Welches Problem löst die Blockchain?

Zentrale und dezentrale Systeme

Wenn man versucht, mehr über die Blockchain-Technologie zu erfahren, findet man schnell heraus: Die Blockchain ist ein dezentrales System. Aber was bedeutet dezentral überhaupt – und wann ist Dezentralität sinnvoll?

Zunächst einmal: Es gibt zwei Arten, Softwareanwendungen zu organisieren; man spricht hierbei auch von der Systemarchitektur:

• Zentrale Systeme: Alle Nutzer sind um einen zentralen Punkt herum organisiert und mit diesem direkt verbunden.
• Dezentrale (verteilte) Systeme: Es gibt keinen zentralen Punkt, alle Nutzer sind mehr oder weniger gleichberechtigt untereinander verbunden.

Die Entscheidung für eine Systemarchitektur ist fundamental, da sie alle weiteren Schritte bei der Entwicklung eines Systems beeinflusst. Aber wovon hängt die Entscheidung ab? Dezentrale Systeme haben in jedem Fall eine Reihe technischer Vorteile gegenüber zentralen Systemen:

• Höhere Zuverlässigkeit: Ein zentrales System steht still, sobald die zentrale Stelle nicht mehr funktioniert oder nicht mehr erreichbar ist. Ein dezentrales System funktioniert dagegen auch dann, wenn Teile des Netzwerks ausfallen.
• Höhere Rechenleistung: Ein zentrales System ist von der Rechenleistung der zentralen Stelle abhängig. Ein dezentrales System kann die Rechenleistung aller Teilnehmer gemeinsam nutzen.
• Geringere Kosten: Der Betrieb und die Wartung eines dezentralen Systems ist günstiger als bei einem zentralen System. Außerdem kann ein dezentrales System günstiger und organischer wachsen als ein zentrales System.

Meist ist die Entwicklung eines zentralen Systems allerdings einfacher, weil dezentrale Systeme wesentlich komplexer sind. Grund: Die Teilnehmer müssen sich untereinander koordinieren, was ohne zentrale Instanz schwierig ist.

Problem: Integrität in dezentralen Systemen

Zentrale Systeme haben eine koordinierende Instanz, die dafür sorgt, dass alle Teilnehmer kommunizieren können und sich an bestimmte Regeln halten. Vor allem sorgt sie aber auch dafür, dass es eine einheitliche Sicht auf die Daten gibt – eine gemeinsame Wahrheit. Bei einem zentralen System vertrauen alle der zentralen Instanz, etwa der Bank. Sobald dieses Vertrauen nicht mehr da ist, bricht das zentrale System zusammen.

Dezentrale Systeme müssen die Koordination untereinander selbst übernehmen. Hierfür brauchen sie zunächst eine gemeinsame Sprache, also ein Kommunikationsprotokoll. Dieses muss die Integrität des Systems sicherstellen. Integrität bedeutet vor allem, dass die Daten korrekt sind. Die Integrität der Daten wird bedroht durch:

1. Technische Fehler: Die Vielzahl an unterschiedlichen Teilnehmern im dezentralen Netzwerk führt dazu, dass es eine Reihe potenzieller Fehlfunktionen gibt. Wenn etwa zwei Personen zur selben Zeit eine Datei bearbeiten, muss das System entscheiden, welche Version der Datei korrekt und aktuell ist.
2. Betrügerische Teilnehmer: Noch schwieriger ist es, wenn Teilnehmer gezielt Daten manipulieren und das System versuchen zu unterwandern. Da sich die Teilnehmer im Netzwerk nicht kennen und kein Vertrauen existiert, muss das System diese Angriffe verhindern oder abwehren.

Für diese Probleme gab es bisher keine zufriedenstellende Lösung, was dazu geführt hat, dass das Internet, wie wir es heute kennen, überwiegend zentralisiert ist: Mangels Vertrauen der Teilnehmer untereinander nutzt man zum Beispiel Zahlungsdienstleister wie Paypal, um Geld von A nach B zu senden.

Die Blockchain löst das Kernproblem dezentraler Systeme

Die Blockchain-Technologie sorgt für Integrität in einem dezentralen Netzwerk mit einer unbekannten Anzahl von Teilnehmern, die sich nicht kennen und sich daher nicht vertrauen.

An einer offenen Blockchain kann jeder teilnehmen. Die Blockchain-Technologie sorgt zum einen dafür, dass Betrug unmöglich ist, so dass ein Vertrauen der Teilnehmer untereinander nicht mehr erforderlich ist. Zum anderen stellt sie sicher, dass die Daten korrekt sind und es eine einheitliche Wahrheit für alle Teilnehmer gibt. Das alles ohne zentrale Instanz.

Das funktioniert, weil die Datensätze der Blockchain durch kryptographische Verfahren untrennbar miteinander verbunden sind. Jeder Datensatz („Block“) referenziert den jeweils vorangegangenen und verfügt über einen Zeitstempel. Weil die Transaktionen aufeinander aufbauen, ist es unmöglich, frühere Transaktionen zu manipulieren oder zu löschen, ohne sämtliche darauf folgenden Transaktionen zu ändern. Dadurch sind Veränderungen an der Blockchain sofort für alle Teilnehmer erkennbar.

Was hat man davon?

Die zunehmende Digitalisierung großer Teile unserer Gesellschaft führt dazu, dass wir in Zukunft Systeme benötigen, denen wir vertrauen können und die nicht von wenigen Unternehmen kontrolliert werden. Heute ist das Internet de facto zentralisiert und wird von Firmen wie Google, Facebook und Amazon sowie einer Reihe von Zahlungsdienstleistern kontrolliert.

Die Blockchain-Technologie – oder allgemein gesprochen: Distributed Ledger Technology (DLT) – eröffnet die Chance, das Internet wieder zu dezentralisieren und die Daten in die Hände der Nutzer zurückzugeben. Das ist der Grund, warum gerade alle über Blockchain sprechen.