Blockchain entmystifiziert

Die Blockchain-Technologie ist in den letzten ein bis zwei Jahren zu einem viel diskutierten Thema geworden. Es steht außer Frage, dass die Technologie vielversprechend für die Zukunft ist... und das sehen nicht nur Start-ups so: IBM, Microsoft, Cisco, SAP und viele andere große Unternehmen investieren Milliarden von Dollar in die Blockchain-Forschung.

Aber wie bei vielen neuen Technologien macht es der "Buzz", der um Blockchain erzeugt wird, extrem schwierig, Fakten von Fiktion und wahre Versprechen von Hype zu unterscheiden. Je nachdem, wem man Glauben schenkt, wird Blockchain entweder die gesamte Datenverarbeitung, wie wir sie kennen, revolutionieren oder unter einer Last unerfüllter Versprechen verpuffen. Die Wahrheit liegt mit Sicherheit irgendwo dazwischen. Mein Ziel ist es, einige destillierte Informationen zur Verfügung zu stellen und hoffentlich den Nebel um die Blockchain-Technologie etwas zu lichten.

• Im Kern ist eine Blockchain ein gemeinsames Hauptbuch.
• Die Blockchain-Technologie bietet einen Mechanismus, mit dem sich mehrere Teilnehmer dezentral auf den Inhalt des Hauptbuchs einigen können. Diese Ansammlung von Teilnehmern wird oft als Blockchain-"Netzwerk" bezeichnet (mehr zu Blockchain-Netzwerken später).
• Blockchain-Ledger können entweder öffentlich und für die breite Masse zugänglich oder privat und nur für eine geschlossene Gruppe zugänglich sein.
• Blockchain erschien ursprünglich als Implementierung des öffentlichen Hauptbuchs hinter Bitcoin. Die Bitcoin-Blockchain ist immer noch sehr aktiv, aber andere Blockchain-Implementierungen wie Ethereum haben begonnen, an Zugkraft zu gewinnen.
• Wie reale Hauptbücher enthalten Blockchains Transaktionen. In einem erweiterten Sinne können sie eine Vielzahl von Informationen enthalten, wie z. B. Verträge oder die Geltendmachung von Eigentumsrechten. Um nützlich zu sein, müssen diese Transaktionen jedoch von einer Mehrheit der Teilnehmer des Blockchain-Netzwerks verstanden werden.
• Blockchain nutzt digitale Signaturen, in der Regel Elliptic-Curve Cryptography (ECC) und SHA-2-Hashes, als kryptografische Grundlage für alle Transaktionen.
• Wie bei jedem Public-Key- oder "asymmetrischen" Kryptografiesystem ist der Schutz der mit der Blockchain verwendeten privaten Schlüssel von entscheidender Bedeutung. Bei Bitcoin zum Beispiel bedeutet der Verlust der privaten Schlüssel buchstäblich den Verlust des Geldes.

• Blockchain ist nicht schnell. Blockchains können Hunderttausende oder sogar Millionen von Transaktionen enthalten; jede Transaktion wird mit einem öffentlichen Schlüssel signiert, was aus rechnerischer Sicht sehr teuer ist. Zum Beispiel kann die erste Validierung der Bitcoin-Blockchain Tage dauerndauern, selbst mit einem modernen PC hardware.
• Blockchain ist nicht einfach. Wie der renommierte Sicherheitsexperte Bruce Schneier sagte: "Komplexität ist der Feind der Sicherheit". Die Idee eines gemeinsamen Hauptbuchs und sogar einer Kette von aufeinanderfolgend signierten "Blöcken" klingt einfach genug. Die Mechanismen, mit denen sichergestellt wird, dass schändlich erstellte Blöcke erkannt und vom Blockchain-Netzwerk verworfen werden, können jedoch extrem komplex werden. Kombiniert man dies mit Bemühungen um Skalierbarkeit wie Sidechains, partielle Ketten, Light Clients, Pruning, Sharding und Cross-Chains, wird der Komplexitätsfaktor noch größer.

Die Blockchain und ihr Kerngedanke eines konsensbasierten, dezentralisierten Hauptbuchs hat zu zahlreichen Spekulationen und Vorstellungen über die Zukunft der Technologie geführt. Bei der Betrachtung der Anwendbarkeit auf bestimmte Anwendungsfälle gibt es einige wichtige Dinge, die man über die Blockchain und ihre Funktionsweise wissen muss. Viele davon sind relativ einzigartig für Blockchain-basierte Systeme:

• Hohe Verfügbarkeit. Die Blockchain erfordert ein Netzwerk mit einer kritischen Masse an "immer aktiven" Teilnehmern. Zwar muss nicht jeder Knoten eines Blockchain-Netzes ständig betriebsbereit sein, doch erfordert das Blockchain-Netz eine große Anzahl von Knoten, die jederzeit betriebsbereit sind.
• Sicherheit in Zahlen: Um ein gemeinsam vereinbartes Hauptbuch ohne eine zentrale Autorität zu erhalten, erfordert Blockchain, dass die große Mehrheit der Netzwerkteilnehmer nicht ruchlos und nicht kollaborierend ist. Eine der Bedrohungen für das dezentrale Sicherheitsmodell der Blockchain besteht darin, dass organisierte Kriminelle in der Lage sein könnten, eine extreme Menge an Rechenressourcen für die Erstellung betrügerischer Blöcke einzusetzen, die vom Netzwerk akzeptiert werden. Einige Sicherheitsanalysten gehen davon aus, dass eine Blockchain nicht mehr als 50 % "adversarial hashing power" als absolute theoretische Grenze tolerieren kann. Andere haben darauf hingewiesen, dass bereits 50 % der "Hashpower" im Bitcoin-Netzwerk von nur fünf Entitäten kontrolliert wird, was sicherlich ein Grund zur Sorge ist.
• Kontinuierliche Aktivität: Darüber hinaus hängt die Sicherheit von Blockchain-basierten Systemen davon ab, dass die Teilnehmer des Blockchain-Netzwerks kontinuierlich neue Blöcke in die Kette einfügen, und zwar schneller, als es eine Gruppe organisierter Gegner tun könnte. Wie auch immer die Blockchain-Transaktionen oder andere Informationen verwendet werden, das System muss so konzipiert sein, dass die Teilnehmer des Netzwerks kontinuierlich daran arbeiten, der Kette Blöcke hinzuzufügen, und zwar schneller, als unehrliche Teilnehmer in der Lage sind, der Kette ihre eigenen Blöcke hinzuzufügen.

In Anbetracht all dessen steht außer Frage, dass die Blockchain-Technologie für bestimmte Anwendungen vielversprechend ist. Die Versuche des Bankensektors, Überweisungen zwischen Banken mit einer privaten Blockchain zu sichern, sind ein gutes Beispiel. Doch wie bei jeder neuen Technologie gibt es auch bei der Blockchain-Technologie noch viele Stolpersteine, während unser Wissen über die Blockchain reift. Blockchain bleibt eine der interessantesten neuen Technologien, die es in den nächsten Jahren zu beobachten gilt.

In künftigen Beiträgen werden wir untersuchen, wie PKI und Blockchain-Technologie einander ergänzen können, um Probleme auf elegantere Weise zu lösen.