Was ist eine Blockchain?

Zunächst einmal kann die Blockchain als eine Datenbank verstanden werden, denn technisch gesehen ist sie eine solche. Normalerweise sind Datenbanken auf einem einzigen Server gespeichert und werden in regelmäßigen Abständen gesichert. Der Benutzer verwendet jedoch immer nur die Datenbank auf dem Server. Mit der Blockchain-Technologie ist es möglich, die Datenbank auf Tausenden von Computern zu spiegeln, und das ist billiger und schneller als herkömmliche Backups.

Die Technologie hilft Computern aber auch gegen Missbrauch: Wenn eine Datei beispielsweise von einem Hacker auf einem Computer entschlüsselt und verändert wird, müssen alle anderen Computer diese Änderung akzeptieren – was sie nicht tun werden, weil es in ihren Kopien keinen Beweis für die Transaktion gibt. Die Blockchain ist eine sehr komplizierte Technologie, aber Armin Maiwald von der Sendung mit der Maus hat anschaulich erklärt, wie man sich diese Transaktionen vorstellen kann: Man hat einen eigenen Briefkasten mit einer Adresse, zum Beispiel dem Namen Maus.

Wenn Sie nun eine Bitcoin an jemanden mit dem Namen Lama schicken wollen, schreiben Sie eine Anweisung, die lautet: „Sende eine Bitcoin von Maus an Lama“. Diese wird an einen Knoten im Bitcoin-Netzwerk gesendet, wo sie überprüft und ausgeführt wird. Aber dann werden auch alle anderen Knoten im Netz über diese Prüfung informiert, die sie dann in ihre Datenbank eintragen.

Damit die Daten nicht durcheinander geraten, erhält jeder Datensatz eine Art Fingerabdruck des vorherigen Datensatzes, einen so genannten Hash-Wert. So entsteht eine Kette von Datenblöcken, die Blockchain. Die Blöcke bestehen wiederum aus drei Teilen: einem Index, einem Zeitstempel und einem Nachweis, dem so genannten Proof of Work. Darüber hinaus wird der Hashwert des vorherigen Blocks als eine Art Kettenglied eingetragen.

Die Erstellung eines solchen Blocks erfordert jedoch Computerarbeit, und genau das tun die Miner. Sie schürfen Bitcoins, indem sie Blöcke erstellen und verifizieren und dafür bezahlt werden. Letztlich geht es darum, für einen Arbeitsnachweis zu bezahlen, d. h. für den Nachweis, dass Sie tatsächlich einen Block erstellt haben.

Proof of Work und Proof of Stake

Derzeit gibt es zwei verschiedene Ansätze, um die Authentizität einer Transaktion auf Blockchains zu überprüfen. Im Fall von Bitcoin geschieht dies durch einen Arbeitsnachweis, in anderen Fällen durch einen Einsatznachweis. Man kann sich den Arbeitsnachweis wie einen mathematischen Wettbewerb vorstellen. Die Lehrkraft stellt eine Aufgabe, und derjenige, der sie zuerst löst und auch erklären kann, wie er sie gelöst hat, erhält eine Belohnung.

Das Prinzip ist ähnlich wie bei Bitcoin, nur dass hier Computer Aufgaben lösen (in der Regel die Überprüfung von Transaktionen und deren Eintragung in die Blockchain) und dann Bitcoins als Belohnung erhalten.

Beim Proof of Stake stehen die Besitzer einer Kryptowährung im Mittelpunkt der Transaktionsüberprüfung. Diejenigen, die viele Münzen besitzen und sie lange aufbewahren, sind mehr an der Kontinuität einer Währung interessiert als diejenigen, die ihre Münzen alle paar Sekunden verkaufen. Aus diesem Grund haben Währungseinheiten ein Alter, das bei jedem Verkauf auf Null zurückgesetzt wird. So gilt eine Person, die viele „alte“ Münzen besitzt, als vertrauenswürdiger als ein Daytrader.

Diese vertrauenswürdigen Personen erhalten dann mit größerer Wahrscheinlichkeit die Kontrolle und werden für ihre Arbeit belohnt. Die neue EOS-Technologie nutzt beispielsweise Proof of Stake, und auch Ethereum hat angekündigt, sein Modell in diese Richtung zu entwickeln.

Beim Proof-of-Work-Verfahren müssen Bitcoins geschürft werden, was zu hohen Kosten führt: Es werden leistungsstarke Computer und vor allem viel Strom benötigt. Außerdem können die Miner schnell zu anderen Währungen wechseln, wenn diese bessere Gewinne versprechen und daher weniger loyal sind. Hinzu kommt, dass es so viele neue Münzen gibt, dass die Gewinne immer kleiner werden.

Mit Proof of Stake brauchen Sie nur einen normalen Computer oder Laptop, um eine Transaktion zu verifizieren. Da die Belohnung eng mit dem Engagement verknüpft ist, sind die Verifizierer im Allgemeinen loyaler und betrachten die Münze als langfristige Investition. Da weniger Computer und Rechenleistung benötigt werden, sind auch die Umweltkosten durch CO2-Emissionen und Energieverbrauch wesentlich geringer.

Was sich jedoch als großer Vorteil erweisen könnte, sind die schnelleren Bestätigungen: Hier zählt jede Sekunde und die klassische Blockchain wird immer langsamer. Beim Proof of Stake hingegen besitzen einige wenige Personen die meisten Münzen und damit zumindest eine gewisse Macht über das Netzwerk. Dies hat die Entwickler von Euthereum jedoch nicht davon abgehalten, genau dieses Modell mit dem Casper-Protokoll zu verwenden.