Blockchain

Die Blockchain-Technik ist eine Form des digitalen Wertespeichers. 

-        Die wesentlichen Aspekte dieser sind: 

-        Dezentral und nicht zentral gesteuert, dadurch hohe Sicherheit 

-        Ein Block besteht aus Transaktionsdaten, Hash und Hash des vorherigen Blocks 

-        Wachstum durch neue Informationen 

-        Umfangreicher Anwendungsbereich

In einer Blockchain besteht ein Datensatz, oft als Block bezeichnet, aus mehreren Hauptkomponenten:

Blockheader: Der Blockheader enthält Metadaten wie die Version der Blockstruktur, einen Zeitstempel und eine Nonce (eine Zahl, die bei der Kryptographie Verwendung findet). Außerdem enthält er auch den Hash des vorherigen Blocks in der Kette.

Transaktionsdaten: Die Transaktionsdaten sind Informationen über die durchgeführten Transaktionen. In einer Blockchain wie der Bitcoin-Blockchain würden diese Daten Details zu den gesendeten und empfangenen Coins sowie die beteiligten Adressen enthalten.

1.     Transaktionsvalidierung: Neue Transaktionen werden gesammelt und validiert. Dies beinhaltet die Überprüfung der digitalen Signaturen, um sicherzustellen, dass die Transaktionen von den richtigen Parteien autorisiert wurden, sowie die Überprüfung, ob ausreichende Mittel für die Transaktion vorhanden sind.

2.     Blockerstellung: Sobald eine Gruppe von Transaktionen (auch als Transaktionsblock bezeichnet) bestätigt und validiert ist, wird ein neuer Block erstellt. Der Blockheader wird erstellt, der die Referenz zum vorherigen Block in der Kette enthält, und die Transaktionsdaten werden in den Block aufgenommen.

3.     Konsensmechanismus: Um den neuen Block der Blockchain hinzuzufügen, muss ein Konsensmechanismus angewendet werden. In Proof-of-Work-basierten Blockchains wie Bitcoin müssen Miner mathematische Rätsel lösen, um einen gültigen Block zu erstellen und ihn der Kette hinzuzufügen. In Proof-of-Stake-basierten Blockchains hingegen werden Blöcke aufgrund des Einsatzes von Kryptowährungen erstellt und validiert.

4.     Blockvalidierung und Hinzufügung: Nachdem ein gültiger Block erstellt wurde, wird er an die Blockchain angehängt, indem er mit einem eindeutigen Hash-Wert versehen wird. Die anderen Knoten im Netzwerk validieren den Block und fügen ihn ihren Kopien der Blockchain hinzu.

Vorteile: 

·      Sicherheit durch Dezentralität und damit gegenseitige Überwachung 

·      Rückverfolgbarkeit von Transaktionen 

·      Daten ohne zentrale Stelle übertragbar und damit kosten- sowie zeiteffizienter 

Nachteile: 

·      Speicheraufwand & Kapazitätsvolumen steigt: Mit jedem verarbeiteten Block und Datensatz wächst die Blockchain und der damit verbundene Speicheraufwand 

·      Steigende Performance: Die Verarbeitung der Daten wird eine entsprechende Performance benötigen, da die Daten dezentrale (verteilt) liegen. 

·      Verwendung und Umsetzung benötigt hohes technisches Know-How 

Proof of Work (PoW) ist ein Konsensmechanismus, der in vielen Blockchain-Netzwerken, wie z. B. Bitcoin, verwendet wird, um Transaktionen zu verifizieren und neue Blöcke zur Blockchain hinzuzufügen. Bei PoW müssen die Teilnehmer des Netzwerks - auch bekannt als Miner - komplexe mathematische Rätsel lösen, um Transaktionen zu bestätigen und neue Blöcke zu erstellen.

Nationale oder internationale Zahlungstransaktionen können ohne eine zentrale Stelle, die als Mittelsmann fungiert, abgewickelt werden. Dabei ist der Transaktionsaufwand geringer und verringert damit sowohl die Kosten als auch die Prozessgeschwindigkeit. Zusätzlich ergeben sich hieraus ein besonders hohes Maß an Transparenz und Sicherheit.

1. Kryptowährungen:  

   Beispiel: Bitcoin, Ethereum, Ripple  

   Anwendung: Digitale Währungen, die auf Blockchain-Technologie basieren, ermöglichen sichere und dezentrale Finanztransaktionen ohne Beteiligung traditioneller Banken.  

2. Urheberrechte und Lizenzierung:  

   Beispiel: Mediachain, Po.et  

   Anwendung: Schutz von Urheberrechten und transparente Lizenzverwaltung für digitale Inhalte.  

3. Digitale Kunst und Sammlungen:  

   Beispiel: CryptoKitties, SuperRare  

   Anwendung: Authentifizierung von digitalen Kunstwerken und Sammlungen durch den Einsatz von nicht fälschbaren Blockchain-Technologien. 

1. Energieverbrauch:  

   Problem: Proof-of-Work-Konsensmechanismen, wie sie von Bitcoin verwendet werden, erfordern erhebliche Rechenleistung und tragen zu einem hohen Energieverbrauch bei.  

   Grenze: Die Umweltauswirkungen könnten zu Bedenken führen und könnten die Akzeptanz von Blockchain-Netzwerken beeinträchtigen.  

1. Benutzerfreundlichkeit:  

   Problem: Der Umgang mit Kryptowährungen und Blockchain-Plattformen kann für Nicht-Techniker kompliziert sein. Private Schlüssel, Wallets und andere technische Aspekte können eine Hürde für die breite Akzeptanz darstellen.  

   Grenze: Die Benutzerfreundlichkeit muss verbessert werden, um eine weitreichende Anwendung zu ermöglichen.  

1. Smart-Contract-Sicherheit:  

   Problem: Fehler in Smart Contracts können zu schwerwiegenden Konsequenzen führen, da sie unveränderlich sind, sobald sie in die Blockchain geschrieben wurden.  

   Grenze: Es besteht die Gefahr von Sicherheitslücken, die zu finanziellen Verlusten oder anderen negativen Auswirkungen führen können.  

5G-Technologie:  

Potenzial: Die schnelle und zuverlässige Konnektivität von 5G kann die Effizienz von Blockchain-Netzwerken verbessern. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen wie IoT, bei denen Echtzeitkommunikation entscheidend ist.  

Cybersicherheit:  

Potenzial: Blockchain kann zur Verbesserung der Cybersicherheit beitragen, insbesondere durch den dezentralen Charakter und die unveränderliche Natur der gespeicherten Daten.  

Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR):  

Potenzial: Blockchain kann die Authentifizierung von AR- und VR-Inhalten verbessern, indem sie die Echtheit von digitalen Objekten nachverfolgt und schützt.