Wie funktioniert Blockchain?
Durch die Initiierung eines Prozesses wird ein Datensatz bzw. ein Block generiert. Dabei wird der Block kryptografisch verschlüsselt und einer Kette von bestehenden Datensätzen angehängt, so entsteht eine Blockkette - eine Blockchain. Jedem Block wird zudem ein einzigartiger Hash-Wert zugeordnet. Ein Hash ist eine durch einen Algorithmus erstellte Funktion, die eine Eingabe aus und Zahlen in eine verschlüsselte Ausgabe mit einer festen Länge umwandelt. Dieser Hash fungiert als digitaler Fingerabdruck und führt dazu, dass im Nachhinein ein Block nicht mehr verändert werden kann, denn ein Block enthält neben dem eigenen Hash-Wert auch immer den Wert des vorherigen Blocks. Würden Informationen oder Daten in einem Block verändert werden, so ändert sich auch der Hash und die Kette würde auseinanderbrechen. Durch diese Methodik schützen sich die Blöcke gegenseitig vor Manipulation oder zufälligen Änderungen. Jeder neue Block wird durch das sogenannte Mining verifiziert und verschlossen. Einmal verifiziert sind Information unveränderlich und für jeden sichtbar gespeichert.
Die sogenannten Miner übernehmen die Verifizierung, das heißt sie stellen Rechenleistung zu Verfügung. Damit kann ihnen die Rolle eines Buchhalters zugeschrieben werden. Die Software aktualisiert permanent alle Knoten, sodass jeder im Netzwerk stets auf dem neusten Stand ist. Einzelne Transaktionen können zudem eingesehen werden, da jede mit einem Zeitstempel versehen wird. Zudem wird eine anonyme ID für den Absender und Empfänger hinterlegt. Somit kann also jeder die Transaktionshandlung sehen und nachvollziehen, jedoch keine Zuordnung zu dahinterstehenden Nutzern vornehmen.
Aufbau einer Blockchain. Quelle: PWC 2018.
Was sind die Funktionsprinzipien?
- Anonymität und Pseudonymität: Jedem Netzwerkteilnehmer wird eine eigene individuelle Adresse zugeordnet, welche durch eine Abfolge von Buchstaben und Zahlen generiert wird. Durch dieses Vorgehen kann jeder alle Handlungen und Transaktionen einsehen, aber mit diesen selbst kann keine reale Person als Inhaber verbunden werden.
- Dezentralität: Alle Informationen über einzelne Transaktionen werden nicht mehr zentral, sondern dezentral auf verteilten Rechnern (Knoten) hinterlegt. Dies bedeutet, dass weltweit viele verschiedene Computer durch das Internet untereinander in Verbindung stehen und jeder einzelne dieser Computer die gesamten Informationen der Blockchain als Kopie gespeichert hat.
- Transparenz: Durch die Blockchain Technologie wird eine umfassende Transparenz erreicht, denn alle Nutzer, die Zugriff auf eine Blockchain innerhalb eines Netzwerks besitzen, können jede Transaktionsinformation einsehen und besitzen die gleiche Datengrundlage. Somit können betrügerische Handlungen beziehungsweise Datenmanipulationen leichter erkannt werden.
- Sicherheit: Durch die Speicherung auf vielen verschiedenen Computern können Blockchains nur sehr schwer manipuliert und gehackt werden. Zudem ermöglicht die erhöhte Transparenz, dass nicht nur Betrüger schneller erkannt werden, sondern auch dass jeder Nutzer erkennen kann, wofür beispielsweise sein Geld verwendet wird.
Öffentliche vs. Private Blockchains
Bei öffentlichen Blockchains kann jeder dem Netzwerk beitreten und sich mit diesem verbinden. Jeder der mit dem Netzwerk verbunden ist, kann Transaktionen eingeben und Daten innerhalb des Netzwerks verfolgen. Sobald der Rechner des Teilnehmers über genügend Rechenleistung verfügt, kann er neue Blöcke erstellen. Bei diesen Netzwerken ist zudem niemand verantwortlich, keine zentrale Instanz verwaltet die Blockchain und keine Zugriffsrechte sind erforderlich. Aufgrund dieser Merkmale sind öffentliche Blockchain vollständig dezentral und daher besonders vertrauenswürdig. Das bekannteste öffentliche Blockchain Beispiel ist die Bitcoin Blockchain. Private Blockchains sind das Gegenstück zu öffentlichen. Dabei verfügen nur vereinzelte Einheiten über die Blockchain und der Eigentümer kann genau festlegen, wer Teilnehmer im Netzwerk sein darf. Diese Blockchain ist also nicht vollständig dezentral. Dabei kommt diese häufig bei Unternehmensinternen Anwendungen zum Einsatz.
Wie kann die Industrie von einer Blockchain profitieren?
Die Blockchain-Technologie zeigt, dass nicht nur Kryptowährungen dezentral über ein Netzwerk gesteuert werden können, sondern auch weitere digitale Inhalte wie Texte, Musik oder auch Fotos. Das Potenzial für die Anwendung im Kontext der Logistik wird von einigen Industriegrößen als sehr hoch eingeschätzt. Die Blockchain kann einen entscheidenden Schritt in Richtung einer digitalen End-to-End Lieferkette ermöglichen. Auch im Themenfeld des Internet of Things (IoT), werden derzeit neue Geschäftsmodelle entwickelt. Der Einsatz von Blockchain ist zum Beispiel zur Erfassung von Daten physischer Dienste und Objekte möglich. Hinzu kommt, dass die Zusammenarbeit zwischen Kunden und OEMs vereinfacht und Kosten eingespart werden können. Somit bietet die Blockchain Technologien Potenziale für die unterschiedlichsten Anwendungsfeldern neben dem reinen Finanzsektor.
Was sind Smart Contracts?
Eine der bekanntesten und innovativsten Anwendung der Blockchain Technologie sind sogenannte intelligente Verträge (engl. Smart Contracts). Dabei handelt es sich um digitale Computerprotokolle, welche Verträge in der Abwicklung technisch unterstützen. Sie basieren dabei auf Wenn-Dann-Beziehungen, die von Algorithmen überprüft werden. Durch diese automatische Abwicklung von Aktivitäten - sobald ein Zustand eintritt - führt dazu, dass externen Dritten zur Überprüfung und Ausführung nicht länger benötigt werden. Sobald beispielsweise eine Lieferung von Ersatzmaterialien erfolgt ist, wird durch den intelligenten Vertrag automatisch die Bezahlung ausgelöst und kein Mitarbeiter muss in diesen Prozess länger involviert werden. Somit sind die Verträge besonders von Bedeutung und Nützlichkeit, wenn sich die Vertragspartner nicht kennen.