain und Kryptowerte: Für Einsteiger verständlich erklärt

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Herzlich willkommen zum ersten Post auf dem Blog von Koch Digital Assets Services!

Mein Name ist Markus Koch und freue mich, dass Sie hier sind!

Hier widme ich mich vertiefend unterschiedlichsten Themen rund um die Blockchain-Technologie, Kryptowerte, Bitcoin und Co.

Dieser erste Artikel soll auf einer einfachen Übersichtsebene erklären, was Blockchain und Kryptowerte sind. Ziel ist es, die beiden Themen ohne Fachbegriffe für eine Person zu erklären, die sich weder besonders mit Computern, noch dem Internet auskennt. Außerdem möchte ich den Leser in die Lage versetzen, im Anschluss beide Begriffe in eigenen Worten wiedergeben zu können und die Vorteile und Herausforderungen von Blockchain und Kryptowährungen gegenüber deren traditionellen Gegenstücken zu begreifen. Welche das sind, erfahren Sie in wenigen Minuten.

Zum Zweck der besseren Lesbarkeit verwende ich nur männliche Personalpronomen. Ich bitte Sie, liebe Leserin, sich davon aber genauso angesprochen zu fühlen, wie die männlichen Leser.

Was ist eine Blockchain?

In einem Satz zusammengefasst ist die Blockchain ein digitales Hauptbuch. Für alle, die keine Betriebswirtschaftslehre studiert haben (mich eingeschlossen): Ein Hauptbuch ist ein wichtiger Bestandteil der Buchführung, beispielsweise in Unternehmen. In ein Hauptbuch werden alle Geschäftsvorfälle eines Unternehmens systematisch und deren zeitlicher Reihenfolge nach eingetragen.

Ein Beispiel: Unternehmen A ist Automobilhersteller. Heute erhält Unternehmen A eine Teilelieferung seines Zulieferers Z, wofür Unternehmen A Zulieferer Z natürlich bezahlt. Außerdem kauft jemand am selben Tag, zu etwas späterer Uhrzeit, ein Auto des Herstellers, der unseren Autohersteller dafür natürlich auch bezahlt (Wir gehen davon aus, dass der Kunde das Auto sofort am selben Tag bezahlt). Beide Aktionen stellen damit Geschäftsvorfälle dar, die von der Buchhaltung des Automobilherstellers - systematisch und in deren zeitlicher Reihenfolge - in deren Hauptbuch eintragen werden. Das Hauptbuch ist somit eine fortlaufende Liste aller Transaktionen, die ein Unternehmen mit seinen Zulieferern, Kunden etc. tätigt.

Früher wurden Hauptbücher handschriftlich auf Papier in einem physischen Buch - wie im Bild gezeigt - geführt. Heute passiert größtenteils alles digital mithilfe von Computern, wobei sich das Prinzip dahinter kaum geändert hat.

Das traditionelle, physische Hauptbuch - Eine Art Blockchain zum Anfassen

Wie der Name andeutet, ist die Blockchain eine digitale Kette (englisch: chain), die aus Blöcken (englisch: block) besteht, zu deutsch also "Blockkette". Die Blockchain wird allerdings anstatt von Menschen, von einem Netzwerk an Computern verwaltet, die miteinander kommunizieren und auf der gesamten Welt verteilt sein können. Jeder Block einer Blockchain enthält dabei - genau wie sein physisches Gegenstück - Geschäftsvorfälle oder allgemeiner - Transaktionen.

Diese Transaktionen können entweder physische Gegenstände betreffen, wie beispielsweise ein Auto, oder digitale Gegenstände, wie Kryptowerte. Zu Kryptowerten später mehr. Ein einzelner Block der Blockchain entspricht damit einer einzigen Seite des physischen Hauptbuchs und die gesamte Blockchain dem gesamten Hauptbuch. Besonders an der Blockchain ist dabei, dass an sie nur angehängt werden und sie theoretisch unendlich lang werden kann. Um im Bilde des physischen Buches zu bleiben: Ein unendlich dickes Buch.

Die Blöcke in der Blockchain werden mithilfe ihrer digitalen Fingerabdrücke miteinander verknüpft. Jeder Block besitzt seinen eigenen individuellen Abdruck, der unter anderem von seinem Inhalt, also den Transaktionen in seinem Inneren, abhängt. Der darauffolgende Block enthält immer den Fingerabdruck des vorhergehenden Blocks, wodurch eine Kette an Blöcken entsteht.

Das Interessante dabei ist, dass sich der Fingerabdruck eines Blocks bei der kleinsten Änderung seines Inhalts, also z.B. bei einer nachträglichen Manipulation einer Transaktion durch einen Teilnehmer des Computernetzwerks, komplett ändert. Im Falle einer Manipulation passt der Fingerabdruck dieses Blocks nicht mehr zu dem Fingerabdruck, der im eigentlich nachfolgenden Block gespeichert ist, alle anderen Computer im Netzwerk bemerken dies und die Kette "zerbricht". Auf diese Weise kommt die viel zitierte Manipulationssicherheit der Blockchain zustande.

Stark vereinfacht sieht das ungefähr so aus:

Stark vereinfachte schematische Darstellung einer Blockchain

Was ist das Revolutionäre an einer Blockchain?

1. Anstatt über einen zentralen Mittelsmann, oder allgemeiner, eine zentrale Instanz, wie eine Bank oder ein Kreditkartenunternehmen, kommunizieren und transferieren die Computer-Teilnehmer des Blockchain-Netzwerks direkt miteinander.

2. Anstatt auf einem einzelnen Rechner, beispielsweise in einem Unternehmen, liegt die Blockchain auf tausenden Computern vor, die auf der gesamten Erde verteilt sein können. Und anstatt den Geschäftsvorfällen eines einzelnen Unternehmens, enthält eine Blockchain alle Transaktionen, die von den Nutzern des Computernetzwerks durchgeführt werden, die die Blockchain betreiben.

Durch das Wegfallen des Mittelsmanns und die "tausendfache Buchhaltung" entstehen die zentralen Vorteile, aber auch die Herausforderungen einer Blockchain:

Die Herausforderungen einer Blockchain

1. Irgendwie muss sichergestellt werden, dass jeder Einzelne der Tausenden von Rechner im Netzwerk die selbe Version des Hauptbuchs besitzt. Alle müssen auf dem gleichen Stand sein und es muss sichergestellt werden, dass bösartige Teilnehmer nicht die Überhand gewinnen und eine manipulierte Version der Blockchain verbreiten. Eine Herausforderung, die unter der Bezeichnung "byzantinisches Generalsproblem" bekannt geworden ist. Dies im Detail zu beschreiben würde in diesem Beitrag deutlich zu weit führen. Wichtig zu wissen ist nur, dass jeder der Teilnehmer im Netzwerk alles überprüft, was alle anderen Teilnehmer tun. Die Blockchain wird korrekt fortgeführt, wenn mindesten 50% der Teilnehmer ehrlich sind. Die gute Nachricht: Das byzantinische Generalsproblem ist in der Praxis weitestgehend gelöst.

2. Die Tatsache, dass alle teilnehmenden Rechner auf dem gleichen Stand sein müssen, macht die Blockchain im Vergleich zu einem Hauptbuch mit einzelner Ausfertigung, das von einer einzigen Instanz verwaltet wird, sehr langsam und es ist nur eine beschränkte Anzahl von Transaktionen pro Sekunde möglich. Faktisch wurde die Blockchain überhaupt erst in den letzten Jahren durch den technischen Fortschritt, insbesondere die stetig steigende Prozessorleistung von Computern und die Übertragungsbandbreite von Daten über das Internet, möglich. Trotzdem dauert es seine Zeit, bis eine neue Transaktion bei allen Teilnehmern angekommen ist und jeder sie in seine Version hineingeschrieben hat. Die gute Nachricht ist aber auch hier: Die technische Entwicklung wird sich auch in Zukunft rasant fortsetzen und es wird von zahlreichen Seiten an vielversprechenden Lösungen für diese Skalierungsherausforderung der Blockchain geforscht.

(Für die Fortgeschrittenen: Es gibt mittlerweile hunderte verschiedene Blockchains, die sich u.a. durch Ihre Einsehbarkeit, Zugangsoffenheit und Dezentralität unterscheiden. Im Rahmen dieses Beitrags beziehe ich mich aber auf völlig öffentliche und zugangsoffene Blockchains wie Bitcoin oder Ethereum.)

Die Vorteile einer Blockchain

Durch die tausendfache Ausführung und das "Zerbrechen" bei nachträglichen Manipulationen entstehen bei einer Blockchain folgende Vorteile gegenüber eines digitalen Hauptbuchs mit einzelner Ausfertigung und zentralem Verwalter:

1. Es gibt keinen zentralen Verwalter, der Teilnehmer bestimmter Herkunft, Nationalität, Ethnie oder anhand anderer Eigenschaften von der Nutzung des Hauptbuchs, ähnlich wie Türsteher eines Nachtclubs, ausschließen kann.

2. Die Einträge können nicht aus Versehen gelöscht werden oder durch einen anderen Vorfall, wie das Abstürzen eines Rechners, verloren gehen, da tausende Kopien über die ganze Welt verteilt vorliegen.

3. Eine Person mit bösartiger Absicht, die Zugriff auf das Hauptbuch hat, z.B. ein Hacker, können die Einträge nicht zu ihren Gunsten manipulieren. Also z.B. nicht willkürlich Transaktionen auf ihr eigenes Konto durchführen oder andere Teilnehmer bestehlen.

Da verteilte Hauptbücher, wie nun beschrieben, aus technischer Sicht erst seit relativ kurzer Zeit (in der Größenordnung von 10-20 Jahren) möglich sind, ist es nicht verwunderlich, dass wir bis heute mit zentralen Hauptbüchern umgeben sind und (noch) nicht wirklich diese neuartigen Alternativen kennen. Hier nur ein paar Beispiele zentraler Hauptbücher:

• Unser Bankkonto

• Unsere Kreditkartentransaktionen

• Das Grundbuch (Das staatliche Dokument indem steht, wem welches Grundstück gehört)

• Die Gästereservierungen eines Hotels

• Die Datenbank, die die Namen der Leasing-Kunden eines Automobilherstellers enthält

• Die Krankenakten bei unseren Krankenversicherungen

• und viele mehr...

Was mit zentralen Hauptbüchern schief gehen kann...

Nur ein schlimmes Beispiel, das die Nachteile einer zentralen Datenbank aufzeigt:

2013, im Zuge der europäischen Finanzkrise und der Zahlungsunfähigkeit des zyprischen Staates wurden die Guthaben zypriotischer Sparer auf deren Bankkonto vom Staat eiskalt abrasiert. Guthaben über 100.000€, die bei zwei verschiedenen Banken einlagerten, wurden komplett enteignet beziehungsweise mit einem saftigen Steuersatz belegt.

Dieser radikale Schritt stellte eine finanzielle Katastrophe für die betroffenen Sparer dar, Familien wurden über Nacht und durch fremde Hand an den Rand finanziellen Ruins getrieben und zahllose Unternehmen mussten Konkurs anmelden. Beides mit nachhaltig katastrophalen Folgen für die Wirtschaft Zyperns. Wären die Bankkonten mithilfe einer Blockchain und von tausenden Teilnehmern verwaltet worden, wäre ein so radikaler und für die Bevölkerung nachteiliger Schritt nicht möglich gewesen. Wie es anderweitig mit Zypern weitergegangen wäre, sei dahin gestellt ;-)

Was sind Kryptowerte?

Lassen Sie uns etwas genauer darauf eingehen, was genau in einer Blockchain transferiert wird. In einem Satz: Kryptowerte sind die digitalen Werte, die in einer Blockchain transferiert werden.

Kommen wir auf unser Beispiel mit dem Automobilhersteller zurück: Nehmen wir an, er und der Zulieferer, der ihm heute Teile geliefert hat, bezahlen sich nicht über ihre klassischen Bankkonten, sondern sie sind beide Teilnehmer in einem Computernetzwerk und möchten sich über die zugehörige Blockchain bezahlen.

Warum sie das tun sollten fragen sie sich? Nun, vielleicht weil sie der jeweils anderen Bank mit der Bezahlung nicht trauen, weil sie unterschiedliche Währungen haben könnten, die sehr teuer zu wechseln wären oder weil sie einfach experimentierfreudig sind. Um den Zulieferer nun zu bezahlen, führt unser Automobilhersteller eine Transaktion auf einer Blockchain durch. Die Werte, die dabei transferiert werden, sind nicht Euro, Dollar, oder Pfund, sondern Kryptowerte wie Bitcoin, Ether, oder Ripple.

Bis Mai 2019 existierten circa 900 verschiedene Blockchains. Jede mit Ihren eigenen digitalen Werten und Computernetzwerken, die sie betreiben. Nebenbei: Kryptowerte heißen "Kryptowerte", weil sie mithilfe von Kryptografie gesichert werden. Kryptografie ist die Wissenschaft der Verschlüsselung von Daten.

Wozu benötigen Kryptowerte Kryptografie? Sie kennen es wahrscheinlich: Es bedarf nur zwei Klicks mit der Computermaus, um ein digitales Dokument auf ihrem Computer zu kopieren. Kryptografie sorgt dafür, dass die digitalen Werte in einer Blockchain nicht beliebig vermehrbar sind

und Nutzer der Blockchain z.B. nicht einfach ihren Kontostand verdoppeln können. Wie genau das funktioniert, würde im Rahmen dieses Artikels ebenfalls zu weit führen.

Wichtige Eigenschaften von Blockchains und Kryptowerten zusammengefasst.

Sie sind:

• Offen: Jeder mit einer Internetverbindung und einem Rechner kann an einem Blockchain-Netzwerk teilnehmen oder wieder austreten. Alles was dafür getan werden muss, ist eine Software herunterzuladen.

• Direkt: Es gibt keinen zentralen Verwalter einer Blockchain, der Überweisungen einschränken oder verhindern könnte. Teilnehmer transferieren Werte direkt miteinander.

• Sicher: Solange mindestens 50% der Teilnehmer ehrlich sind.

• Verlässlich: Die Blockchain liegt auf tausenden von Rechnern über die ganze Welt verteilt vor und kann deshalb nicht verloren oder absichtlich gelöscht gehen.

• Unveränderlich: Nachträgliche Änderungen fliegen sofort auf, da die Blockchain sonst "zerbricht".

• Grenzenlos: Eine Blockchain kennt keine Landesgrenzen, Nationalitäten oder Personalausweise. Jeder der möchte, kann teilnehmen, egal woher er oder sie kommt.

• Zensurresistent: Keine zentrale Autorität oder Regierung kann eine Blockchain abschalten oder verhindern, dass Kryptowerte transferiert werden.

• Neutral: Der Blockchain ist es egal, wer der Teilnehmer ist und wohin und aus welchem Grund er seine Kryptowerte transferiert.

Das Potential von Blockchains und Kryptowerten

Mittlerweile vergleiche ich die technische Entwicklung von Blockchains und Kryptowerten sehr mit der des Internets. Zu Beginn glaubten nur ein paar "Verrückte" an die Idee, die gesamte Welt über ein unsichtbares Netz miteinander zu verbinden. Nach und nach entdeckten die Menschen aber mehr und mehr Möglichkeiten, die sich durch das Internet ergaben und heute können wir uns ein Leben ohne Internet nicht mehr vorstellen. Wir streamen Videos und Serien über Youtube und Netflix, bestellen unser Essen bei Lieferando, kommunizieren mit unseren Freunden über WhatsApp und fragen Google Maps nach dem Weg.

Ich bin überzeugt davon, dass die Blockchain-Technologie und Kryptowerte die Welt und unser tägliches Leben ähnlich stark und umfassend verändern werden, wie das Internet es getan hat. Und ebenfalls ähnlich wie mit Beginn des Internets, können wir heute die gesamte Palette an Anwendungsmöglichkeiten von Blockchain und Kryptowerten nur erahnen. Zwar gibt es schon viele hochinteressante Anwendungsfälle von Blockchains, wie ein weltweites Zahlungsnetzwerk ohne Mittelsmann (Bitcoin), die Möglichkeit, Lieferketten zu verfolgen, die Speicherung von Dateien nicht in einer zentralen Cloud, sondern in einem verteilten Computernetzwerk und viele viele mehr...

Die rasante Entwicklung bleibt auf jeden Fall spannend.

Zusammenfassung

Ich hoffe, ich konnte einen verständlichen Einstieg in die Welt von Blockchains und Kryptowerten schaffen. Noch einmal in zwei Sätzen: Eine Blockchain ist ein digitales Hauptbuch, das anstatt zentral verwaltet auf tausenden Rechnern weltweit vorliegt. Kryptowerte sind das, was in den Transaktionen einer Blockchain transferiert wird. Zugegeben, es ist kein einfaches Thema. Allerdings bin ich überzeugt, dass es sich aufgrund des riesigen Potentials der Technologie für jeden Einzelnen lohnen wird, sich schon heute mit der Thematik zu beschäftigen und hoffe, dem ein oder anderen Leser Lust auf mehr gemacht zu haben.

Ich freue mich über Kommentare und Feedback zu diesem Artikel und zu Themen rund um Blockchain und Kryptowerte, die Sie besonders spannend finden und bedanke mich für Ihr Interesse!