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Blockchain

Wir erklären in 5 Schritten was die Blockchain ist.

Es ist sehr wahrscheinlich, dass Sie im letzten Jahr das Wort “Blockchain” gehört haben. Auch wenn wir alle eine vage Vorstellung davon haben, was es ist, können sich die meisten von uns nicht erklären, warum in jedem Innovations- und Technologieforum davon die Rede ist.

Deswegen möchten wir mit Irrtümern aufräumen.

Was ist die Blockchain nicht

Bevor wir die Blockchain beschreiben, werden wir zunächst klären, was NICHT Blockchain ist. Viele Menschen missverstehen die Begriffe und Konzepte, um es klar zu stellen. Das ist die Blockchain NICHT!

  • Blockchain ist KEINE Kryptowährung.
  • Blockchain ist KEINE Programmiersprache.
  • Blockchain ist KEINE kryptografische Kodierung.
  • Blockchain ist KEINE IA- oder Machine Learning-Technologie.
  • Blockchain ist KEINE Python-Bibliothek oder ein Framework.

Wenn Sie dachten, dass Blockchain einer der vorherigen Ideen entspricht, machen Sie sich keine Sorgen. Sie werden bald verstehen, warum Sie sich geirrt haben.

Was ist die Blockchain?

Blockchain ist der Name für eine ganz neue Technologie. Wie der Name schon sagt, handelt es sich um eine Abfolge von Blöcken oder Gruppen von Transaktionen, die miteinander verkettet und unter den Nutzern verteilt werden. Die Blockchain ist ein unbestechliches digitales Buch für wirtschaftliche Transaktionen, das so programmiert werden kann, dass es nicht nur Finanztransaktionen, sondern praktisch alles von Wert aufzeichnet.

Im Endeffekt handelt es sich um eine unveränderliche Aufzeichnung von Transaktionen, die nicht auf eine externe Behörde angewiesen ist, um die Authentizität und Integrität der Daten zu bestätigen. Transaktionen sind in der Regel wirtschaftlicher Natur, aber wir können jede Art von Information in den Blöcken speichern.

Auch wenn wir sie als “neue Technologie” bezeichnen, wird angenommen, dass ihre Ursprünge auf das Jahr 1991 zurückgehen, als Scott und Stornetta “How to Time-Stamp a Digital Document” im Journal of Cryptography veröffentlichten. Aber erst jetzt hat ihre Popularität dank des Erfolgs von Bitcoin und anderen Kryptowährungen zugenommen.

Wie funktioniert die Blockchain

Der Wert der Blockchain-Technologie ergibt sich aus der verteilten Sicherheit des Systems. Aus diesem Grund gibt es mehrere Merkmale, die für die Entwicklung oder Verwendung einer Blockchain unbedingt erforderlich sind.

Fünf Schlüssel zum Verständnis von Blockchain

KRYPTOGRAPHISCHER HASH

Ein Hash ist eine kryptografische Funktion, die beliebige Eingabedaten in eine Zahlenfolge fester Länge umwandelt. Jede einzelne Eingabe der Hash-Funktion führt zu einer anderen Ausgabe, und das Ergebnis ist deterministisch: Wenn Sie dieselbe Eingabe verwenden, ist der Ausgabewert immer gleich.

Eine der wichtigsten Eigenschaften der Hash-Funktionen ist, dass die Umwandlung in eine Richtung erfolgt: Sie können die Funktion nicht umkehren, um die ursprüngliche Eingabe zu erzeugen.

Die Hash-Funktion erzeugt einen eindeutigen Code aus jeder unterschiedlichen Eingabe

Es gibt viele Algorithmen zur Erstellung verschiedener Hash-Varianten. Für jede Eingabe erzeugt der Algorithmus eine völlig andere Ausgabe, und es ist nicht möglich vorherzusagen, wie sich die Änderungen der Eingabe auf die Ausgabe auswirken.

Die Blockchain-Knoten verwenden Hash-Funktionen, um einen eindeutigen Identifikator für jeden Block von Transaktionen zu erstellen. Jeder Block enthält den Hash-Wert des vorherigen Blocks.

UNVERÄNDERLICHES HAUPTBUCH

Diese Funktion steht in engem Zusammenhang mit der vorherigen. Da jeder Block der Kette den Hash-Wert des vorherigen Blocks enthält, ist es nicht möglich, einen Block zu ändern, ohne die gesamte Kette zu verändern. Daher funktioniert die Kette wie ein unveränderliches digitales Hauptbuch.

Wenn ein anonymer Angreifer eine Transaktion im ersten Block entfernt, hinzufügt oder verändert, ändert sich der HASH#1:

HASH#1 wird als Teil des Inhalts in Block 2 aufgenommen. Dadurch ändert sich auch HASH#2, und der Fehler breitet sich auf jeden Block der Kette nach dem angegriffenen Block aus. Der Benutzer wird dann die Kette für ungültig erklären.

PEER-TO-PEER NETZWERK

Die Blockchain benötigt keine externe oder interne Vertrauensstelle. Dies ist möglich, weil die Blockchain-Daten auf alle Benutzer verteilt sind. Jeder Benutzer hat seine eigene Kopie der Transaktionen und Hash-Blöcke und gibt die Informationen über jede neue Transaktion an das gesamte Netzwerk weiter. Auf diese Weise ist es für niemanden möglich, die Informationen in der Kette zu verändern, da sie nicht von einer einzelnen Entität, sondern für ein ganzes Netzwerk von Knotennutzern gespeichert werden.

Sobald ein Transaktionsblock validiert ist, wird er der Kette hinzugefügt und jeder Benutzer aktualisiert seine lokalen Informationen. Selbst wenn ein Angreifer Ihre lokale Kette verändern sollte, wird das Netzwerk keinen Block aus der veränderten Blockchain akzeptieren.

KONSENS-PROTOKOLL

Aber was ist die eigentliche Blockchain? Die Benutzer müssen sich über die Gültigkeit der Kette einigen, bevor sie weitere Blöcke hinzufügen.

Jedes Mal, wenn ein Knoten einen neuen Block hinzufügt, müssen alle Benutzer den Block mit Hilfe eines gemeinsamen Protokolls validieren. In der Regel erzielen die Knoten einen Konsens über die Korrektheit eines neuen Blocks durch Proof of Work– oder Proof of Stake-Methoden.

Die Knoten prüfen, ob der neue Block die Anforderungen ihrer Proof-Methode erfüllt, einschließlich der Validierung aller Transaktionen innerhalb des Blocks. Wenn der Block gültig ist, betrachten sie ihn als Teil der Blockchain und fügen weiterhin neue Blöcke hinzu.

Jeder Benutzer hat seine eigene Kopie der Blockchain, und sie teilen jede Aktualisierung mit den anderen Benutzern

Falls verschiedene Benutzer unterschiedliche Ketten haben, die offensichtlich gültig sind, verwerfen sie die kürzere und wählen die längste Kette als Hauptblockchain aus. Wie in jedem Byzantine Fault Torelance (BFT) System werden sie sich auf die richtige Kette einigen, solange mindestens 2/3 aller Knoten nicht bösartig sind.

BLOCK-VALIDIERUNG ODER ‘MINING’

Diese Funktion ist für eine Blockchain eigentlich nicht unbedingt erforderlich, wie wir an Beispielen wie der CREDITS-Plattform sehen können. Dennoch ist es dank der Bitcoin-Kette wahrscheinlich eine der bekanntesten Fakten über Blockchain.

Der Begriff “Mining” bezieht sich auf die Erfüllung der Proof of Work-Anforderungen, um der Blockchain einen neuen Block mit anstehenden Transaktionen hinzuzufügen. Es gibt viele verschiedene Mining-Methoden, da sie speziell für die Kette definiert sind.

Die PoW-Methode erfordert in der Regel, dass der Benutzer einen Block mit Einschränkungen für seinen Hash-Code erstellt. Da der Hash-Code nicht vorhersehbar ist, müssen die ‘Miner’ jede mögliche Kombination testen, bevor sie die Anforderungen erfüllen. Diese Einschränkungen definieren die Schwierigkeit des Netzwerks.

Fallstudie BITCOIN: Anwendung grundlegender digitaler Signalverarbeitung auf Finanzdaten.

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