Grundlagen der Blockchain einfach erklärt

Blockchain einfach erklärt
Es gibt viele Artikel die versuchen Blockchain einfach zu erklären. Aber die meisten sind leider nicht so leicht zu verstehen. Deshalb haben wir diesen Artikel geschrieben, um dir wirklich einfach Blockchain zu erklären, damit es jeder verstehen kann.
Mit der Blockchain ist es uns möglich, zwischen einer großen Anzahl von Mitgliedern, Kryptowährungen zu verschicken. Wir können also Geld intelligent und einfach überweisen. Aber es gibt verschiedene Blockchain Netzwerke wie z.B. Bitcoin oder Ethereum. Auf den ersten Blick scheinen sie alle ähnlich zu sein, aber der Unterschied liegt im Detail.

Blockchain Modell

Heute werden wir uns nicht auf ein bestimmtes Blockchain Netzwerk konzentrieren, sondern eher Blockchain im Allgemeinen. Später können wir dann auf diesem Wissen aufbauen. Nun werden wir vorerst mit einem fiktiven Netzwerk arbeiten, mit dem du folgendes tun kannst:

  • Coins aufbewahren
  • Coins versenden

Wenn du deine Coins verwalten möchtest, brauchst du zuerst ein Account. Er funktioniert wie dein Bankkonto. Das Konto hat dabei eine einzige Adresse. Es ermöglicht damit eine eindeutige Zuordnung für Transaktionen im Netzwerk. Daher gibt es für jede Überweisung immer eine Empfänger- und eine Rücksendeadresse.

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Das Blockchain Netzwerk

Das eigentliche Netzwerk ist die wichtigste Komponente in der Blockchain. Sie ist dezentralisiert, d.h. es gibt keine zentrale Instanz die den Datenaustausch regelt. Wenn du eine Banküberweisung via Online-Banking durchführst, überträgt die Bank die Informationen von unserem Eingabegerät auf den Bankserver. Nach der Überprüfung der Transaktion führt die Bank dann die Geldüberweisung durch.
In unserem Blockchain Netzwerk funktioniert es etwas anders. Mithilfe eines Peer-to-Peer-Systems können wir zentrale Server eliminieren. Stattdessen gibt es ein Zusammenschluss von Computern, die ein dezentrales Netzwerk aufbauen.

Jeder, der möchte, kann seinen Computer mit dem Netzwerk verbinden. Der PC wird dann zu einem Knotenpunkt im System. Dadurch kannst du Aufgaben wie zum Beispiel die Validierung von Transaktionen durchführen. Da jedoch nicht jeder Computer die gleiche Hardwareleistung besitzt, gibt es verschiedene Arten von Knoten. Dieses Unterscheiden sich in der Verantwortung. Mehr dazu später.

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Blockchain als gemeinsame Datenbank

In unserem ersten Artikel haben wir mit einem offenen Finanzbuch die Transaktionen der vier Freunde dokumentiert. Um den Überblick zu behalten, muss dabei jemand alle Transaktionen chronologisch erfassen. Blockchain ist eine digitale Version dieses offenen Buches. Es dient als Datenbank für das gesamte Netzwerk. Dort werden alle Transaktionen aus einem festen Zeitraum in einem Block integriert. Nach einer gewissen Zeit wird dieser Block digital versiegelt und an der Blockhain angehängt. Damit bietet es eine chronologische Auflistung der Änderungen im gesamten Netzwerk. Der letzte Block zeigt also immer die aktuellste Transaktion an.

Lassen uns nun einen Blick auf die Struktur eines solchen Blocks werfen:

Auf der einen Seite gibt es eine Liste von Transaktionen, die wichtige Informationen enthalten wie:

  • Status der Transaktion
  • Zeitstempel
  • Rücksendeadresse
  • Empfängeradresse

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Andererseits gibt es spezifische Informationen, um den Block im Netzwerk zu beschreiben. Dazu gehören z. B.:

  • Satznummer
  • Zeitstempel
  • Speichergröße
  • Hash (Hash gesamt)
  • Parent Hash (Hash-Summe des letzten Blocks)

Nun, du fragst dich jetzt bestimmt, was sind diese Hashes? Kurz gesagt: Genau das, was Blockchain so sicher macht. Ein Hash ist eine Prüfsumme, die aus den Informationen des Blocks abgeleitet wird. Es ist vergleichbar mit einem digitalen Fingerabdruck. Darüber hinaus enthält jeder Block zusätzlich die Prüfsumme des vorherigen Blocks. Dadurch wird eine direkte Verbindung zwischen den Blöcken hergestellt und es ist somit unmöglich zu betrügen. Eine Änderung einer bereits dokumentierten Transaktion würde also dazu führen, dass alle nachfolgenden Prüfsummen falsch sind.

Miner verifizieren diese Blöcke

Ein Miner ist ein Knotenpunkt in unserem Netzwerk. Es ist ein Computer oder eine Kooperation von Computern. Sie versorgen das System mit seiner Hardware-Performance. Sie validieren eingehende Transaktionen und notieren sie im Block. Unser Netzwerk verifiziert einen Block nach einem festen Zeitintervall. Alle Miner konkurrieren dabei miteinander, indem sie ein mathematisches Problem lösen. Die gefundene Lösung der Beweis dafür, dass der Miner seine Arbeit verrichtet hat.

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Der Miner, der das mathematische Problem als erster löst, teilt es mit dem gesamten Netzwerk. Dann überprüfen die anderen Miner, ob der Block richtig verarbeitet wurde. Ist das der Fall, kann der neue Block an der Blockchain angehängt werden. Danach gilt die Transaktion als bestätigt und der Miner erhält eine Belohnung für seine Arbeit.

Alle Komponenten der Blockchain

Wir haben bereits die wichtigsten Komponenten besprochen:

  • Account
  • Netzwerk
  • Blockchain
  • Miner

Nun ist es an der Zeit, alle Komponenten zu verbinden. Die Accounts können einfach vom Netzwerk getrennt angezeigt werden. Damit kannst du einfach Münzen versenden. Miner überprüfen daraufhin alle Transaktionen. Die Blockchain ist die Datenbank, in dem jeder die Transaktionen gespeichert wird. Zur Absicherung hat jeder Miner seine eigene lokale Kopie der gesamten Blockchain.

Wie funktioniert die Blockchain?

Das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten zeig ich dir im Folgenden:

Also Bob möchte 10 Coins an Dave schicken. Dazu startet er eine entsprechende Überweisung über einen Webclient. Dadurch wird eine Transaktion erstellt, die mit dem Netzwerk kommuniziert.

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Die Miner sind daraufhin damit beschäftigt, einen neuen Block zu erstellen. Sie prüfen und dokumentieren auch die Transaktionen. Der Miners erstellt dann einen Block und hängt ihn an die Blockchain.

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In unserem Beispiel erstellt ein Miner einen neuen Block. Dabei dokumentiert er alle Transaktionen, einschließlich Bobs. Der erste Miner, der den Block richtig erstellt hat, hängt ihn an die Blockhain. Nachdem der Miner seine Arbeit erledigt hat, ist die Transaktion abgeschlossen. Bob hat 10 Coins weniger, während Dave 10 Münzen erhält.

Zusammenfassung:

  • Blockchain ist ein transparenter öffentlicher verteilter Ledger.
  • Es ist ein Mechanismus, damit verteilten Parteien sich über eine bestimmte Aktion einigen können.
  • Es muss niemand anderem außer dem System vertraut werden.
  • Miner validieren eingehende Transaktionen und hängen diese an die Blockchain.
  • Transparenz und Vertrauen sind die Grundkonzepte der Blockchain Technologie.

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