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Blockchain

Über diesen Artikel

Lesezeit

3 Minuten

Veröffentlichung

05.04.2021

Letztes Update

29.07.2021

Blockchain – Definition und Funktionsweise der manipulationssicheren Technologie

Inhalt des Wiki-Artikels

Blockchain – Info über die manipulationssichere Technologie

Laut Definition bezeichnet der Begriff Blockchain eine verschlüsselte Datenbank von in Blöcken zusammengefassten Informationen. Gespeichert werden diese auf allen Rechnern eines sogenannten Blockchain-Netzwerks. Die Daten sind mit einem Verschlüsselungsverfahren geschützt, das Manipulationen verhindert. Zugleich ist der Inhalt leicht abrufbar.1

Funktionsweise der Blockchain-Technologie

Die Blockchain-Technologie fasst Daten in Blöcken zusammen und speichert sie dezentral. Ein Block enthält zum Beispiel Geldtransfers oder Bestellungen. Die einzelnen Blöcke werden mittels eines kryptografischen Verfahrens verbunden. Gespeichert werden die Daten in aktueller Version auf den Rechnern der unmittelbar Beteiligten, die das Blockchain-Netzwerk bilden. Durch diese Struktur sind die Informationen vor Manipulationen geschützt. Eine nachträgliche Änderung würde bei der Blockchain-Technologie direkt auffallen. Aus diesem Grund wird sie genutzt, um sensible Daten oder Vermögen zu übertragen.

Vorteile von Blockchains

Der entscheidende Vorteil von Blockchains ist, dass sie fälschungssicher sind. Getätigte Transaktionen werden lückenlos protokolliert und sind somit nachvollziehbar. Die gespeicherten Informationen können nicht unbemerkt geändert werden. Blockchains werden dezentral statt durch eine zentrale Instanz abgebildet. Mit Hilfe der Blockchain-Technologie ist es möglich, Eigentumsverhältnisse direkt zu regeln, beispielsweise lässt sich Guthaben in kürzester Zeit sicher transferieren.2

Die Blockchain-Strategie der Bundesregierung

Am 18. September 2019 wurde die Blockchain-Strategie der Bundesregierung verabschiedet. Ziel der Strategie ist, das Potenzial der Blockchain-Technologie zu erschließen und Missbrauch zu verhindern. Die Blockchain-Strategie beinhaltet Maßnahmen in den folgenden fünf Handlungsfeldern:

  • Stabilität sichern und Innovationen stimulieren: Blockchain im Finanzsektor
  • Innovationen ausreifen: Förderung von Projekten und Reallaboren
  • Investitionen ermöglichen: Klare, verlässliche Rahmenbedingungen
  • Technologie anwenden: Digitale Verwaltungsdienstleistungen
  • Informationen verbreiten: Wissen, Vernetzung und Zusammenarbeit

Erarbeitet wurde die Blockchain-Strategie vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) und dem Bundesministerium der Finanzen (BMF) unter Einbezug der übrigen Ressorts. Die Umsetzung der Strategie soll anhand festgelegter Prinzipien erfolgen. Diese umfassen unter anderem die Förderung von Innovationen und das Initiieren von Investitionen. Dabei sollen ein fairer Wettbewerb ermöglicht und das wirtschaftliche Gleichgewicht erhalten werden. Der Einsatz von Blockchain-Technologie muss mit den Nachhaltigkeits- und Klimaschutzzielen der Bundesregierung vereinbar sein. Zudem müssen IT-Sicherheit und Datenschutz gewährleistet sein. Die internationale Zusammenarbeit mit Partnern wie der Europäischen Kommission und der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) soll ausgebaut werden. Darüber hinaus ist geplant, Stakeholder in die Strategieentwicklung einzubinden. Es ist vorgesehen, Maßnahmen der Blockchain-Strategie möglichst durch betroffene Einzelpläne gegenzufinanzieren.

Bekanntheit erlangte die Blockchain-Technologie vor allen durch die Kryptowährung Bitcoin. Die steigenden Kurse von Kryptowährungen erweckten das allgemeine Interesse an der Technologie und dem Finanzierungsmodell Initial Coin Offering (ICO). Bei diesem werden materielle und immaterielle Güter durch Token repräsentiert. Auf diese Weise wird der Handel mit diesen vereinfacht und effizienter gestaltet. Durch den Handel mit Bitcoins stieg allerdings der Stromverbrauch deutlich an. Welche klimarelevanten Folgen eine vermehrte Nutzung der Bitcoin-Technologie hat, ist noch nicht abschätzbar. Eine Nutzung in anderen Bereichen als dem Handel mit Kryptowährungen ist aber bereits angedacht.3

Blockchains in Mobilität und Logistik

Die Blockchain-Technologie eröffnet neue Perspektiven in den Sektoren Mobilität und Logistik. Mit Blockchains lassen sich Prozesse im Logistikbereich effizienter gestalten. Im Bereich Mobilität könnte die Blockchain-Technologie zur Vernetzung von Fahrzeugen mit ihrer Umwelt und für intermodale Verkehrskonzepte genutzt werden. Außerdem ist sie für den Aufbau einer kleinteiligen Ladeinfrastruktur für Hybrid- und Elektrofahrzeuge geeignet.4

Bedeutung von Blockchain fürs Gesundheitswesen

Potenzial hat die Blockchain-Technologie auch im Gesundheitswesen. Sie kann mehr Transparenz und Sicherheit schaffen. Beispielsweise könnten Manipulationen bei Betäubungsmittelrezepten verringert oder Daten schnell und sicher übermittelt werden. Im Rahmen eines Ideenwettbewerbs des Bundesministeriums für Gesundheit haben sich die Chancen herauskristallisiert, die Blockchains im Gesundheitswesen eröffnen. Von Vorteil ist die Dezentralität und die Transparenz der Blockchain-Technologie. Nachteilig ist, dass wahrscheinlich hohe Initialkosten bei ihrer Einführung ins Gesundheitswesen anfallen würden.5

DLT – Distributed-Ledger-Technologie

Im Zusammenhang mit Blockchain fällt oft auch der Begriff DLT, kurz für Distributed-Ledger-Technologie. Laut Definition ist die Distributed-Ledger-Technologie eine Form von Datenbanksystemen, die Informationen fortlaufend kryptografisch miteinander verketten und die Daten synchronisiert in einem Peer-to-peer-Netzwerk vorhalten. Blockchain ist eine konkret ausgestaltete DLT. Eine andere Ausgestaltungsform sind beispielsweise gerichtete, azyklische Graphen.

DLT-Lösungen der zweiten Generation erlauben es zumeist, Smart Contracts zu definieren. Der Begriff Smart Contract bezeichnet einen Programmcode, der in die Distributed-Ledger-Technologie geschrieben und von den Teilnehmern am DLT-Netzwerk verifizierbar oder redundant ausgeführt werden kann. Durch Smart Contracts ist es möglich, Geschäftslogiken abzubilden und auszuführen. Die steigende Anzahl der Anwendungsmöglichkeiten wirkt sich allerdings auf die Energieeffizienz und Skalierbarkeit von DLT-Systemen aus. Die Forschung zur Distributed-Ledger-Technologie konzentriert sich deshalb auch auf diese Aspekte, um eine entsprechende Basis für innovative Entwicklungen zu schaffen.

DLT-Systeme können öffentlich oder privat sein. Öffentliche Systeme wie der Bitcoin-Blockchain sind grundsätzlich jedem zugänglich. Alle Teilnehmer sehen, welche Transaktionen getätigt werden. Öffentliche DLT-Systeme sind somit selbstorganisiert, es gibt keine zentrale Instanz. Entscheidungen werden per Konsensmechanismus getroffen. Jeder Netzwerk-Teilnehmer kann Aktionen ohne Beschränkungen ausführen. Im Gegensatz dazu gibt es bei privaten DLT-Systemen Zugangsbeschränkungen und Rollenzuweisungen. Welche Aktionen die Teilnehmer ausführen können, ist von der zugewiesenen Rolle abhängig. Es kann zum Beispiel festgelegt sein, dass nur bestimmte Rollen an der Konsensfindung beteiligt sind.6

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