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Was ist eine Blockchain auf Ethereum-Basis?

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Index:

  1. Vorwort
  2. Blockchain
  3. Blöcke und Kettenstruktur
  4. Vertrauen und Community
  5. Manipulationssicherheit
  6. Transparenz
  7. Datenbesitz und Kosten
  8. Daseinsberechtigung
  9. Ethereum
  10. Abschluss und Meinung

1 - Vorwort

Blockchain auf Ethereum-Basis, was ist das? Solltest Du diese Technologie kennen oder doch gleich wieder vergessen? Laut den Aussagen vieler Menschen im Tech-Bereich wird diese Technologie unser Internet, so wie wir es kennen, und unsere Vertrags- sowie Bankenwelt verändern. Doch kann sie es auch wirklich? In diesem Blogeintrag will ich Dir deshalb erklären, was eine Blockchain ist und was man mit ihr machen kann. Ich werde versuchen alles so einfach wie möglich zu halten und werde nicht allzu sehr ins Detail gehen.

2 - Blockchain

blockchain

Viele haben die Buzzwords Blockchain und Ethereum schon einmal gehört und eventuell etwas dazu gelesen. Im Groben ist die Blockchain ein Peer-to-Peer Netzwerk. Darin werden Transaktionen und ggfs. digitale Verträge (Smart Contracts) persistent und unveränderbar in einer chronologischen linearen Datenbank (Kettenstruktur) gespeichert.

Okay, geht das auch einfacher? Eigentlich ist das alles nicht so kompliziert. Man muss es nur einmal erklärt bekommen haben. Du weißt sicherlich wie eine geöffnete Perlenkette aussieht? Perlen werden nacheinander mit einer Kette zusammengehalten. So kannst Du Dir den Aufbau einer Blockchain vorstellen. Es gibt einen Anfang, diesen bildet der sogenannte GenesisBlock. Dieser weiß auch, dass er der erste Block ist. Der nachfolgende Block kennt sich selbst und den vorherigen Block. Dadurch bilden beide eine Reihenfolge. Die weitere Prozedur wiederholt sich bei jedem neu anhaftenden Block. Der neue Block kennt sich selbst und seinen vorherigen Block.

3 - Blöcke und Kettenstruktur

blocks

Was ist jetzt aber so toll daran, dass die Blöcke eine Kette bilden? Jeder Block in der Kettenstruktur besitzt Attribute. Diese Merkmale die unter anderem aus einer Blocknummer, Pre-Hash, Geldbetrag, Dateieninhalt und noch einiges mehr bestehen, werden in einem kryptischen Verfahren zu einem eindeutigen Hash umgewandelt. Den Hash kannst Du Dir wie eine Hausadresse vorstellen.

Willst Du jetzt irgendein Attribut eines Blocks verändern, verändert sich dadurch auch sein Hash. Der nachfolgende Block kennt den vorherigen Block nicht mehr und trennt so die Kette.

Wie kann ich mir das vorstellen? Kommen wir zur Perlenkette zurück. Die Perlen der Kette haben alle alphabetische Anordnungen. Als Beispiel. Perle-A steht am Anfang, danach folgen Perle-B, Perle-C und so weiter. Jetzt verändern wir mal den Buchstaben von Perle-B in BB. Also ein Merkmal. Da aber Perle-C nur Perle-B kennt und nicht Perle-BB verliert Perle-C den Anschluss. Die Kette ist getrennt.

4 - Vertrauen und Community

decentralized

Durch die unveränderbare Kettenstruktur soll Vertrauen und Transparenz unter den Nutzern geschaffen werden. Die Nutzer sollen sich sicher fühlen und wissen, dass nichts manipuliert werden kann. Sprich, fremde Nutzer und vor alle mehrere fremde Nutzer die untereinander agieren, sollen gemeinsam eine Vertrauensbasis besitzen. Dafür wurde die Blockchain mit ihrem Kerngedanken entwickelt.

Schön und gut. Eine Kettenstruktur die man nicht verändern kann. Wie finden die Nutzer aber heraus, ob jemand an der Kette manipuliert und dann alles nicht mehr seine Richtigkeit mehr hat? Da kommt die Peer-to-Peer Netzwerktechnologie ins Spiel.

In einem P2P Netzwerk, eine dezentrale organisierte Struktur, arbeiten alle beteiligten Nutzer gleichberechtigt zusammen. Die Nutzer werden direkt miteinander verbunden und agieren autonom ohne einen zentralen Server. Ein teilnehmender Nutzer kann in einem P2P Netzwerk als Anbieter und/oder Konsument von Funktionen, Ressourcen und Dienstleistungen sowie Dateien sein. Ihr könnt Euch die Technologie wie eine Art Filesharing vorstellen. Nur das die Blockchain geteilt wird. So kann ein Nutzer kann sich direkt mit einem anderen Nutzer austauschen. Ganz ohne eine zentrale Stelle die vermitteln muss. Man kann sich das so vorstellen, anstatt mit dem Smartphone zu telefonieren, wo alles über einen Telefonanbieter geht, benutzt man Walkie-Talkies.

5 - Manipulationssicherheit

security

Bei jedem Nutzer liegt die Blockchain als Abbild auf dem Rechner vor. Will ein Nutzer einen Block manipulieren, dann müsste er die Abbilder der Blockchain bei über 50% der anderen Nutzer verändern. Der manipulierende Nutzer muss somit einen riesen Anteil der Blockchain kontrollieren können. Dafür müsste er eine riesen Rechenleistung aufbringen. Da er zeitgleich bei den 50% der Nutzer das Abbild der Blockchain verändern müsste.

6 - Transparenz

transparency

Warte mal! Stand da weiter oben nicht etwas von Transparenz? Ich soll meine Transaktionen und Smart Contracts oder sonstigen Kram in einer transparenten Technologie speichern, wo jeder sehen kann was ich mache? Keine Angst, es hört sich schlimmer an als es ist.

Holen wir noch einmal die Blöcke zurück. In einem Block werden alle Attribute der zur speichernden Dateien und zur Bildung der Kettenstruktur transparenten gespeichert. Diese sind zwar, wie zuvor, in einen Hash umgewandelt. Doch diesen kann man ohne Weiteres zurück umwandeln. Noch einmal, jeder Nutzer kann wirklich alles einsehen. Deshalb kann man den Dateninhalt, die Transaktionen und Smart Contracts, mit einem Algorithmus mit bis zu AES mit 512 Bit verschlüsseln.

Jeder Nutzer der Zugriff auf den gespeicherten Inhalt haben soll, bekommt einen PublicKey, der vom Ersteller/Besitzer (Owner) des Blocks kommt. Diesen Owner muss der Nutzer zuvor kennen und anders herum. Ohne das vorherige Kennenlernen funktioniert der PublicKey Austausch nicht. Mit diesem PublicKey hat man dann Zugriff auf den Inhalt der Dateien.

Auch hier wieder eine Vereinfachung. Ihr könnt es Euch so verstellen. Ihr habt ein Ferienhaus am Meer, alle auf der Welt kennen es und wissen wo es liegt. Jedoch haben sie keinen Zugriff darauf. Nun wollt Ihr, dass andere Menschen, die Ihr kennt, Zugriff zu diesem Ferienhaus bekommen. Ihr kopiert Euren Haustürschlüssel und gebt diesen an die anderen weiter. So kann man das Verfahren mit dem PublicKey sehen.

7 - Datenbesitz und Kosten

money

Was hat das jetzt mit dem Internet, Verträgen und Banken zu tun? Wo ist da der Mehrwert? Kann man nicht eine, vielleicht auch schon bestehende, Datenbank nehmen und diese dann so aufbauen, dass diese ebenfalls nicht manipuliert werden kann? Kann man. Punkt. Und somit ist die Technologie hinfällig.

Wofür sollte man dann eine Blockchain benutzen und dann noch so eine lange Erklärung von Dir zu ihr? Ganz einfach. Eine Datenbank ist ein zentrales Konstrukt. Das heißt, dass irgendjemand diese besitzen, betreiben und warten muss. Durch den Besitz der Datenbank besitzt auch der Betreiber die Hoheit über die Richtigkeit der gespeicherten Daten. Man muss einer dritten Instanz vertrauen. Dagegen wirkt die Grundidee der Blockchain. Alle Nutzer der Blockchain haben die Hoheit über die darin befindlichen Dateien und sorgen auch dafür, dass diese nicht manipuliert werden.

Irgendwie überzeugt mich dein Argument nicht so richtig. Was ist an einer dritten Instanz, hier kommt der Begriff Intermediär wieder ins Spiel, so schlimm, wenn man diese für die Überwachung der Verträge und Transaktionen auf Richtigkeit bezahlt? Kann man. Punkt. Und schon wieder ist die Blockchain Technologie hinfällig.

Aber erstmal halt! Was ist nochmal mit einem Intermediär gemeint? Bis jetzt wissen wir, dass es ein Mittelsmann ist. Ein Intermediär ist eine Person (Bsp: Notar) oder Institution (Bsp: Bank), die zwischen zwei Nutzern steht und auf Einhaltung der von beiden ausgehandelten und geschlossen Regeln wacht. Dieser Intermediär verlangt für seine Dienste dementsprechend eine Gebühr, die einmal oder stetig ausfallen kann.

Um es zu vereinfachen, kann man es so sehen. Wie beim Fußballspiel muss es eine Person geben die für Fairplay und Regeleinhaltung unter den Spielern sorgen muss. Dazu hat man den Schiedsrichter erschaffen. Den Intermediär und die Nutzer in der Blockchain kann man mit einem Schiedsrichter vergleichen.

Hier mal eine Idee zum Intermediär. Die dritte Instanz kostet immer Geld und das meist stetig, je nach Fall. Das heißt fixe Kosten für den Nutzer. Die Blockchain umgeht diese fixe Kosten und macht aus ihnen variable Kosten. Variable Kosten entstehen, wenn eine Investition nur dann getätigt werden muss, wenn diese auch tatsächlich auftreten.

Variable Kosten hören sich so gesagt gut an? Kann man jetzt Pauschal nicht sagen. Stell Dir mal vor Du bist ein Vielfahrer mit den öffentlichen Verkehrsmitteln zur Arbeit und Zurück, dann lohnt sich der Kauf einer Monatskarte für Dich sehr und fixe Kosten sind gut. Wärst Du jetzt aber ein Gelegenheitsfahrer der nur einmal im Monat mit den öffentlich Verkehrsmitteln fährt, dann ist der Kauf einer einfachen Fahrkarte lohnenswerter für Dich, sprich die variable Kosten. Du musst Deine Business Logic analysieren, hinterfragen und schauen, ob die Technologie sinn dafür macht.

Ah. Jetzt haben wir es! Die Blockchain kostet auch Geld. Nichts ist für Umsonst. Kein Angst. Soviel kostet sie nicht. Zuerst, die Blockchain ist gratis. Man muss keine Monatsbeitrag oder Aufnahmegebühr bezahlen. Du musst nur zwischen zwei Dingen unterscheiden. Aus der Blockchain lesen und in die Blockchain schreiben. Lesen ist umsonst und schreiben kostet eine Transaktionsgebühr. Die Gebühr richtet sich nach der Block- oder Datengröße die man in die Blockchain speichert. Sie hält sich aber, in Euro umgerechnet, im Cent Bereich.

8 - Daseinsberechtigung

right to exist

Jetzt habt Ihr schon einiges zur Blockchain gehört und auch ein Paar Vor- sowie Nachteile. Schaffen wir mal jetzt einen Konsens dazu zusammen, damit man für sich selbst heraus finden kann, ob man die Blockchain nutzen will oder nicht.

In der Blockchain kann man Daten fortlaufend, nach verfolgbar, transparent, vertrauenswürdig und persistent speichern. Alle teilnehmenden Nutzer sorgen für die Richtigkeit und das Vertrauen. Die Frage dabei kam auf, ob man dann einen Intermediär der Transaktionen oder Verträge beglaubigt braucht? Nein, diesen braucht man dann nicht mehr! So würde man zum Entschluss kommen. Leider ist das nicht so ganz richtig. Man braucht ihn fast nicht mehr. Denn man muss immer noch das geltende Recht im jeweiligen Land beachten. Neue Technologien ersetzen immer noch nicht geltende Gesetze!

9 - Ethereum

ethereum

Wow, jetzt habe ich soviel erzählt und noch gar nicht Ethereum erwähnt. Was viele nicht wissen oder verwechseln, Ethereum ist ein Protokoll! Dieses Protokoll läuft in einem P2P Netzwerk und macht es mit der Blockchain Technologie zu einer Kryptowährungsplattform. Der Unterschied zu Bitcoin ist, dass Ethereum digitale Verträge (Smart Contracts) und digitale Zwillinge (Digital Twins) zusätzlich erlaubt.

Smart Contracts sind digital abgebildete Verträge die den Verträgen aus der realen Welt gleichen. Regeln und Gesetze werden in einer Wenn-Dann-Struktur verfasst und führen diese automatisiert aus. Sie sind kein Hexenwerk und sogar ziemlich simpel zu bauen.

Digital Twins sind Abbildungen von realen Objekten. Vom Sinn her sollten diese nur einmalig in der Blockchain sein, damit mehrere Nutzer immer eindeutig auf das selbe reale Objekt referenzieren.

Wie immer auch hier ein Beispiel. Ein Autobauer baut ein neues Auto. Von diesem kann er einen einmaligen Digital Twin in der Blockchain erschaffen. Diesen Digital Twin kann er dann die Attribute des Autos übergeben und auch noch weitere Informationen festhalten. Quasi eine ganze Historie. Ebenfalls kann man dem Digital Twin mehrere Smart Contracts zuweisen. Ein Smart Contract könnte unter anderem ein Inspektions- oder Reparaturticket sein, wo Durchführung, Teile und Preis festgehalten werden. Jeder Besitzer und auch der Autobauer können so jederzeit verfolgen, um welches Auto es sich handelt und was mit diesem passiert ist.

10 - Abschluss und Meinung

opinion

Jetzt hast Du soviel geschrieben. Kannst Du mir nicht einfach sagen, wann die Blockchain Technologie, von Deiner persönlichen Meinung aus, einen Sinn hat und es etwas für meine Business Logic ist? Nichts leichter als das!

Die Blockchain Technologie hat nur einen Sinn, wenn Transaktionen, Digital Twins und Smart Contracts persistent, vertrauensvoll und unveränderbar gespeichert werden sollen. Wo in einem Szenario mehrere Nutzer untereinander mit diesen agieren. Sowie auch auf Intermediäre verzichtet und/oder durch ein automatisches Verfahren ersetzt werden sollen.

Zur Verständnis. In die Blockchain kommen nur Transaktionen, Digital Twins und Smart Contracts. Zwar gibt es noch einige weitere Dinge, aber fürs Erste halten wir uns an den drei Themen fest! Alles andere macht auch keinen Sinn! Für große Dateien gibt es eine Erweiterung für die Blockchain. Das Interplanetary File System (IPFS), aber dazu kommen wir in einem anderen Blogeintrag zur Sprache.

Ich hoffe ich konnte Dir genug Informationen zum Thema "Was ist eine Blockchain auf Ethereum-Basis?" geben und Dir auch bei Deiner Entscheidung für oder gegen diese Technologie helfen.

In weiteren Blogeinträgen werden wir zusammen auf die Technik hinter der Blockchain Technologie eingehen und wie man für das Ethereum Protokoll Smart Contracts, Digital Twins und Decentralized Applications (DApps) programmiert. Also seid gespannt.

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