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Was versteht man unter der Blockchain?

Krypto-Währungen stehen fast immer im Zusammenhang mit dezentralen und öffentlichen Transaktionsdatenbanken (Ledger) bzw. einer Blockchain. Die Ledger sind zentrale Bestandteile der Krypto-Architektur und sollen sicherstellen, dass das Netzwerk dezentral bleibt und nicht von einer Partei kontrolliert werden kann.

Die Blockchain ist also vereinfacht ausgedrückt eine einfache und sehr effiziente Lösung für ein Problem aus der Informatik.

BGP

Das Problem der byzantinischen Generäle (BGP)

Stellen Sie sich vor, es ist das Jahr 500 und Sie sind ein General in der Armee des Byzantinischen Reichs. Sie befehligen eine Division der Armee, wobei es neben Ihnen noch weitere Generäle gibt, die jeweils ihrer eigenen Division vorstehen.

Bis jetzt war es eine gute Woche. Sie haben es geschafft, die Mauern einer feindlichen Stadt anzugreifen und zu umstellen. Allerdings wehren sich die Bewohner der Stadt zu kapitulieren.

Als Gruppe von Generälen müssen Sie sich entscheiden, was Sie nun tun: Greifen Sie die Stadt an oder ziehen Sie sich zurück? Die Generäle stimmen darüber ab, ob man angreifen soll oder nicht. Der Angriff kann aber nur dann erfolgreich sein, wenn alle Einheiten gleichzeitig daran teilnehmen. Nimmt beispielsweise nur die Hälfte teil, wird er scheitern.

Ein Problem ist, dass die Generäle räumlich verteilt sind und nur über Boten miteinander kommunizieren können. Es besteht die Gefahr, dass einige Boten intrigieren und falsche Botschaften übermitteln. Ausserdem können einige Generäle Verräter sein und absichtlich einem General eine Stimme zum Angriff und einem zweiten eine Stimme zum Rückzug geben.

Alle Generäle greifen an = die Stadt wird besiegt
Es greifen nicht alle Generäle an = die Generäle werden besiegt

Da die Kommunikation nur über Boten erfolgen kann, besteht die Gefahr, dass Intrigen den Sieg gefährden.

Ein Intrigant verhindert einen Konsens
Ein Intrigant verhindert einen Konsens

Die Abbildungen oben zeigen ein einfaches Beispiel mit wenigen Generälen und damit einer kleinen Anzahl von Nachrichten (oder Kommunikationskanälen) zwischen ihnen. Selbst bei wenigen Verbindungen gibt es bereits viele potenzielle Probleme. Stellen Sie sich vor, was passiert, wenn die Zahl der Generäle und Boten steigt.

Was tun Sie also? Wie stellen Sie sicher, dass Sie und die treuen Generäle eine Mehrheitsentscheidung treffen und dass kein Verräter-General Probleme verursachen kann?

Dieses Szenario, das erstmals 1982 in einer akademischen Arbeit mit dem Titel „Das Problem der byzantinischen Generäle“ behandelt wurde, ist seit langem ein Thema auf dem Gebiet der „verteilten Systeme“, einem Bereich der Informatik.

Der Schöpfer der Bitcoins, eine oder mehrere Personen unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto, war der erste, der eine elegante Lösung für dieses berühmte Problem vorschlug: die Blockchain.

Konsens

Konsens schaffen

Die Blockchain ist eine öffentliche Datenbank, die jede Transaktion in einem System in chronologischer Reihenfolge aufzeichnet. Wenn die Generäle eine solche Methode anwenden würden, könnte es folgende Liste von Aussagen geben:

  • General A sagt General B: Angriff um 17 Uhr
  • General B sagte General C: Angriff um 19 Uhr
  • General C sagte General D: Rückzug

und so weiter und so fort.

Zentralisiert
Zentralisiert
Dezentralisiert
Dezentralisiert
Verteilt
Verteilt

Nakamoto hat ein System entwickelt, in dem jeder Benutzer diese öffentliche Datenbank aller Transaktionen seit dem Start des Bitcoin-Netzwerks herunterladen kann. Es gibt keinen zentralen Archivar - wie eine Bank oder eine Regierung -, der diese Datenbank kontrolliert. Vielmehr ist es über die ganze Welt verteilt und jeder kann die Blockchain herunterladen und alle Transaktionen, die von Anfang an stattgefunden haben, einsehen.

Um neue Transaktionen hinzuzufügen, kann man ergänzend neue Einträge in die Blockchain schreiben. Gleichzeitig kann man auch überprüfen, ob das, was andere in die Blockchain geschrieben haben, korrekt und nicht gefälscht ist.

Das Revolutionäre daran ist, dass die Blockchain es einer räumlich verteilten Gruppe von Menschen erlaubt, einen gemeinsamen Konsens zu erzielen, unabhängig davon, ob sie sich gegenseitig vertraut oder nicht.

Question mark

Wie ist das möglich? Wie kann man sicherstellen, dass all diese Blockchains synchron und identisch sind, wenn sie jeder herunterladen kann?

Question mark

Wie kann man sicherstellen, dass keine böswillige Partei eine frühere Transaktion oder Nachricht manipuliert?

Question mark

Wie kann man bei widersprüchlichen Botschaften erkennen, welche wahr und welche falsch ist? Woher weiss man, welche Mitteilung anzunehmen und welche zu ignorieren ist?

Um die Mechanik der Blockchain zu verstehen, müssen wir über Bitcoins,, sprechen:Was sind Bitcoins?

In der Schweiz lanciert