5 Wege wie die Blockchain unser Leben verändert

Die zukunftsweisende Datenbank-Technologie Blockchain überwindet die Grenzen der Finanzindustrie. Rezeptbetrug verhindern, E-Autos aufladen, sogar heiraten – alles ist mittlerweile per Blockchain möglich.
Im Gastbeitrag  erklärt Dr. Thomas Kaltofen von Faizod was genau die Blockchain überhaupt ist. Seine Anwendungsbeispiele verdeutlichen welche Rolle die Blockchain in Zukunft bei der Digitalisierung spielt.

Was ist Blockchain genau?

Die Blockchain ist eine neuartige Technik zum Speichern von Daten und erlaubt das sichere Management von Informationen jeglicher Art. Ihren Ursprung hat die Blockchain in der Internetwährung Bitcoin, bei der Geldwerte ohne zentrale Bank-Instanz überwiesen werden können. Elementare Grundeinheiten der Blockchain sind die Transaktionen. Dabei tauschen zwei Parteien Informationen miteinander aus.

Anschließend werden die Daten verifiziert und validiert, wobei geprüft wird, ob eine Partei die entsprechenden Rechte für diese Transaktionen besitzt. Darauf erfolgt das Mining (deutsch: schürfen), bei dem nach einer bestimmten Zeit die Transaktionen zu Blöcken zusammengefasst werden und darüber ein Hash-Wert gebildet wird. Danach werden die Blöcke an die Kette angehangen und über ein Peer-to-Peer-Netzwerk verteilt.

Funktionsweise einer Blockchain

Die Grundlage für die Bildung einer Blockchain ist zuerst einmal die notwendige Software, die die jeweiligen Algorithmen zur Anwendung enthält. Die Größe dieser Software ist abhängig von der Menge der bereits bestehenden Blöcke. Ein gutes Beispiel dafür ist die Blockchain zur Anwendung von Bitcoins. Aktuell werden dafür rund 40 GB Speicherplatz benötigt.Wer einen Blockchain startet, kommt natürlich mit wesentlich weniger Speicherbedarf aus.

Die Frage, wo und wie das Hosting der Daten stattfindet, kann nur mit der Funktionsweise der Blockchain erklärt werden. Vereinfacht gesagt, erfolgt das Datenhosting in mehreren Schritten und beginnt ganz einfach auf einem an der Blockchain beteiligten Rechner. Angenommen eine Person oder ein Unternehmen nutzt die Blockchain-Technologie, um eine bestimmte interaktive Anwendung im Internet zu starten, dann generiert die Software auf dem Rechner der Person oder des Unternehmens die erste Transaktion, was allerdings nur geht, wenn mindestens ein weiteres Unternehmen oder eine Person beziehungsweise deren Rechner daran beteiligt wird. Dieser andere Rechner verfügt über exakt die gleiche Blockchain-Software.

Anschließened sendet der erste Rechner eine Transaktion. Das kann im Grunde alles sein, angefangen von den populären Bitcoins bis hin zu Vertragsinhalten oder Bildern. Alles was sich digitalisieren lässt, kann in einer Blockchain verwaltet werden. Der Empfänger der Transaktion ist in der Software mit einem sogenannten öffentlichen Schlüssel markiert. Das Senden der Daten funktioniert nur mit diesem Schlüssel. Im Weiteren besitzt der Empfänger auch noch einen geheimen Schlüssel, mit dessen Hilfe er die grundsätzlich verschlüsselte Transaktion lesen kann. Gleichzeitig wird von der Software des Empfängers ein Hashwert erstellt. Das ist im Grunde eine digitale Notiz darüber, wer der Versender und wer der Empfänger ist sowie allen Sende- und Empfängeradressen eventuell vorher getätigter Transaktionen.

In der analogen Buchhaltung wäre das ein Eintrag in das Hauptbuch (Ledger). Diese Notiz wird an den Sender sowie alle weiteren eventuell an vorhergehenden Transaktionen beteiligten Rechner geschickt. Der Sender validiert den ihm zugesandten Hashwert und auch alle anderen beteiligten vergleichen den Hashwert mit ihren auf den jeweiligen Rechnern abgelegten Daten. Stimmt alles überein, sendet jeder Rechner sein „OK“. In diesem Stadium ist noch kein Block generiert. Jetzt erst beginnt die Blockbildung, quasi die Festschreibung der Transaktionen zu einem Block, der wiederum auf jedem beteiligten Rechner abgelegt wird. Diese Blockbildung in bestimmten zeitlichen Abständen ist notwendig, um das System abzusichern, denn die Blöcke erhalten eine irreversible Verarbeitung, deren Daten sind folglich zwar einsehbar, aber nicht mehr zu verändern.

Die Frage, wer das Datenhosting durchführt, kann demzufolge einfach beantwortet werden: Alle beteiligten Rechner, wobei die jeweiligen Sender und Empfänger einen Hauptteil der Rechenleistung erbringen.

Anwendungsbeispiele für Blockchains

1. Intelligente Verträge

Die wohl bekannteste und zukunftsträchtigste Applikation von Blockchains sind die Smart Contracts (deutsch: intelligente Verträge). Smart Contracts sind eine neue Form von Verträgen. Dabei handelt es sich um webbasierte Computerprotokolle, die Verträge abbilden und die Abwicklung eines Vertrages technisch unterstützen. Die Computeralgorithmen legen fest, welche Bedingungen zu welcher Entscheidung führen. Vorteilhaft ist bei dieser automatisierten Abwicklung von Verträgen, dass keine Juristen oder Anwälte beim Abfassen oder Ausführen benötigt und somit Kosten eingespart werden.

Die Algorithmen könnten zum Beispiel Verträge in Echtzeit überwachen und die Rechte der Vertragspartner automatisch durchsetzen. Dadurch wird der Faktor Mensch als Fehlerquelle ausgeschlossen. Ferner ist der Berufsstand der Gerichtsvollzieher in Gefahr. Bezahlt beispielsweise ein Kunde die Rate für sein Auto nicht, so kann der Zugang zum Fahrzeug automatisch gesperrt werden.

Blockchain kann Code eigenständig ausführen
Im Prinzip sind Blockchain-Applikationen in der Lage, Code auszuführen. Erste Blockchains implementierten sehr einfache Operationen wie zum Beispiel das Setzen eines Tokens. Inzwischen werden etablierte Programmiersprachen eingesetzt, um die komplexen Berechnungen der Hash-Werte, also das sogenannte Mining, vornehmen zu können. In vielen Fällen wird der Code nicht isoliert ausgeführt, sondern ist Bestandteil einer größeren Anwendung.

Darüber hinaus unterscheiden sich Blockchain-Programme von klassischer Software. So wird das Programm selbst von der Blockchain aufgezeichnet. Wird das Programm ausgeführt, so kann es durch niemanden unterbrochen oder anderweitig gestört werden. Diese Technik stellt sicher, dass der Inhalt der Verträge vollständig umgesetzt wird.
Nützlich sind Smart Contracts vor allem deshalb, weil in diesen Verträgen mehrere Parteien eingebunden werden können, die sich nicht hundertprozentig vertrauen. Die Erfüllung der Verträge läuft vollständig automatisch ab – inklusive ihrer Überwachung. In vielen Verträgen werden Klauseln absichtlich eingebunden, um einen Vertragsverlauf zu steuern.
In herkömmlichen Verträgen muss die Einhaltung der Klauseln manuell überwacht werden. Ist die überwachende Person beispielsweise im Urlaub oder krank, verzögert sich die Umsetzung um die entsprechende Zeitspanne. Durch den Einsatz von Smart Contracts wird das operationelle Risiko der Vertragsparteien enorm reduziert und der Ablauf erfolgt in einer automatisierten und vertrauenswürdigen Weise.

2. Transparente Versteigerungen

Im Juni 2016 fand in der Ukraine nach dreimonatiger Vorbereitungszeit die weltweit erste Blockchain-basierte Auktion statt, bei dem staatlich ausgestellte Lizenzen verkauft wurden. Als Plattform für die technische Umsetzung dienten die Microsoft Azure Cloud Services. Ziel der regierungsgestützten Initiative ist, dass Bieter aus allen Regionen der Ukraine und dem Ausland an der Auktion teilnehmen können.

Aufgrund der Sicherheitsaspekte der Blockchain kann keine dritte Partei die Kontrolle über das System übernehmen, was zu einem sicheren Auktionsverlauf führt. Zudem laufen alle Transaktionen transparent ab – es gibt bei diesen Auktionen keine geschlossenen Türen, alle Informationen sind öffentlich zugänglich und für jedermann einsehbar. Es ist zu erwarten, dass sich Blockchain-basierte Auktionen weltweit bewähren und durchsetzen werden.

3. Trauung per QR-Code

Es gibt noch weitere interessante Anwendungsfelder für Blockchain-Technik. So ist es in den USA schon möglich, mittels Blockchain zu heiraten. Joyce und David Mondrus waren im Oktober 2014 das erste Paar, welches per Blockchain getraut wurde. Im Prinzip kann man in einer Blockchain jede beliebige Information speichern, in diesem Fall war es die Eheschließung.

Die Zeremonie wurde mittels Skype abgehalten. Für die rechtskonforme Eheschließung musste das Ehepaar einen QR-Code scannen und bestätigen, der direkt in die Blockchain-Datenbank geschrieben wurde. Auf diese Weise ist es sogar möglich, anonym zu heiraten – also, ohne dass man sich kennt oder je gesehen hat. Ob viele Paare diesen Service jedoch einer „richtigen“ Hochzeit vorziehen, wird die Zukunft zeigen.

4. Revolution in der Elektromobilität

Eine interessante Kooperation gingen Slock.it und RWE ein, um die Bitcoin-Variante Ethereum für die Bezahlung an Ladestationen von Elektroautos einzusetzen. Mit Blockchain-Technologie wollen die Unternehmen ein einheitliches und kostengünstiges Bezahlsystem schaffen, welches unabhängig von Kassierern, Münzschlitzen oder den für Vandalismus anfälligen EC-Kartenschlitzen ist.

Hinter der Zusammenarbeit steckt die Vision, den Vertrieb von Strom für Autos zu revolutionieren – RWE stellt sich beispielsweise vor, Elektroautos mittels Induktion zu laden, während diese an roten Ampeln warten. So soll das stationäre Laden im Stadtverkehr komplett überflüssig werden. Die Bezahlung der geringen Geldbeträge für den Strom erfolgt dann über das kostengünstige Ethereum.

5. „Dauerwahlen“ für mehr Demokratie

Ein weiteres Schlagwort für den Einsatz der Blockchain-Technologie ist die „Demokratie 2.0“. Darunter versteht man, dass Wahlen mittels Blockchain stattfinden könnten, auch um die allgemeine Wahlbeteiligung zu erhöhen. Durch den Einsatz von Blockchains wären Regierungen in der Lage, den Bürgern weitere Wahlrechte einzuräumen. Anstelle der beispielsweise in Deutschland geltenden vierjährigen Legislaturperiode könnte ein „Dauerwahlsystem“ treten, in dem Parlamente in kürzeren Perioden nach dem Willen der Wähler zusammengesetzt werden.

Darüber hinaus sind Volksabstimmungen schnell, flexibel und kostengünstig durchzuführen. Derzeit sträubt sich das Bundesverfassungsgericht gegen diese Technik. Das Argument der Richter ist lautet, dass Parteien mithilfe von Herstellern von Wahlautomaten sowie Softwareentwicklern die Wahl manipulieren könnten.

 

Wie sicher ist die Blockchain-Technologie?

Die Blockchain-Technologie kann als absolut manipulationssicher angesehen werden, da die Blöcke mit einer Hash-Funktion verschlüsselt und Kopien der Datei im Internet verbreitet werden. Möchte man den Inhalt der Blockchain manipulieren, müsste man mindestens 51 Prozent der Kopien ändern. Dies wäre mit derart hohen Kosten verbunden, dass die Manipulation einer solchen Datenbank komplett unwirtschaftlich ist. Bereits im vergangenen Jahr sind viele der Beiträge dieser Art eingefroren worden, obwohl es keinen bedeutsamen Änderungen gab oder in diesem Falle überhaupt einmal geben wird.

Blockchain wird die Zukunft gestalten

Schreitet die Entwicklung im bestehenden Tempo voran, wird die Blockchain-Technologie sehr schnell hochkomplexe Aufgaben automatisieren, Kosten einsparen und viele bürokratische Wege überflüssig machen. Daraus ergeben sich viele Möglichkeiten, die Zukunft nicht nur einfacher sondern auch effizienter zu gestalten.