Die Blockchain-Technologie ermöglicht eine grundlegende Neuausrichtung des Internets: Wie kann ohne ein zentrales Kontrollsystem Vertrauen hergestellt werden, Selbstbestimmung über das geistige Eigentum an den Daten gelingen und sichere Kommunikation stattfinden?
Sie ist eine der entscheidenden Entwicklungen, die die Grundlage für das Web3 bildet: Blockchain. Doch was genau verbirgt sich hinter diesem Begriff? In diesem Beitrag geht es darum, die Blockchain-Technologie und deren aktuelle Anwendungsbereiche zu verstehen.
Blockchain-Technologie ersetzt ein zentrales Kontrollsystem
Die Blockchain ist eine dezentrale digitale Datenbank, die auf einem Netzwerk von Computern gehostet wird. Transaktionen und Informationen werden in einer unveränderlichen und transparenten Kette von Blöcken gespeichert. Jeder Block wird durch einen kryptographischen Hash-Wert gesichert, der den Wert des jeweiligen vorherigen Blocks beinhaltet. Jede Änderung zeigt sich in jedem Block der gesamten Kette, sodass sie im gesamten Netzwerk sichtbar ist. Auf diese Weise wird Transparenz hergestellt und eine Manipulation der Daten unmöglich gemacht.
Die Wissenschaftler W. Scott Stornetta und Stuart Haber erschufen 1991 die erste Blockchain, um einen Zeitstempel für digitale Dokumente zu erstellen. Erst nach der Finanzkrise 2009 setzte sich das Konzept mit dem Krypto-Währungssystem Bitcoin durch, als das von dem bis dato Unbekannten und unter dem Pseudonym auftretenden „Satoshi Nakamoto“ veröffentlicht wurde. Die Blockchain-Technologie wird aber auch in vielen anderen Bereichen zur Verbesserung der Sicherheit, Transparenz und Effizienz von Datenmanagement und Transaktionsprozessen eingesetzt werden.
Kryptowährungen
Kryptowährungen sind aus dem technischen Blickwinkel eine blockchainbasierte Software. Die Blockchain kann dabei als Kontobuch verstanden werden, das Informationen zu den Transaktionen enthält und für jeden einsehbar ist, sodass keine Überweisung doppelt getätigt werden kann. Für den Besitz von Kryptowährungen ist ein eWallet, eine Art digitale Brieftasche, Voraussetzung. Für den Verkauf ist eine Registrierung an einer Kryptobörse notwendig. Die zugrunde liegende Blockchain-Technologie funktioniert wie folgt: In einem digital signierten und öffentlich zugänglichen Datenbanksystem, einem „Shared Public Ledger,“ wird der Besitz einer Kryptowährung dokumentiert.
Bei „Proof-of-Work-Blockchains“ wie Bitcoin müssen alle neuen Transaktionen durch Teilnehmer der Blockchain validiert, bevor sie dem Netzwerk hinzugefügt werden. Dies geschieht, indem sogenannte „Miner“ den „Hashwert“, eine Art Prüfnummer für die getätigten Transaktionen in der Blockchain, um einen neuen Datenblock erweitert. Diesen generiert er, indem er eine komplexe mathematische Aufgabe löst, was sehr energieaufwändig ist.
Proof-of-Stake und Smart Contracts
Bei den neueren, immer häufiger anzutreffenden und effizienteren „Proof-of-Stake-Blockchains“ reicht bei einer Transaktion lediglich der Konsens der Teilnehmenden, um die Legitimität zu bestätigen. Auch hier können nur Daten hinzugefügt und nicht gelöscht werden. Smart Contracts werden durch Proof-of-Stake ermöglicht und stellen eine Reihe von Bedingungen im Code dar, die in der Blockchain gespeichert werden. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, wird der Vertrag automatisch ausgelöst. Diese Abwicklung von Vertragsbeziehungen sorgt für eine Effizienzsteigerung.
DAOs: Decentralized Autonomous Organization
Ein weiteres Phänomen der Blockchain-Technologie sind sogenannte DAOs. Es ist die Abkürzung für „Decentralized Autonomous Organization“ und steht für ein Unternehmen ohne zentrale Führung. Geld wird eingenommen und ausgegeben, jedoch basieren alle Entscheidungen auf einer Abstimmung unter den Mitgliedern, die durch fest codierte Regeln auf einer Blockchain automatisch umgesetzt werden. Die Mitglieder verfolgen oft ein gemeinsames Ziel, sind geografisch unabhängig und meistens kennen sie sich nicht untereinander. Besonders im Hinblick auf ein dezentrales Finanzsystem werden die Entwicklungen beobachtet.
NFTs als wirklich neue Entwicklung
NFT oder „Non-Fungible-Token“ steht für einen „nicht austauschbaren Token“, einem digital geschützten Objekt durch fälschungssichere kryptographische Codes. Sie werden auch als „digitale Urkunden“ beschrieben, die das Eigentum an einem einmaligen, digitalen Objekt garantieren. Durch NFTs können erstmals auch digitale und physische Inhalte miteinander verbunden werden Die Daten in den Informationsblöcken bestehen aus Informationen über das Objekt, den Hashwert und den Daten des vorherigen Blocks. Diese setzten sich wie Glieder in einer Kette zusammen.
Regulatorische Einschränkungen und die Erschaffung neuer Lösungen
Hybridmodelle, bei denen die Vorteile der Technologie genutzt und gleichzeitig die Einhaltung gesetzlicher und anderer Vorschriften (wie etwa im Bereich Datenschutz) gewährleistet werden, sind in der Erprobungsphase. In einem Whitepaper von IBM schreiben Cindy Compert, Maurizio Luinetti und Bertrand Portie: „Um dem Recht auf Löschung nachzukommen, sollten persönliche Daten nicht in der Blockchain, sondern vertraulich in einem Off-Chain-Datenspeicher hinterlegt werden. Dabei wird nur der Beleg (als kryptografische Hashfunktion) in der Blockchain gespeichert.“ Personenbezogene Daten lassen sich auf diese Weise datenschutzkonform löschen, ohne die Blockchain zu beeinträchtigen.
Die Funktionsweisen der Blockchain-Technologie als Prinzipien für das Web3
Die Blockchain-Technologie ermöglicht eine mathematisch verschlüsselte Kommunikation und Identität. Nutzer:innen haben die Kontrolle darüber, welche Informationen sie teilen möchten, welche Vereinbarungen getroffen werden und welche Vertraulichkeit gewahrt wird. Diese Idee beruht oft auf einem grundlegenden Misstrauen gegenüber Regierungen und Organisationen, die möglicherweise nicht in der Lage sind, Informationen sicher aufzubewahren.
