die Einleitung

Als Bitcoin eingeführt wurde, war es der Ausgangspunkt, um den Grundstein für einen Bereich zu legen, der vollständig auf dieser protokollbasierten Technologie basiert: Blockchain. Im Laufe der Zeit konnten an diesem Bereich interessierte Innovatoren das Potenzial dieser Technologie erkunden und suchen derzeit nach Möglichkeiten, in allen Bereichen, in denen die entsprechenden Qualifikationen verfügbar sind, davon zu profitieren.

Bitcoin ist eine sogenannte digitale Währung – eine Form von digitalem Geld, das nicht der Kontrolle einer einzelnen Instanz unterliegt, sondern eine Kombination aus verteilten Datenbanktechnologien, finanziellen Anreizen und Verschlüsselungstechnologien nutzt, um die Koordinierung eines großen Systems zu ermöglichen seine Abläufe ohne die Notwendigkeit von Führungskräften oder Administratoren.

Die vom Bitcoin-Netzwerk verwendete Datenstruktur erfreut sich in den mehr als 10 Jahren seit ihrer Gründung großer Beliebtheit. Derzeit wird die Blockchain-Technologie in verschiedenen Sektoren getestet, darunter im Finanzsektor, in Lieferketten, Rechtssystemen und Regierungssystemen.

Falls Sie unseren Artikel mit dem Titel „Ein Leitfaden für Einsteiger in die Blockchain-Technologie“ verpasst haben: Eine Blockchain ist eine einfache Datenstruktur, deren Einträge nicht geändert, sondern nur ergänzt werden können. Der Einfachheit halber kann man sich die Blockchain als eine Tabellenkalkulation vorstellen, in der jede Zelle mit der vorherigen Zelle verknüpft ist, sodass jeder Versuch, eine vorherige Zelle zu ändern, sofort erkannt werden kann. Im Allgemeinen speichert die Blockchain Informationen über Finanztransaktionen, sie kann jedoch mit jeder Art von digitalen Daten verwendet werden.

In unserem Tabellenkalkulationsbeispiel verfügen mehrere Parteien über Kopien desselben Dokuments. Jede Partei wird auf ihrem Gerät ein spezielles Programm haben, das über dieses Programm eine Verbindung zu anderen Geräten herstellt, so dass allen Teilnehmern eine aktuelle Datenbank zur Verfügung steht. 

Es gibt keine zentrale Quelle, aus der die Teilnehmer Daten beziehen (da das Netzwerk verteilt ist). Daher erfolgt die Informationsverbreitung langsam, die Netzwerkleistung ist jedoch hinsichtlich Sicherheit und Redundanz effizient.

In diesem Artikel werden wir drei Arten von Blockchains untersuchen – private Ketten, öffentliche Ketten und Blockchain-Föderationen. Aber bevor wir beginnen, werden wir einige der wichtigsten Gemeinsamkeiten der drei Typen besprechen:

• Ein Datensatz, der nur angehängt werden kann – Damit ein Datensatz zu einer Blockchain wird, muss das System in der Lage sein, die Kette der Blockstruktur zu verfolgen, die jeden Block mit dem nächsten verbindet. Wenn die Blockchain die Menge der Zellen in einer Tabelle ist, dann sind die Blöcke die Zellen selbst.

• Peer-Netzwerk – jeder Teilnehmer im Netzwerk verfügt über eine Kopie der Blockchain. Diese Teilnehmer werden Knoten genannt und die Interaktion zwischen ihnen erfolgt im P2P-Verfahren.

• Konsensmechanismus – Es muss einen Mechanismus geben, mit dem Knoten sich auf die Gültigkeit der im Netzwerk veröffentlichten Transaktionen einigen können, um sicherzustellen, dass keine gefälschten Daten in die Kette geschrieben werden.

Die folgende Tabelle enthält einige der wichtigsten Unterschiede.

Öffentliche Blockchains

Wenn Sie in letzter Zeit eine Kryptowährung verwendet haben, haben Sie sich wahrscheinlich allgemein mit der Blockchain beschäftigt. Diese öffentlichen Ketten enthalten den Großteil der derzeit vorhandenen verteilten Datensätze. Sie werden als öffentliche Ketten bezeichnet, da jeder bestehende Transaktionen sehen kann und für den Beitritt zu ihnen lediglich das Herunterladen der Software erforderlich ist, mit der sie verwendet werden können.

Der Begriff „offen“ wird auch häufig in Verbindung mit „öffentlich“ verwendet. Niemand hat die Befugnis, den Beteiligungsprozess zu behindern, da jeder am Konsensmechanismus teilnehmen kann (z. B. durch Mining oder Storage). Da jeder teilnehmen und Belohnungen für seine Rolle im Konsensmechanismus erhalten kann, gehen wir davon aus, dass wir ein dezentrales Schema für ein Netzwerk entwerfen, das in einer öffentlichen Kette erstellt wird.

Wir gehen auch davon aus, dass öffentliche Blockchains resistenter gegenüber Zensur werden als private (oder halbprivate) Ketten. Da jeder dem Netzwerk beitreten kann, muss das Protokoll Mechanismen enthalten, die verhindern, dass unbekannte Parteien, die eine Gefahr für die Sicherheit des Netzwerks darstellen, in das Netzwerk eindringen.

Im Gegensatz dazu weist der Ansatz zur Stärkung der Sicherheit öffentlicher Ketten Leistungsschwachstellen auf. Viele Benutzer haben mit Skalierbarkeitsproblemen und schlechter Produktivität zu kämpfen. Darüber hinaus ist es nicht einfach, Änderungen am Netzwerk vorzunehmen, ohne es in Kategorien einzuteilen, da es selten vorkommt, dass sich alle Teilnehmer über die vorgeschlagenen Änderungen einig sind.

Private Blockchains

Im Gegensatz zu öffentlichen Ketten, bei denen es sich im Wesentlichen um für die Öffentlichkeit zugängliche Ketten handelt, legen private Blockchains Regeln fest, die bestimmen, wer Kettendaten anzeigen und darauf schreiben darf (es handelt sich um Umgebungen, die nicht für die Öffentlichkeit zugänglich sind). Diese Art von Kette fällt nicht unter dezentrale Systeme, da es eine klare Kontrollhierarchie gibt. Diese Ketten sind verteilt, aber viele Knoten behalten eine Kopie der Kette auf ihren Maschinen.

Private Chains sind eine geeignete Option für Unternehmenssysteme, da Unternehmen die Funktionen der Blockchain nutzen möchten, ohne das Risiko einzugehen, dass Dritte in ihre Netzwerke eindringen.

Proof of Work (PoW) reicht in diesem Fall nicht aus, hat sich jedoch bei der Verwendung in einer offenen Umgebung im Einklang mit dem Sicherheitsmodell dieser Umgebung als wirksam erwiesen. In privaten Blockchains sind die Bedrohungen durch den Arbeitsnachweis zwar nicht so schwerwiegend, die Identität jedes Teilnehmers ist jedoch bekannt und die Governance spielt eine aktive Rolle. 

In diesem Fall könnte ein effizienterer Algorithmus verwendet werden, der auf bestimmten Validatoren basiert, bei denen es sich um Knoten handelt, deren Aufgabe es ist, bestimmte Funktionen in Bezug auf die Prüfung von Transaktionen auszuführen. Im Allgemeinen umfasst dieser Prozess die gemeinsame Nutzung einer Gruppe von Knoten, die sich in jedem Block registrieren müssen. Wenn sich ein Knoten verdächtig verhält, wird er schnell identifiziert und aus dem Netzwerk ausgeschlossen. Angesichts der hierarchischen Natur des Blockchain-Governance-Systems lässt sich dies leicht beheben.

Blockchain-Konsortium

Die Blockchain-Föderation nimmt eine Zwischenstellung zwischen öffentlichen und privaten Blockchains ein und umfasst Elemente aus beiden Kategorien. Die offensichtlichsten Unterschiede zwischen diesen Systemen sind die Unterschiede auf der Ebene des Konsensmechanismus. Im Gegensatz zu einem offenen System, das es jedem erlaubt, Blöcke zu prüfen, oder einem geschlossenen System, bei dem eine Einheit die Blockersteller identifiziert, betrachtet das Blockchain-Konsortium eine Gruppe teilnehmender Parteien mit denselben Befugnissen wie Prüfer.

In diesem Sinne sind die Regeln des Systems flexibel: Der Zugriff auf Kettendaten kann auf Prüfer oder autorisierte Personen beschränkt oder für jedermann zugänglich gemacht werden. Nachdem die Prüfer einen Konsens erzielt haben, können Änderungen problemlos umgesetzt werden. Was die Leistung der Blockchain-Kette angeht: Wenn ein bestimmter Prozentsatz der Entitäten erreicht wird, die ihre Rolle ordnungsgemäß erfüllen, wird das System keine Probleme haben.

Der größtmögliche Nutzen aus der Blockchain-Föderation kann in einer Umgebung erzielt werden, die mehrere im selben Sektor tätige Institutionen umfasst und gemeinsame Grundlagen für die Durchführung von Transaktionen oder den Informationsaustausch zwischen ihnen erfordert. Der Beitritt zu einer solchen Gewerkschaft kann für die Institution von Vorteil sein, da sie so die Möglichkeit hat, sich mit anderen Institutionen auszutauschen, die im gleichen Sektor tätig sind.

Was ist die beste Option?

Grundsätzlich gibt es keinen Konflikt zwischen öffentlichen und privaten Blockchains und der Blockchain-Föderation – es handelt sich um unterschiedliche Technologien:

• Gut konzipierte öffentliche Ketten sind unzensiert, was zu Lasten von Geschwindigkeit und Durchsatz geht, und eignen sich am besten, um bei der Abwicklung von Transaktionen (oder Smart Contracts) ein Höchstmaß an Sicherheit zu erreichen.

• Private Ketten priorisieren die Systemgeschwindigkeit, da sie sich nicht so sehr um zentrale Fehlerquellen kümmern wie öffentliche Blockchains. Dies ist die am besten geeignete Option für Einzelpersonen oder Organisationen, die die vollständige Kontrolle haben und die Vertraulichkeit von Informationen wahren möchten.

• Was die Blockchain-Föderation betrifft, so verringert sie einige der Kontrahentenrisiken privater Ketten (indem sie die zentrale Kontrolle ausschließt), und die geringe Anzahl von Knoten ermöglicht es ihnen normalerweise, ihre Funktionen effizienter zu erfüllen als öffentliche Ketten. Der Blockchain-Verbund ist oft die beste Wahl für Organisationen, die ein gemeinsames Ökosystem für die effektive Kommunikation untereinander wünschen.

Abschließende Gedanken

Einzelpersonen und Organisationen in vielen Bereichen stehen eine Vielzahl von Blockchain-Systemoptionen zur Verfügung. Die Kategorien öffentliche und private Blockchains und Blockchain-Föderation bieten je nach Benutzererfahrung eine Reihe unterschiedlicher Optionen. Je nach Anwendungsfall muss der Benutzer das am besten geeignete System auswählen, um seine Ziele zu erreichen.