Was ist eine Blockchain? Einfach erklärt
Kurz erklärt
Eine Blockchain ist eine Datenbank, die nicht an einem Ort liegt, sondern auf vielen Computern gleichzeitig. Neue Einträge werden in Blöcken gesammelt und mit einem digitalen Fingerabdruck an den vorherigen Block gekettet. Wer einen alten Eintrag ändern will, müsste die gesamte Kette danach neu berechnen und die Mehrheit des Netzwerks überzeugen.
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Eine Blockchain ist ein Kassenbuch. Aber eins, das allen gehört. Stell dir eure WG-Kasse vor. Normalerweise führt nur einer das Buch. Und alle müssen ihm vertrauen. Bei einer Blockchain hat jeder eine Kopie. Tausende Computer auf der ganzen Welt. Neue Zahlungen landen gesammelt in Blöcken. Jeder Block bekommt einen digitalen Fingerabdruck. Und er trägt den Fingerabdruck seines Vorgängers. So entsteht eine Kette aus Blöcken. Daher der Name Blockchain. Jetzt will jemand heimlich schummeln. Er ändert einen alten Eintrag. Sofort passt der Fingerabdruck nicht mehr. Alle folgenden Blöcke werden ungültig. Und alle anderen Kopien widersprechen ihm. Seine Fälschung wird einfach abgelehnt. Deshalb gilt die Blockchain als fälschungssicher. Ohne Bank und ohne Chef. Mehr dazu auf Krypto Navigator.
Die Idee: ein Kassenbuch, das allen gehört
Stell dir eine WG-Kasse vor. Normalerweise führt eine Person das Kassenbuch, und alle müssen ihr vertrauen. Bei einer Blockchain bekommt jeder Mitbewohner eine eigene, identische Kopie des Buchs. Jede neue Ausgabe wird allen gemeldet, alle prüfen sie und tragen sie in ihre Kopie ein. Will jemand heimlich etwas ändern, fällt es sofort auf, weil seine Kopie nicht mehr zu den anderen passt.
Genau so funktioniert eine Blockchain, nur mit Tausenden Computern auf der ganzen Welt statt mit einer WG. Diese Computer heißen Nodes.
So entsteht ein Block
Neue Einträge, bei Kryptowährungen also Überweisungen, werden nicht einzeln gespeichert, sondern gesammelt. Ein Block enthält:
- eine Liste neuer Transaktionen
- einen Zeitstempel
- den digitalen Fingerabdruck des vorherigen Blocks
- seinen eigenen Fingerabdruck
Bei Bitcoin entsteht etwa alle zehn Minuten ein neuer Block, bei Ethereum etwa alle zwölf Sekunden.
Der Hash: ein digitaler Fingerabdruck
Der Fingerabdruck eines Blocks heißt Hash. Ein Hash ist eine Zeichenkette fester Länge, die eine mathematische Funktion aus beliebigen Daten berechnet. Zwei Eigenschaften machen ihn so wertvoll:
- Gleiche Daten ergeben immer denselben Hash.
- Ändert sich auch nur ein einziges Zeichen, entsteht ein komplett anderer Hash.
Beispiel
Aus dem Satz „Anna zahlt Ben 10 Euro“ berechnet die Funktion einen bestimmten Hash. Ändert jemand den Satz in „Anna zahlt Ben 100 Euro“, sieht der neue Hash völlig anders aus. Jeder kann so sofort erkennen, dass die Daten verändert wurden.
Warum man die Kette nicht fälschen kann
Weil jeder Block den Hash seines Vorgängers enthält, hängen alle Blöcke wie Glieder einer Kette zusammen. Daher der Name Block-Chain.
Will jemand eine alte Transaktion fälschen, ändert sich der Hash dieses Blocks. Dadurch passt der nächste Block nicht mehr, und der übernächste auch nicht. Der Fälscher müsste alle folgenden Blöcke neu erstellen. Und selbst dann hätte er nur seine eigene Kopie geändert. Die übrigen Nodes würden seine Version ablehnen, weil sie nicht zu ihrer passt.
Bei großen Blockchains wie Bitcoin ist das praktisch unmöglich. Ein Angreifer bräuchte mehr Rechenleistung oder mehr hinterlegte Coins als der ganze Rest des Netzwerks zusammen.
Wer entscheidet, was in den nächsten Block kommt?
Weil es keinen Chef gibt, braucht das Netzwerk eine Regel, wer den nächsten Block anhängen darf. Diese Regel heißt Konsensverfahren. Die zwei wichtigsten sind:
- Proof of Work: Wer zuerst eine aufwendige Rechenaufgabe löst, darf den Block erstellen. Das nutzt Bitcoin.
- Proof of Stake: Wer eigene Coins als Pfand hinterlegt, wird zufällig ausgewählt. Das nutzt Ethereum.
Beide Verfahren erklärt der nächste Artikel ausführlich: Proof of Work vs. Proof of Stake.
Öffentliche und private Blockchains
Bitcoin und Ethereum sind öffentliche Blockchains: Jeder kann mitmachen, jeder kann alle Einträge lesen. Daneben gibt es private Blockchains, die Unternehmen intern nutzen, etwa in der Logistik. Dort entscheidet ein fester Kreis von Teilnehmern, wer schreiben darf. Für Kryptowährungen spielen sie kaum eine Rolle.
Was eine Blockchain kann und was nicht
Stärken:
- Einträge lassen sich nachträglich praktisch nicht ändern.
- Kein einzelner Betreiber kann das System abschalten oder zensieren.
- Alles ist öffentlich nachprüfbar.
Schwächen:
- Eine Blockchain ist langsamer und teurer als eine normale Datenbank, weil alle Nodes alles speichern und prüfen.
- Sie prüft nur, ob Einträge den Regeln entsprechen, nicht ob sie wahr sind. Steht etwas Falsches drin, bleibt es falsch.
- Für viele Anwendungen, bei denen man einer zentralen Stelle ohnehin vertraut, bringt sie keinen Vorteil.
Häufige Fragen
Ist eine Blockchain dasselbe wie Bitcoin?
Nein. Bitcoin ist eine Kryptowährung, die eine Blockchain nutzt. Die Blockchain ist die Technik dahinter. Viele andere Kryptowährungen haben ihre eigene Blockchain.
Kann man eine Blockchain hacken?
Große Blockchains wie Bitcoin und Ethereum wurden in ihrem Kern noch nie erfolgreich gefälscht. Kleinere Blockchains mit wenig Rechenleistung oder wenigen Teilnehmern wurden dagegen schon angegriffen, etwa durch eine sogenannte 51-Prozent-Attacke. Die meisten „Krypto-Hacks“ treffen außerdem nicht die Blockchain selbst, sondern Börsen, Wallets oder fehlerhafte Programme.
Wo ist die Blockchain gespeichert?
Auf allen Nodes gleichzeitig. Jeder kann selbst eine Node betreiben und bekommt dann eine vollständige Kopie. Die Bitcoin-Blockchain ist inzwischen mehrere Hundert Gigabyte groß.
Wer kann die Einträge einer Blockchain sehen?
Bei öffentlichen Blockchains jeder. Über sogenannte Block-Explorer im Browser kannst du jede Transaktion nachverfolgen. Namen stehen dort nicht, nur Adressen.