Die Blockchain und wie sie auch der Medienwirtschaft nützen könnte

Blockchains vereinfachen auch den Abschluss von Verträgen. Grafik: Pixabay

Blockchain-basierte Technologien, ihre Risiken und Chancen werden in vielen Dienstleistungsbranchen heiß diskutiert. Doch was ist das genau – eine Blockchain? Wie funktioniert sie? Was können Unternehmen damit tun? Der deutsche Blockchain-Dienstleister Faizod beschreibt es im IT-Channel von buchreport.de.

Überblick

Eine Blockchain folgt dem innovativen Konzept einer verteilten Datenbank. Dabei werden einzelne Transaktionen zu Blöcken zusammengefasst und miteinander verkettet. Blockchains sind dadurch besonders sicher, dass jeder Block mit einer Hash-Funktion verschlüsselt und die Datenbank auf sehr vielen Servern und Rechnern simultan verteilt wird. In dieser Serie werden zunächst die wichtigsten Begriffe eingeführt. Im Anschluss wird der Ursprung der Blockchains, die digitale Währung BitCoin, eingeführt.

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Derzeit arbeiten einige Start-Ups mit ersten Anwendungen für Blockchains, viele Bemühungen stecken noch in den Kinderschuhen. Die wohl zukunftsträchtigste und weitreichendste Anwendung sind die Smart Contracts (Intelligente Verträge). Sie ermöglichen es, Rechtsgeschäfte ohne Notar und Anwalt abzuwickeln und den Vertragsverlauf zu validieren. Weitere Anwendungen sind im Diamantenhandel, der Patentierung von Ideen, der Rechteverwertung von Musikstücken und anderen Werken und nicht zuletzt in der Bankbranche zu finden. Zukünftige Felder sind zum Beispiel die Bekämpfung von Cyberkriminalität, Industrieanwendungen oder die Durchführung von Wahlen.

Die Blockchain-Technologie hat die Möglichkeit, die Anwendung von Industrie 4.0 und Internet der Dinge zu beschleunigen. Wichtigstes Argument gegenüber klassischen Clouds ist die hohe Datensicherheit. Diese Serie soll eine kurze Einführung in das Gebiet geben und anhand von Beispielen das Potenzial der Blockchains aufzeigen.

Was ist eine Blockchain?

Eine Blockchain ist eine Technik zum Speichern von Daten. Eine Blockchain kann man sich als Kette von Datenblöcken vorstellen. Dabei werden die Daten nicht – wie in einer konventionellen Datenbank – zentral auf einem Server gespeichert.

Johannes Kuhn gibt in der Süddeutschen Zeitung eine eingängige und kurze Definition:

„Die Blockchain ist ein digitaler Kontoauszug für Transaktionen zwischen Computern, der jede Veränderung genau erfasst, sie dezentral und transparent auf viele Rechner verteilt speichert. Damit ist die Information nicht (oder nur mit ungeheurem Aufwand) manipulierbar und verifiziert.“

Das Prinzip von Blockchain lautet: „Logisch zentralisiert, organisatorisch dezentralisiert“. Vom Prinzip her ist eine Blockchain eine dezentrale Datenbank, die eine stetig wachsende Liste von Transaktionsdatensätzen vorhält. Die Datenbank wird chronologisch linear erweitert, vergleichbar einer Kette, der man am unteren Ende ständig neue Glieder hinzufügt (daher auch der Begriff „Blockchain“ = „Blockkette“). Ist ein Block vollständig, wird der nächste erzeugt.

Wichtige Begriffe rund um die Blockchain

Transaktion:

Bezeichnet den Inhalt, den man in einer Blockchain speichern will. Die Beteiligten am System erzeugen diese Transaktionen. Transaktionen können entweder den gesamten Inhalt, wie beispielsweise eine Finanztransaktion, oder nur einen Verweis auf andere Informationen wie bei umfangreichen Smart Contracts, darstellen.

Blöcke:

Transaktionen werden in Blöcken zusammengefasst, die kryptographisch vor Veränderungen geschützt sind. Das Mining erzeugt Blöcke, die im Fall der BitCoin-Blockchain und der meisten anderen aktuellen Implementierungen mit einem als „Proof of Work“ bezeichneten Verfahren arbeiten.

Verteilung und Dezentralisierung:

Ein wichtiges Charakteristikum der Blockchain ist die verteilte Natur der Systeme, bei denen jeder Knoten im System zumindest einen Teil der Blockchain als Kopie hält. Änderungen lassen sich in verschiedenen Knoten durchführen. Anschließend werden sie an das zentrale System gemeldet.

Mining:

Das Mining ist ein Dienst, der dafür sorgt, dass eine Blockchain konsistent, vollständig und nicht oder kaum veränderbar ist. Dazu fasst er kontinuierlich die neuen Transaktionen in Gruppen zusammen, die jeweils einen Block darstellen. Dieser enthält zudem Informationen, die ihn mit dem vorangegangenen Block verknüpfen. Daraus entsteht die Kette von Blöcken: eine Blockchain eben.

Proof of Work:

Beim Proof of Work müssen die Miner eine als „Nonce“ bezeichnete Zahl finden, bei der der Hash des Blockinhaltes zusammen mit der Nonce kleiner als das sogenannte „Difficult Target“ des Netzwerkes ist. Der Begriff Nonce ist an das englische angelehnt und bedeutet „number used once“. Nonce sind Zahlen- oder Buchstabenkombination, die im jeweiligen Kontext nur ein einziges Mal verwendet werden. Dieses Ziel passt das System regelmäßig nach einer bestimmten Zahl von Blöcken an. Das Ziel ist es, etwa alle zehn Minuten einen neuen Block zu erhalten.

Belohnung:

Belohnungen (Rewards) sind – zumindest in öffentlichen, anonymen Implementierungen von Blockchains – erforderlich und sollen die beteiligten Stellen dazu motivieren, die rechenintensive Aufgabe des Minings zu übernehmen. Dafür belohnt zum Beispiel das BitCoin-System den erfolgreichen Miner mit neu erzeugten BitCoins.

Bestätigung:

Bestätigungen (Confirmations) sind keine Bestätigungen im eigentlichen Sinn. Vielmehr bezeichnet der Begriff die Anzahl von Blöcken einschließlich desjenigen mit einer bestimmten Transaktion, die der Blockchain hinzugefügt wurden. Um das Risiko von Missbrauch zu reduzieren, können beispielsweise die Empfänger von BitCoin-Zahlungen ein oder mehrere Bestätigungen abwarten. Je mehr Blöcke man abwartet, desto länger dauert die Bestätigung.

BitCoin – der Ursprung von Blockchain

Die Idee der Blockchain wurde erstmals in der digitalen Währung BitCoin („digitale Münze“) umgesetzt. Hinter der Kryptowährung BitCoin steht ein virtuelles Kassenbuch, in dem alle Transaktionen aufgezeichnet werden. Eine Kryptowährung ist eine an die Prinzipien der Kryptographie angelehnte Währung, die ein verteiltes, dezentrales, sicheres und digitales Zahlungssystem bereitstellt. Wenn eine BitCoin-Transaktion ausgeführt werden soll, wird eine neue Adresse generiert. Das Versenden von Geld funktioniert ähnlich wie bei E-Mails, nur dass BitCoin-Adressen nur einmalig verwendet werden. Gleich einem Kontoauszug ist jeder Handel einsehbar, die Namen von Sender und Empfänger indes sind verschlüsselt. Jeder Computer im BitCoin-System speichert eine Kopie dieses digitalen Verzeichnisses.

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Das Besondere am BitCoin-System ist, dass der anerkannte Dritte, der bislang bei einem Handel von zwei Unbekannten erst das Vertrauen schafft, wegfällt. Es braucht keine Zentralbank, kein Kreditinstitut, keine Bankfiliale – und auf diese Weise lässt sich eine Menge echtes Geld sparen. Die aus der Betriebswirtschaft bekannten Transaktionskosten entfallen.

Die in BitCoins implementierte Blockkette ist ein gemeinsames öffentliches Buchungssystem. Alle bestätigten Buchungen werden in der Blockkette gespeichert. Auf diese Art können BitCoin Wallets (Wallet = Geldbörse) ihren Kontostand berechnen und neue Transaktionen können nur ausgeführt werden, wenn die BitCoins dem Sender tatsächlich gehören.

Zusammenfassend und vereinfachend gesagt: BitCoin ist eine gigantische und verschlüsselte Textdatei, die alle Transaktionen abspeichert. Periodisch wiederkehrend wird eine Reihe von Transaktionen in Blöcken zusammengefasst. Die Blöcke sind auf allen mit dem BitCoin-System vernetzten Rechnern abgespeichert, damit ist eine Manipulation quasi unmöglich. Die Blöcke müssen vor der Transaktion angelegt werden, diesen Vorgang bezeichnet man als „mining“ (deutsch: Bergbau). Die Summe aller Blöcke ist die Blockchain.

Der Unterschied zwischen zentralisierten (klassischen) und verteilten Zahlungssystemen wie BitCoin

Die Vor- und Nachteile von Blockchains

Zunächst die Vorteile:

1. Schutz großer Datenmengen mittels Verschlüsselung und Zugriffsverwaltung
2. Möglichkeit, große Datenmengen unternehmensübergreifend zu sammeln und analysieren
3. Einfachere Verifizierung von Datenbezugspunkten
4. Automatisches Aufspüren von Schwachstellen in der Lieferkette, im Zahlungsverkehr und anderen Geschäftsprozessen
5. Reduktion oder Vermeidung von unnötigen Kosten für die IT-Infrastruktur
6. Reduktion der Kosten für interne und externe Finanztransaktionen, Finanzreporting und Verwaltung
7. Schaffung eines Mechanismus zur Verbesserung des Vorstandsreportings und des regulatorischen Reportings
8. Beschleunigung des Jahresabschlusses.

Als Nachteile sind zu nennen:

1. Noch wenig individuelle Skalierbarkeit
2. Geringer Datendurchsatz
3. Einschränkungen beim Speicherplatz
4. Schwer zu verwaltende Berechtigungen
5. Die Notwendigkeit des Vorhandenseins einer schnellen Internetverbindungen
6. Schwierige Integration mit bestehenden IT-Systemen im Unternehmen.

Cloud vs. Blockchain

Die Blockchain ergänzt das bisherige Angebot an Clouddiensten. Microsoft und IBM führten als erste Unternehmen einen eigenen Blockchain-Service ein und versprechen sich davon einen Fortschritt im Bereich der Datensicherheit. Das Geschäftsmodell von Microsoft und IBM lautet: „Blockchain-as-a-Service“ (BaaS). Dabei handelt es sich um einen offenen, flexiblen und skalierbaren Rahmen. BaaS bietet eine schnelle, kostengünstige, risikoarme und ausfallsichere Plattform zur Nutzung der Blockchain.

William Mougayar von BraveNewCoin stellt die provokante These auf:

„Die alte Cloud ist tot, willkommen in der neuen Blockchain-Cloud… Die Blockchain-Infrastruktur ersetzt nicht das Cloud Computing. Sie entbündelt und demokratisiert es.“

Ferner führt er den Begriff der „dünnen Cloud“ (engl. thin cloud) ein. Blockchains sind besonders geeignet für den Betrieb einer neuen Generation von „dünnen Programmen“, wie das Prinzip hinter der Smart Contracts Software. Dabei handelt es sich um Programme, die auf einer „Blockchain virtuellen Maschine“ (Virtual Machinery) ausgeführt werden.

Mit freundlicher Genehmigung von Faizod.

Zu Teil 2 und Teil 3 der Blockchain-Serie.