Kapitel 2 :Blockchain (Englisch)

Diese Art von Distributed Ledger wird als Blockchain bezeichnet. Es besteht aus expandierenden Listen von Informationen, die als Blöcke bezeichnet werden und durch die Verwendung von kryptografischen Hashes sicher miteinander verknüpft sind. Ein kryptografischer Hash des Blocks, der davor stand, ein Zeitstempel und Transaktionsdaten sind in jedem Block enthalten. Transaktionsdaten werden in der Regel als Merkle-Baum geschrieben, wobei die Blätter die Datenknoten darstellen. Aufgrund der Tatsache, dass jeder Block Informationen über den Block enthält, der vor ihm kam, bilden die Blöcke effektiv eine Kette (vergleiche die Datenstruktur der verknüpften Liste), wobei jeder nachfolgende Block mit den Blöcken verknüpft ist, die davor erschienen sind. Daher sind Blockchain-Transaktionen resistent gegen Veränderungen, da die Daten in einem bestimmten Block nach der Aufzeichnung nicht rückwirkend geändert werden können, ohne alle folgenden Blöcke zu ändern und den Netzwerkkonsens zur Annahme dieser Änderungen einzuholen. Dies macht Blockchain-Transaktionen resistent gegen Modifikationen. Auf diese Weise werden Blockchains vor böswilligen Verhaltensweisen wie der Schaffung von Vermögenswerten "aus dem Nichts", Doppelausgaben, Fälschungen, Betrug und Diebstahl geschützt.

Blockchains werden oft von einem Peer-to-Peer (P2P)-Computernetzwerk verwaltet, um als öffentliches verteiltes Ledger zu dienen. In diesem Netzwerk halten sich die Knoten gemeinsam an ein Konsensalgorithmus-Protokoll, um neue Transaktionsblöcke hinzuzufügen und zu validieren. Blockchains können von vornherein als sicher angesehen werden und sind ein Beispiel für ein verteiltes Computersystem mit hoher byzantinischer Fehlertoleranz. Und das, obwohl Blockchain-Datensätze nicht unveränderlich sind. Blockchains haben auch die Fähigkeit, sich zu forken, ohne ihre Integrität zu verlieren.

Eine Einzelperson (oder eine Gruppe von Personen) unter dem Namen (oder Pseudonym) Satoshi Nakamoto baute 2008 eine Blockchain mit der Absicht auf, als öffentliches verteiltes Hauptbuch für Transaktionen mit der Kryptowährung Bitcoin zu dienen. Diese Blockchain basierte auf der Arbeit, die in der Vergangenheit von Stuart Haber, W. Scott Stornetta und Dave Bayer geleistet wurde. Bitcoin war die erste digitale Währung, die das Problem der doppelten Ausgaben anging, ohne dass eine vertrauenswürdige Behörde oder ein zentraler Server erforderlich war. Möglich wurde dies durch den Einsatz der Blockchain-Technologie in einer ihrer Komponenten. Das Design von Bitcoin diente als Inspiration für die Entwicklung zusätzlicher Anwendungen und Blockchains, die für die breite Öffentlichkeit zugänglich und bei Kryptowährungen beliebt sind. Es ist möglich, dass die Blockchain als eine Form der Zahlungsschiene angesehen werden könnte.

Es wurde vorgeschlagen, dass Unternehmen private Blockchains nutzen könnten. Der Verkauf solcher privatisierten Blockchains ohne geeignete Sicherheitsarchitektur wurde von Computerworld als "Schlangenöl" bezeichnet. Auf der anderen Seite haben andere Personen vorgeschlagen, dass permissioned Blockchains, wenn sie gut konzipiert sind, dezentraler und damit in der Praxis sicherer sein könnten als permissionless Blockchains.

Einen ersten Vorschlag für ein Blockchain-ähnliches System machte der Kryptograph David Chaum in seiner Dissertation mit dem Titel "Computer Systems Established, Maintain, and Trusted by Mutually Suspicious Groups" im Jahr 1982. Im Jahr 1991 berichteten Stuart Haber und W. über zusätzliche Arbeiten, die an einer kryptographisch sicheren Kette von Blöcken durchgeführt worden waren. Es war Scott Stornetta. Sie waren daran interessiert, ein System einzuführen, das verhindert, dass die Zeitstempel auf Dokumenten in irgendeiner Weise verändert werden. Merkle-Bäume wurden im Jahr 1992 von Haber, Stornetta und Dave Bayer in das Design aufgenommen. Dies erleichterte die Sammlung mehrerer Dokumentenzertifikate in einem einzigen Block, was zu einer Steigerung der Produktivität des Systems führte. Seit 1995 werden ihre Hashes für Dokumentenzertifikate wöchentlich in der New York Times veröffentlicht. Diese Veröffentlichung wurde von ihrer Firma Surety produziert.

Im Jahr 2008 hatte eine Person oder eine Gruppe von Personen namens Satoshi Nakamoto die Idee für die erste dezentralisierte Blockchain. Durch die Verwendung einer Methode, die Hashcash ähnelt, um Blöcke mit einem Zeitstempel zu versehen, ohne dass sie von einer vertrauenswürdigen Partei signiert werden müssen, und durch die Bereitstellung eines Schwierigkeitsparameters zur Stabilisierung der Rate, mit der Blöcke zur Kette hinzugefügt werden, hat Nakamoto eine signifikante Verbesserung der Architektur vorgenommen. Es war im folgenden Jahr, als Nakamoto das Design als grundlegenden Bestandteil der Kryptowährung Bitcoin in die Realität umsetzte. In dieser Funktion fungiert es als öffentliche Aufzeichnung für alle Transaktionen, die im Netzwerk stattfinden.

Insgesamt wurden im August 2014 zwanzig Terabyte (GB) durch die Größe der Blockchain-Datei für Bitcoin erreicht. Diese Datei enthält Datensätze aller Transaktionen, die im Netzwerk stattgefunden haben. Im Januar 2015 war die Größe auf über 30 Gigabyte angestiegen, und zwischen Januar 2016 und Januar 2017 stieg die Größe der Bitcoin-Blockchain von 50 Gigabyte auf genau 100 Gigabyte. Anfang 2020 hatte die Größe des Ledgers 200 Gigabyte überschritten.

In der ersten Arbeit, die von Satoshi Nakamoto verfasst wurde, wurden die Begriffe "Block" und "Kette" isoliert verwendet; Bis 2016 ist der Begriff "Blockchain" jedoch der am häufigsten verwendete Begriff.

Eine Anwendung der Idee der Diffusion von Innovationen zeigt, dass Blockchains im Jahr 2016 die Early-Adopters-Phase erreicht haben, wie Accenture angibt. Dies liegt daran, dass Blockchains im Jahr 2016 eine Akzeptanzrate von 13,5 % in der Finanzdienstleistungsbranche erreichten. Die Chamber of Digital Commerce hat 2016 mit anderen Branchenverbänden zusammengearbeitet, um das Global Blockchain Forum zu gründen. Dieses Forum ist eine Initiative der Kammer.

Laut einer von Gartner im Mai 2018 durchgeführten Studie gab nur ein Prozent der Chief Information Officers (CIOs) an, dass sie Blockchains in ihren Unternehmen eingeführt haben. Darüber hinaus planen nur acht Prozent der CIOs in naher Zukunft "aktive Experimente mit Blockchain oder [erwägen]". Im Jahr 2019 fand Gartner heraus, dass fünf Prozent der Chief Information Officers (CIOs) glaubten, dass die Blockchain-Technologie ein "Game-Changer" für ihr Unternehmen sein würde.

Eine Blockchain ist ein digitales Hauptbuch, das dezentralisiert, verteilt und häufig öffentlich ist. Es besteht aus Datensätzen, die als Blöcke bezeichnet werden, und wird verwendet, um Transaktionen über eine große Anzahl von Computern aufzuzeichnen. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Block, um den es sich handelt, nicht nachträglich bearbeitet werden kann, ohne dass auch alle Blöcke betroffen sind, die danach kommen. Dadurch sind die Teilnehmer in der Lage, Transaktionen zu einem recht bescheidenen Preis selbstständig zu prüfen und zu prüfen. Ein Peer-to-Peer-Netzwerk und ein verteilter Zeitstempelserver werden verwendet, um die autonome Verwaltung einer Blockchain-Datenbank zu erleichtern. Sie werden durch eine breit angelegte Zusammenarbeit bestätigt, die von den kollektiven Eigeninteressen des Einzelnen angetrieben wird. Diese Art von Design erleichtert einen soliden Workflow in Situationen, in denen die Zweifel der Teilnehmer an der Sicherheit ihrer Daten minimal sind. Die Verwendung eines Blockchain-Systems eliminiert die Qualität der unbegrenzten Reproduktion, die mit einem digitalen Asset verbunden ist. Das seit langem bestehende Problem der doppelten Ausgaben wird durch diese Bestätigung gelöst, die zeigt, dass jede Werteinheit nur einmal übertragen wurde. Mehrere Personen haben eine Blockchain als Protokoll für den Austausch von Werten bezeichnet. Aufgrund der Tatsache, dass sie einen Datensatz erstellt, der Angebot und Annahme erfordert, hat eine Blockchain die Fähigkeit, Eigentumsrechte zu wahren, wenn sie in geeigneter Weise eingesetzt wird, um den Tauschvertrag zu dokumentieren.

Eine Blockchain kann so konzipiert werden, dass sie aus zahlreichen Schichten besteht, darunter die folgenden:

Infrastruktur, oft auch als Hardware bezeichnet

- Vernetzung (einschließlich der Entdeckung von Knoten, der Verbreitung von Informationen und der Verifizierung)

Proof of Work und Proof of Stake sind Beispiele für Konsens.

Daten, einschließlich Transaktionen und Blöcke

- Anwendung (Smart Contracts oder dezentrale Anwendungen, wenn beide anwendbar sind)

Stapel gültiger Transaktionen werden in Blöcken gespeichert, und diese Transaktionen werden gehasht und in einem Merkle-Baum codiert. In jedem Block ist der kryptografische Hash des vorherigen Blocks in der Blockchain enthalten, der dazu dient, die beiden Blöcke miteinander zu verbinden. Diese miteinander verbundenen Blöcke bilden eine Kette. Dieser zyklische Prozess überprüft die Authentizität des Bausteins, der vor ihm kam, bis hin zum allerersten Block, der als Genesis-Block (Block 0) bezeichnet wird. Es ist gängige Praxis, einen Block digital zu signieren, um die Authentizität der darin enthaltenen Daten sowie des Blocks selbst zu gewährleisten.

Gelegentlich können unterschiedliche Blöcke gleichzeitig gebildet werden, was zur Erstellung einer temporären Gabel führt. Neben einer sicheren Historie, die auf...