Warum ist Blockchain so beliebt? Warum wird Blockchain in vielen Bereichen eingesetzt, insbesondere im Bereich der Kryptowährung? HotQA hilft Ihnen dabei, Blockchain anhand der grundlegendsten und verständlichsten Begriffe schnell zu verstehen. Lasst uns beginnen!

Quelle: LeewayHertz

Blockchain-Technologie – einfach erklärt

Blockchain ist ein System zur Aufzeichnung von Informationen auf eine Weise, die es schwierig oder unmöglich macht, das System zu ändern, zu hacken oder zu betrügen. Eine Blockchain ist im Wesentlichen ein digitales Transaktionsbuch, das dupliziert und über das gesamte Netzwerk von Computersystemen auf der Blockchain verteilt wird.

Die Geburt der Blockchain hat eine neue Richtung für die Technologie weltweit geschaffen – die Finanzbranche, die Welt der Blockchain-Technologie.

Oder man kann Blockchain auch als öffentliches Buchhaltungsbuch verstehen, in dem alle Informationen transparent und vollständig gespeichert und übertragen werden und nicht geändert oder manipuliert werden können. Dies ist eine neue Technologie, die die Einschränkungen der traditionellen Art der Speicherung und des Austauschs von Informationen erheblich verbessert. Daher wird Blockchain zunehmend in vielen Bereichen eingesetzt: Wirtschaft und Finanzen, Bildung, Landwirtschaft, Industrie, Unterhaltung, Gesundheit oder Bildung.

Blockchain-Prinzipien

Um ihre Funktionsweise im Detail zu verstehen, müssen wir uns erst mit den Konzepten vertraut machen.

Blockchain-Datenstruktur

Die Dateninformationen werden in Blöcken gespeichert. Mit Ausnahme des ersten Blocks (Genesis-Block) hat jeder Block eine Datenstruktur, einen Hash-Code und den Hash-Code des vorherigen Blocks zur Markierung. Sobald ein Datenblock verschlüsselt ist, ist es nahezu unmöglich, die Informationen im Block zu ändern. Dies ist eines der Dinge, die diese Technologie anders machen.

Die Blöcke sind miteinander verbunden, man kann sich ein Zugmodell mit miteinander verbundenen, nummerierten Waggons vorstellen.

Was ist Node?

Wenn Sie sich mit Datenstrukturen auskennen, müssen Sie als Nächstes das Konzept Node kennen.

Ein Knoten wird als Gerät im Blockchain-Netzwerk betrachtet. Ein Knoten ist die Grundlage, die die Funktion und Existenz der Blockchain-Technologie ermöglicht. Knoten sind in einem großen Netzwerk verteilt und führen viele verschiedene Aufgaben aus.

Ein Knoten kann jedes beliebige Gerät sein (Computer, Telefon, Drucker usw.), sofern es mit dem Internet verbunden ist und eine IP-Adresse hat. Einfach ausgedrückt ist ein Knoten ein Punkt, an dem eine Nachricht erstellt, empfangen oder gesendet wird. Alle Knoten in der Blockchain sind miteinander verbunden und tauschen ständig Informationen aus, sodass die Knoten schnell aktualisiert werden.

Funktionsweise der Blockchain

Knoten führen kryptografische Operationen aus und speichern Datenblöcke. Was also motiviert die Mitglieder des Blockchain-Netzwerks, sich am Betrieb der Knoten zu beteiligen?

Die Antwort ist die Belohnung für das Schließen von Datenblöcken. Mit dem PoW-Konsensmechanismus, der für Bitcoin und einige Coins verwendet wird, wird der Person eine Geldbelohnung ausgezahlt, wenn sie die Rechenaufgabe löst und den passenden Hash zum Schließen des Blocks findet. Wir sehen oft „Bitcoin-Mining-Farmen“, bei denen viele Computer kontinuierlich laufen, um Belohnungen zu erhalten. Auch die Miner selbst tragen zum Betrieb des Systems bei.

Ein weiterer Mechanismus, der heutzutage recht häufig verwendet wird, ist POS (Proof of Stake). Mehr über PoS erfahren Sie in diesem Artikel:

Was ist Staking bei Kryptowährungen? Ein Leitfaden zum Staking von Kryptowährungen für Anfänger

Wie man sieht, bietet Blockchain aufgrund des dezentralen Node-Netzwerks sowie der Betriebsmechanismen viel Potenzial für praktische Anwendungen.

3 beliebte Konsensalgorithmen der Blockchain

1. Arbeitsnachweis (PoW)

Dieser Konsensalgorithmus wird verwendet, um einen Miner für die nächste Blockgenerierung auszuwählen. Bitcoin verwendet diesen PoW-Konsensalgorithmus. Die zentrale Idee hinter diesem Algorithmus besteht darin, ein komplexes mathematisches Rätsel zu lösen und einfach eine Lösung bereitzustellen. Dieses mathematische Rätsel erfordert viel Rechenleistung und daher darf der Knoten, der das Rätsel so schnell wie möglich löst, den nächsten Block schürfen. Gilt als der erste Konsensalgorithmus, verbunden mit Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH), …

2. Nachweis des Einsatzes (PoS)

Dies ist die häufigste Alternative zu PoW. Ethereum ist von PoW- zu PoS-Konsens übergegangen. Bei dieser Art von Konsensalgorithmus investieren Validatoren nicht in teure Hardware, um ein komplexes Rätsel zu lösen, sondern in die Coins des Systems, indem sie einige ihrer Coins als Einsatz sperren. Danach beginnen alle Validatoren mit der Validierung der Blöcke. Validatoren validieren Blöcke, indem sie darauf wetten, ob sie einen Block entdecken, von dem sie glauben, dass er der Kette hinzugefügt werden kann. Basierend auf den tatsächlich in die Blockchain hinzugefügten Blöcken erhalten alle Validatoren eine Belohnung, die proportional zu ihren Wetten ist, und ihr Einsatz erhöht sich entsprechend. Am Ende wird ein Validator ausgewählt, um einen neuen Block basierend auf seinem wirtschaftlichen Anteil am Netzwerk zu generieren. PoS ermutigt Validatoren also durch einen Anreizmechanismus, eine Einigung zu erzielen.

3. Nachweis der Berechtigung (PoA)

Dieser auf Reputation basierende Konsensalgorithmus ist Proof of Authority (kurz PoA). Blockprüfer basieren nicht auf der Anzahl der Münzen, die sie besitzen, sondern auf ihrer eigenen Reputation. PoA-Blockchains werden also durch willkürlich ausgewählte Validierungsknoten als vertrauenswürdige Einheiten gesichert. Typische Projekte, die den BFT-Algorithmus verwenden, sind beispielsweise: MakerDAO (xDAI), ZINC (ZINC), …

Vor- und Nachteile der Blockchain

Vorteile

  • Offen: Einer der größten Vorteile der Blockchain-Technologie besteht darin, dass sie für alle zugänglich ist. Das heißt, jeder kann sich an der Blockchain-Technologie beteiligen und braucht keine Erlaubnis von irgendjemandem, um dem verteilten Netzwerk beizutreten.

  • Überprüfbar: Mithilfe der Blockchain-Technologie werden Informationen dezentral gespeichert, sodass jeder die Richtigkeit der Informationen mithilfe eines Zero-Knowledge-Beweises überprüfen kann, bei dem eine Partei einer anderen Partei die Richtigkeit der Daten beweist, ohne etwas über die Daten preiszugeben.

  • Permanent: Aufzeichnungen oder Informationen, die mithilfe der Blockchain-Technologie gespeichert werden, sind permanent. Das heißt, man muss sich keine Sorgen über den Verlust von Daten machen, weil in jedem lokalen Knoten doppelte Kopien gespeichert werden, da es sich um ein dezentrales Netzwerk mit einer Reihe vertrauenswürdiger Knoten handelt.

  • Höhere Sicherheit: Blockchain verwendet Hashing-Techniken, um jede Transaktion in einem Block zu speichern, der mit den anderen verbunden ist, sodass eine höhere Sicherheit gewährleistet ist. Zum Speichern von Transaktionen wird die Hashing-Technik SHA 256 verwendet.

  • Unveränderlichkeit: Aufgrund der dezentralen Struktur der Blockchain-Technologie können die Daten nicht manipuliert werden. Jede Änderung wird in allen Knoten widergespiegelt, sodass kein Betrug möglich ist und man daher behaupten kann, dass die Transaktionen manipulationssicher sind.

Nachteile

  • Skalierbarkeit: Dies ist einer der größten Nachteile der Blockchain-Technologie, da sie aufgrund der festen Größe des Blocks zum Speichern von Informationen nicht skaliert werden kann. Die Blockgröße beträgt 1 MB, weshalb in einem einzigen Block nur wenige Transaktionen gespeichert werden können.

  • Energieverbrauch: Für die Verifizierung einer Transaktion wird sehr viel Energie verbraucht, sodass dies zum Problem wird. Der Umfrage zufolge wurden bis 2018 0,3 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs für die Verifizierung von Transaktionen mithilfe der Blockchain-Technologie verbraucht.

  • Zeitaufwändig: Um den nächsten Block in die Kette einzufügen, müssen Miner die Nonce-Werte viele Male berechnen. Dieser Prozess ist also zeitaufwändig und muss beschleunigt werden, um für industrielle Zwecke verwendet werden zu können.

  • Rechtliche Formalitäten: In einigen Ländern ist die Verwendung von Blockchain-Technologieanwendungen wie Kryptowährungen aufgrund von Umweltproblemen verboten und sie fördern nicht die Verwendung der Blockchain-Technologie im kommerziellen Sektor.

Blockchain-Technologie-Anwendungen für Industrie 4.0

Niemand würde bestreiten, dass Blockchain eine Investitionsmöglichkeit mit großem Potenzial ist und die Tür zu anderen Anwendungen öffnet. Zu diesen Anwendungen gehören:

  • Handeln und kaufen/verkaufen Sie digitale Vermögenswerte

  • Legaler Vertrag

  • Krankenakte

  • Weitere digitale Dokumente in der Branche

HotQA hofft, dass Sie durch den obigen Artikel mehr Wissen über die Blockchain-Technologie gewonnen haben, einschließlich des Verständnisses dessen, was Blockchain ist, des Funktionsprinzips von Blockchain, der Vor- und Nachteile von Blockchain sowie der Anwendbarkeit von Blockchain in vielen verschiedenen Lebensbereichen. Folgen Sie HotQA auf Binance Feed, um viele nützliche Artikel und Informationen über die Blockchain-Technologie und Kryptowährung zu lesen!