Blockchain - Blockchain

Für andere Verwendungen siehe Blockchain (Begriffsklärung) .

Struktur der Bitcoin- Blockchain

Eine Blockchain ist eine wachsende Liste von Datensätzen , die als Blöcke bezeichnet werden und die mithilfe von Kryptographie miteinander verknüpft sind . Jeder Block enthält einen kryptografischen Hash des vorherigen Blocks, einen Zeitstempel und Transaktionsdaten (im Allgemeinen als Merkle-Baum dargestellt ). Der Zeitstempel beweist, dass die Transaktionsdaten vorhanden waren, als der Block veröffentlicht wurde, um in seinen Hash zu gelangen. Da Blöcke jeweils Informationen über den vorhergehenden Block enthalten, bilden sie eine Kette, wobei jeder weitere Block den vorhergehenden verstärkt. Daher sind Blockchains resistent gegen Änderungen ihrer Daten, da die Daten in einem bestimmten Block nach der Aufzeichnung nicht rückwirkend geändert werden können, ohne alle nachfolgenden Blöcke zu ändern.

Blockchains werden in der Regel von einem Peer-to-Peer- Netzwerk zur Verwendung als öffentlich verteiltes Hauptbuch verwaltet , in dem Knoten gemeinsam ein Protokoll einhalten, um zu kommunizieren und neue Blöcke zu validieren. Obwohl Blockchain-Datensätze nicht unveränderlich sind, da Forks möglich sind, können Blockchains vom Design her als sicher angesehen werden und ein Beispiel für ein verteiltes Computersystem mit hoher byzantinischer Fehlertoleranz sein .

Die blockchain wurde von einer Person (oder eine Gruppe von Personen) popularisiert den Namen mit Satoshi Nakamoto in 2008 als öffentlichem Transaktion dient Buch des Kryptowährung Bitcoin , basierend auf der Arbeit von Stuart Haber, W. Scott Stornetta und Dave Bayer. Die Identität von Satoshi Nakamoto ist bis heute unbekannt. Die Erfindung der Blockchain für Bitcoin machte sie zur ersten digitalen Währung, die das Problem der doppelten Ausgaben löste, ohne dass eine vertrauenswürdige Autorität oder ein zentraler Server erforderlich war . Das Bitcoin - Design hat andere Anwendungen und blockchains inspiriert , die von der Öffentlichkeit lesbar sind und von weit verbreitet cryptocurrencies . Die Blockchain gilt als eine Art Zahlungsschiene . Private Blockchains wurden für geschäftliche Zwecke vorgeschlagen, aber Computerworld nannte die Vermarktung solcher privatisierten Blockchains ohne ein geeignetes Sicherheitsmodell " Schlangenöl ". Andere haben jedoch argumentiert, dass zugelassene Blockchains bei sorgfältiger Gestaltung dezentraler und daher in der Praxis sicherer sein können als erlaubnislose.

Geschichte

Bitcoin- , Ethereum- und Litecoin- Transaktionen pro Tag (Januar 2011 – Januar 2021)

Der Kryptograf David Chaum schlug in seiner Dissertation 1982 zum ersten Mal ein Blockchain-ähnliches Protokoll vor "Computer Systems Established, Maintained, and Trusted by Mutually Suspicious Groups". Weitere Arbeiten an einer kryptographisch gesicherten Blockkette wurden 1991 von Stuart Haber und W. Scott Stornetta beschrieben. Sie wollten ein System implementieren, bei dem die Zeitstempel von Dokumenten nicht manipuliert werden können. Im Jahr 1992, Haber, Stornetta und Dave Bayer eingebaut Merkle Bäume auf das Design, die ihre Effizienz , indem mehrere Dokumente Zertifikate verbesserten in einen Block gesammelt werden. Unter ihrer Firma Surety werden ihre Dokumentenzertifikat-Hashes seit 1995 jede Woche in der New York Times veröffentlicht.

Die erste Blockchain wurde 2008 von einer Person (oder einer Gruppe von Personen) namens Satoshi Nakamoto konzipiert . Nakamoto verbesserte das Design in einer wichtigen Weise mit einer Hashcash- ähnlichen Methode, um Blöcke mit Zeitstempeln zu versehen , ohne dass sie von einer vertrauenswürdigen Partei signiert und eingeführt werden müssen ein Schwierigkeitsparameter, um die Rate zu stabilisieren, mit der Blöcke zur Kette hinzugefügt werden. Das Design wurde im folgenden Jahr von Nakamoto als Kernkomponente der Kryptowährung Bitcoin implementiert , wo es als öffentliches Hauptbuch für alle Transaktionen im Netzwerk dient.

Im August 2014 erreichte die Dateigröße der Bitcoin-Blockchain, die Aufzeichnungen aller im Netzwerk stattgefundenen Transaktionen enthält, 20 GB ( Gigabyte ). Im Januar 2015 war die Größe auf fast 30 GB angewachsen, und von Januar 2016 bis Januar 2017 wuchs die Bitcoin-Blockchain von 50 GB auf 100 GB. Die Ledger-Größe hatte Anfang 2020 200 GB überschritten.

Die Wörter Block und Kette wurden in Satoshi Nakamotos Originalarbeit separat verwendet, wurden aber schließlich bis 2016 als ein einziges Wort, Blockchain, populär gemacht .

Laut Accenture deutet eine Anwendung der Theorie der Diffusion von Innovationen darauf hin, dass Blockchains im Jahr 2016 eine Akzeptanzrate von 13,5% innerhalb von Finanzdienstleistungen erreichten und damit die Early-Adopter- Phase erreichten. Branchenverbände haben sich 2016 zum Global Blockchain Forum zusammengeschlossen, einer Initiative der Chamber of Digital Commerce .

Im Mai 2018 stellte Gartner fest, dass nur 1% der CIOs irgendeine Art von Blockchain-Einführung in ihren Organisationen angaben, und nur 8% der CIOs waren in der kurzfristigen "Planung oder [Betrachtung] aktiver Experimente mit Blockchain". Für das Jahr 2019 berichtete Gartner, dass 5 % der CIOs der Ansicht waren, dass die Blockchain-Technologie ein „Game-Changer“ für ihr Geschäft sei.

Struktur

Blockchain-Bildung. Die Hauptkette (schwarz) besteht aus der längsten Reihe von Blöcken vom Genesisblock (grün) bis zum aktuellen Block. Verwaiste Blöcke (lila) existieren außerhalb der Hauptkette.

Eine Blockchain ist ein dezentralisiertes , verteiltes und oft öffentliches, digitales Ledger, das aus Datensätzen besteht, die als Blöcke bezeichnet werden und verwendet werden, um Transaktionen über viele Computer hinweg aufzuzeichnen, sodass ein beteiligter Block nicht rückwirkend geändert werden kann, ohne dass alle nachfolgenden Blöcke geändert werden. Dies ermöglicht den Teilnehmern, Transaktionen unabhängig und relativ kostengünstig zu überprüfen und zu prüfen. Eine Blockchain-Datenbank wird autonom über ein Peer-to-Peer- Netzwerk und einen verteilten Zeitstempelserver verwaltet. Sie werden durch Massenkollaboration authentifiziert, die von kollektiven Eigeninteressen angetrieben wird . Ein solches Design ermöglicht einen robusten Arbeitsablauf, bei dem die Unsicherheit der Teilnehmer bezüglich der Datensicherheit marginal ist. Die Verwendung einer Blockchain entfernt die Eigenschaft der unendlichen Reproduzierbarkeit von einem digitalen Asset. Es bestätigt, dass jede Werteinheit nur einmal übertragen wurde, wodurch das seit langem bestehende Problem der doppelten Ausgaben gelöst wird . A blockchain wurde als beschriebenes Wert-Austauschprotokoll . Eine Blockchain kann Eigentumsrechte aufrechterhalten , da sie, wenn sie richtig eingerichtet ist, um die Austauschvereinbarung detailliert zu beschreiben, eine Aufzeichnung liefert, die Angebot und Annahme erzwingt .

Logischerweise kann eine Blockchain als aus mehreren Schichten bestehend betrachtet werden:

Blöcke

Blöcke enthalten Stapel gültiger Transaktionen , die gehasht und in einen Merkle-Baum codiert werden . Jeder Block enthält den kryptografischen Hash des vorherigen Blocks in der Blockchain und verbindet die beiden. Die verbundenen Blöcke bilden eine Kette. Dieser iterative Prozess bestätigt die Integrität des vorherigen Blocks bis hin zum Anfangsblock, der als Genesis-Block bekannt ist . Um die Integrität eines Blocks und der darin enthaltenen Daten sicherzustellen, wird der Block in der Regel digital signiert .

Manchmal können separate Blöcke gleichzeitig produziert werden, wodurch eine temporäre Gabelung erstellt wird . Zusätzlich zu einem sicheren Hash-basierten Verlauf verfügt jede Blockchain über einen bestimmten Algorithmus zum Bewerten verschiedener Versionen des Verlaufs, sodass eine mit einer höheren Punktzahl gegenüber anderen ausgewählt werden kann. Blöcke, die nicht zur Aufnahme in die Kette ausgewählt wurden, werden als verwaiste Blöcke bezeichnet. Peers, die die Datenbank unterstützen, verfügen von Zeit zu Zeit über unterschiedliche Versionen des Verlaufs. Sie behalten nur die ihnen bekannte Version der Datenbank mit der höchsten Punktzahl. Immer wenn ein Peer eine höher bewertete Version erhält (normalerweise die alte Version mit einem einzelnen neuen Block), erweitert oder überschreibt er seine eigene Datenbank und überträgt die Verbesserung erneut an seine Peers. Es gibt nie eine absolute Garantie dafür, dass ein bestimmter Eintrag für immer in der besten Version des Verlaufs verbleibt. Blockchains werden normalerweise gebaut, um die Punktzahl neuer Blöcke zu alten Blöcken hinzuzufügen, und erhalten Anreize, um neue Blöcke zu erweitern, anstatt alte Blöcke zu überschreiben. Daher nimmt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Eintrag ersetzt wird, exponentiell ab, wenn mehr Blöcke darauf aufgebaut werden, und wird schließlich sehr gering. Bitcoin verwendet beispielsweise ein Proof-of-Work-System , bei dem die Kette mit dem kumulativsten Proof-of-Work vom Netzwerk als gültig angesehen wird. Es gibt eine Reihe von Methoden, die verwendet werden können, um ein ausreichendes Rechenniveau zu demonstrieren . Innerhalb einer Blockchain erfolgt die Berechnung redundant und nicht wie traditionell segregiert und parallel .

Sperrzeit

Die Blockzeit ist die durchschnittliche Zeit, die das Netzwerk benötigt, um einen zusätzlichen Block in der Blockchain zu generieren. Einige Blockchains erstellen alle fünf Sekunden einen neuen Block. Bis zum Blockabschluss sind die enthaltenen Daten nachweisbar. In Kryptowährung ist dies praktisch der Zeitpunkt, an dem die Transaktion stattfindet, sodass eine kürzere Blockzeit schnellere Transaktionen bedeutet. Die Blockzeit ist für Ethereum auf 14 bis 15 Sekunden festgelegt, während sie für Bitcoin im Durchschnitt 10 Minuten beträgt.

Harte Gabeln

Dieser Abschnitt ist ein Auszug aus Fork (Blockchain) § Hard Fork . [ bearbeiten ]

Ein Hard Fork ist eine Regeländerung, bei der die Software, die nach den alten Regeln validiert, die nach den neuen Regeln erstellten Blöcke als ungültig ansieht. Im Falle einer Hard Fork müssen alle Nodes, die gemäß den neuen Regeln arbeiten sollen, ihre Software aktualisieren. Wenn eine Gruppe von Knoten weiterhin die alte Software verwendet, während die anderen Knoten die neue Software verwenden, kann es zu einer dauerhaften Aufspaltung kommen.

Zum Beispiel Astraleum hat hart gegabelt , um die Anleger in „Ganzen“ The DAO , die durch Ausnutzen einer Sicherheitslücke in seinem Code gehackt worden war. In diesem Fall führte der Fork zu einer Aufspaltung, wodurch Ethereum- und Ethereum Classic- Ketten entstanden. Im Jahr 2014 wurde die Nxt- Community gebeten, einen Hard Fork in Betracht zu ziehen, der zu einem Rollback der Blockchain-Datensätze geführt hätte, um die Auswirkungen eines Diebstahls von 50 Millionen NXT von einer großen Kryptowährungsbörse abzumildern . Der Hard-Fork-Vorschlag wurde abgelehnt und ein Teil der Gelder wurde nach Verhandlungen und Lösegeldzahlungen wiedereingezogen. Alternativ kann, um eine dauerhafte Aufteilung zu verhindern, eine Mehrheit der Knoten, die die neue Software verwenden, zu den alten Regeln zurückkehren, wie es beim Bitcoin-Split am 12. März 2013 der Fall war.

Ein neueres Hard-Fork-Beispiel ist Bitcoin im Jahr 2017, das zu einer Spaltung führte, die Bitcoin Cash hervorbrachte . Die Aufteilung des Netzwerks war hauptsächlich auf eine Meinungsverschiedenheit darüber zurückzuführen, wie die Transaktionen pro Sekunde erhöht werden können, um der Nachfrage gerecht zu werden.

Dezentralisierung

Durch die Speicherung von Daten in ihrem Peer-to-Peer-Netzwerk eliminiert die Blockchain eine Reihe von Risiken, die mit der zentralen Speicherung von Daten einhergehen. Die dezentrale Blockchain kann Ad-hoc- Nachrichtenübermittlung und verteilte Netzwerke verwenden . Ein Risiko einer fehlenden Dezentralisierung ist ein sogenannter "51 %-Angriff", bei dem eine zentrale Instanz die Kontrolle über mehr als die Hälfte eines Netzwerks erlangen und diesen spezifischen Blockchain-Datensatz nach Belieben manipulieren kann, was Doppelausgaben ermöglicht.

Peer-to-Peer-Blockchain-Netzwerken fehlen zentralisierte Schwachstellen, die Computer-Cracker ausnutzen können; ebenso hat es keinen zentralen Fehlerpunkt . Zu den Blockchain-Sicherheitsmethoden gehört die Verwendung von Public-Key-Kryptografie . Ein öffentlicher Schlüssel (eine lange, zufällig aussehende Zahlenfolge) ist eine Adresse in der Blockchain. Über das Netzwerk gesendete Wert-Token werden als zu dieser Adresse gehörend aufgezeichnet. Ein privater Schlüssel ist wie ein Passwort, das seinem Besitzer Zugriff auf seine digitalen Assets oder die Möglichkeit gibt, anderweitig mit den verschiedenen Funktionen zu interagieren, die Blockchains jetzt unterstützen. Auf der Blockchain gespeicherte Daten gelten allgemein als unbestechlich.

Jeder Knoten in einem dezentralen System hat eine Kopie der Blockchain. Die Datenqualität wird durch massive Datenbank verwaltet Replikation und rechnerisches Vertrauen . Es existiert keine zentralisierte "offizielle" Kopie und keinem Benutzer wird mehr "vertrauenswürdig" als jedem anderen. Transaktionen werden mithilfe von Software an das Netzwerk gesendet. Nachrichten werden auf Best-Effort- Basis zugestellt . Bergbau Knoten validieren Transaktionen, fügen sie dem Block sie bauen, und dann übertragen Sie den ausgefüllten Block zu anderen Knoten. Blockchains verwenden verschiedene Zeitstempelschemata wie Proof-of-Work , um Änderungen zu serialisieren. Alternative Konsensverfahren umfassen den Proof-of-Stake . Das Wachstum einer dezentralen Blockchain geht mit der Gefahr der Zentralisierung einher, da die zur Verarbeitung größerer Datenmengen benötigten Rechnerressourcen teurer werden.

Offenheit

Offene Blockchains sind benutzerfreundlicher als einige traditionelle Eigentumsdatensätze, die zwar für die Öffentlichkeit zugänglich sind, aber dennoch physischen Zugriff erfordern, um sie anzuzeigen. Da alle frühen Blockchains erlaubnislos waren, kam es zu Kontroversen über die Blockchain-Definition. Ein Thema in dieser laufenden Debatte ist, ob ein privates System mit Prüfern, die von einer zentralen Behörde beauftragt und autorisiert (erlaubt) werden, als Blockchain betrachtet werden sollte. Befürworter von Permissioned oder Private Chains argumentieren, dass der Begriff "Blockchain" auf jede Datenstruktur angewendet werden kann, die Daten in Blöcke mit Zeitstempel bündelt. Diese Blockchains dienen als verteilte Version der Multiversion Concurrency Control (MVCC) in Datenbanken. So wie MVCC verhindert, dass zwei Transaktionen gleichzeitig ein einzelnes Objekt in einer Datenbank ändern, verhindern Blockchains, dass zwei Transaktionen dieselbe Ausgabe in einer Blockchain ausgeben. Gegner sagen, dass zugelassene Systeme traditionellen Unternehmensdatenbanken ähneln, die dezentrale Datenverifizierung nicht unterstützen und dass solche Systeme nicht gegen Manipulationen und Revisionen durch den Betreiber geschützt sind. Nikolai Hampton von Computerworld sagte, dass "viele hauseigene Blockchain-Lösungen nichts weiter als umständliche Datenbanken sein werden" und "ohne ein klares Sicherheitsmodell sollten proprietäre Blockchains mit Argwohn betrachtet werden".

Erlaubnisfrei

Ein Vorteil eines offenen, erlaubnislosen oder öffentlichen Blockchain-Netzwerks besteht darin, dass kein Schutz vor böswilligen Akteuren erforderlich ist und keine Zugriffskontrolle erforderlich ist. Dies bedeutet, dass Anwendungen ohne die Zustimmung oder das Vertrauen anderer zum Netzwerk hinzugefügt werden können, indem die Blockchain als Transportschicht verwendet wird .

Bitcoin und andere Kryptowährungen sichern derzeit ihre Blockchain, indem sie für neue Einträge einen Arbeitsnachweis verlangen. Um die Blockchain zu verlängern, verwendet Bitcoin Hashcash- Rätsel. Während Hashcash 1997 von Adam Back entworfen wurde , wurde die ursprüngliche Idee erstmals von Cynthia Dwork und Moni Naor und Eli Ponyatovski in ihrem 1992 erschienenen Paper "Pricing via Processing or Combatting Junk Mail" vorgeschlagen.

Im Jahr 2016 schwächten sich die Venture-Capital- Investitionen für Blockchain-bezogene Projekte in den USA ab, stiegen jedoch in China. Bitcoin und viele andere Kryptowährungen verwenden offene (öffentliche) Blockchains. Im April 2018 hat Bitcoin die höchste Marktkapitalisierung.

Berechtigte (private) Blockchain

Siehe auch: Distributed Ledger

Permissioned Blockchains verwenden eine Zugriffskontrollschicht, um zu steuern, wer Zugriff auf das Netzwerk hat. Im Gegensatz zu öffentlichen Blockchain-Netzwerken werden Validatoren in privaten Blockchain-Netzwerken vom Netzwerkbesitzer überprüft. Sie verlassen sich weder auf anonyme Knoten, um Transaktionen zu validieren, noch profitieren sie vom Netzwerkeffekt . Permissioned Blockchains können auch als „Konsortium“-Blockchains bezeichnet werden. Es wurde argumentiert, dass zugelassene Blockchains bei sorgfältiger Gestaltung ein gewisses Maß an Dezentralisierung garantieren können, im Gegensatz zu erlaubnislosen Blockchains, die in der Praxis oft zentralisiert sind.

Nachteile der privaten Blockchain

Nikolai Hampton wies in Computerworld darauf hin, dass „es auch keinen 51-Prozent-Angriff auf eine private Blockchain braucht, da die private Blockchain (höchstwahrscheinlich) bereits 100 Prozent aller Ressourcen zur Blockerstellung kontrolliert Blockchain-Erstellungstools auf einem privaten Unternehmensserver können Sie effektiv 100 Prozent ihres Netzwerks kontrollieren und Transaktionen nach Belieben ändern." Dies hat eine Reihe von besonders tiefgreifenden negativen Auswirkungen während einer Finanz- oder Schuldenkrise wie der Finanzkrise von 2007-08 , in der politisch mächtige Akteure Entscheidungen treffen können, die einige Gruppen auf Kosten anderer begünstigen, und "die Bitcoin-Blockchain wird geschützt durch" Es ist unwahrscheinlich, dass eine private Blockchain versucht, Aufzeichnungen mit Gigawatt Rechenleistung zu schützen – es ist zeitaufwändig und teuer.“ Er sagte auch: „Innerhalb einer privaten Blockchain gibt es auch kein ‚Rennen‘; es gibt keinen Anreiz, mehr Leistung zu verbrauchen oder Blöcke schneller zu entdecken als die Konkurrenz. Das bedeutet, dass viele interne Blockchain-Lösungen nichts anderes als umständliche Datenbanken sein werden.“

Blockchain-Analyse

Die Analyse der öffentlichen blockchains hat mit der Popularität von immer wichtiger geworden bitcoin , Astraleum , Litecoin und andere cryptocurrencies . Eine Blockchain, wenn sie öffentlich ist, bietet jedem, der über das Know-how verfügt, Zugang zur Beobachtung und Analyse der Kettendaten. Der Prozess des Verständnisses und des Zugriffs auf den Kryptofluss war für viele Kryptowährungen, Kryptobörsen und Banken ein Thema. Der Grund dafür ist , Beschuldigungen blockchain cryptocurrencies aktiviert ermöglicht illegalen dunklen Markt Handel von Drogen, Waffen, Geldwäsche usw. Eine gemeinsame Überzeugung ist, dass Kryptowährung ist privat und nicht mehr auffindbar, so viele Akteure führen sie für illegale Zwecke zu verwenden. Dies ändert sich und jetzt bieten spezialisierte Technologieunternehmen Blockchain-Tracking-Dienste an, die Krypto-Börsen, Strafverfolgungsbehörden und Banken besser darauf aufmerksam machen, was mit Krypto-Fonds und Fiat- Krypto-Börsen passiert . Einige argumentieren, dass die Entwicklung Kriminelle dazu veranlasst hat, der Verwendung neuer Kryptos wie Monero Vorrang einzuräumen . Es geht um die öffentliche Zugänglichkeit von Blockchain-Daten und die Privatsphäre derselben Daten. Es ist eine Schlüsseldebatte in der Kryptowährung und letztendlich in der Blockchain.

Standardisierung

Es besteht ein wachsender industrieller Bedarf an Blockchain-Standards, da die Interoperabilität als entscheidend für die breite Einführung angesehen wird. Blockchain-Technologien weisen ein großes Potenzial auf, da sie Fähigkeiten bieten, die normalerweise auf andere Weise nicht erfüllt werden können, wenn die Anforderung der Interoperabilität zwischen Blockchains und mit anderen Technologien erfüllt ist.

Im April 2016 legte Standards Australia der International Organization for Standardization einen Vorschlag vor, die Entwicklung von Standards zur Unterstützung der Blockchain-Technologie zu erwägen. Dieser Vorschlag führte zur Gründung des ISO Technical Committee 307, Blockchain and Distributed Ledger Technologies. Der technische Ausschuss verfügt über Arbeitsgruppen zu Blockchain-Terminologie, Referenzarchitektur, Sicherheit und Datenschutz, Identität, Smart Contracts, Governance und Interoperabilität für Blockchain und DLT sowie branchenspezifische Standards und allgemeine staatliche Anforderungen. Mehr als 50 Länder beteiligen sich zusammen mit externen Verbindungen wie der Society for Worldwide Interbank Financial Telecommunication (SWIFT), der Europäischen Kommission , der International Federation of Surveyors , der International Telecommunication Union (ITU) und der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen am Standardisierungsprozess für Europa (UNECE).

Viele andere nationale Normungsgremien und offene Normungsgremien arbeiten ebenfalls an Blockchain-Standards. Dazu gehören das National Institute of Standards and Technology (NIST), das European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC), das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), die Organisation for the Advancement of Structured Information Standards ( OASIS ) und das Internet Engineering Task Force (IETF).

Verwendet

Die Transaktionen von Bitcoin werden in einer öffentlich einsehbaren Blockchain aufgezeichnet.

Die Blockchain-Technologie kann in mehrere Bereiche integriert werden. Die primäre Verwendung von blockchains ist als verteilte Buch für cryptocurrencies wie bitcoin ; dort auch einige andere Betriebs Produkte waren , die aus gereift war Proof of Concept bis Ende 2016. Ab 2016, einige Unternehmen haben die Prüfung der Technologie und Durchführung von Low-Level - Implementierung zu messen blockchain die Auswirkungen auf die Effizienz der Organisation in ihre Back - Office .

Im Jahr 2019 wurden schätzungsweise rund 2,9 Milliarden US-Dollar in die Blockchain-Technologie investiert, was einer Steigerung von 89 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Darüber hinaus schätzt die International Data Corp, dass die Unternehmensinvestitionen in die Blockchain-Technologie bis 2022 12,4 Milliarden US-Dollar erreichen werden. Darüber hinaus hat die Blockchain-Technologie laut PricewaterhouseCoopers (PwC), dem zweitgrößten professionellen Dienstleistungsnetzwerk der Welt, das Potenzial, ein jährliches Unternehmenswert von mehr als 3 Billionen US-Dollar bis 2030. Die Schätzung von PwC wird durch eine von PwC durchgeführte Studie aus dem Jahr 2018 untermauert, in der PwC 600 Führungskräfte befragte und feststellte, dass 84% ​​zumindest teilweise mit der Nutzung der Blockchain-Technologie in Berührung kommen, was auf eine signifikante Nachfrage und Interesse an der Blockchain-Technologie.

Auch die individuelle Nutzung der Blockchain-Technologie hat seit 2016 stark zugenommen. Laut Statistik gab es im Jahr 2020 mehr als 40 Millionen Blockchain-Wallets im Jahr 2020 im Vergleich zu rund 10 Millionen Blockchain-Wallets im Jahr 2016.

Kryptowährungen

Hauptartikel: Kryptowährung

Die meisten Kryptowährungen verwenden die Blockchain-Technologie, um Transaktionen aufzuzeichnen. Zum Beispiel basieren das Bitcoin-Netzwerk und das Ethereum- Netzwerk beide auf Blockchain. Am 8. Mai 2018 bestätigte Facebook , dass es eine neue Blockchain-Gruppe eröffnen wird, die von David Marcus geleitet wird , der zuvor für Messenger verantwortlich war . Die geplante Kryptowährungsplattform von Facebook, Libra (jetzt bekannt als Diem), wurde am 18. Juni 2019 offiziell angekündigt.

Das kriminelle Unternehmen Silk Road , das auf Tor operierte , nutzte Kryptowährung für Zahlungen, von denen die US-Bundesregierung einige durch Forschungen zur Blockchain und Verwirkung beschlagnahmt hat .

Regierungen haben gemischte Richtlinien in Bezug auf die Legalität ihrer Bürger oder Banken, die Kryptowährungen besitzen. China implementiert Blockchain-Technologie in mehreren Branchen, darunter eine nationale digitale Währung, die 2020 eingeführt wurde. Um ihre jeweiligen Währungen zu stärken, haben westliche Regierungen, darunter die Europäische Union und die Vereinigten Staaten, ähnliche Projekte initiiert.

Intelligente Verträge

Hauptartikel: Smart Contract

Blockchain-basierte Smart Contracts sind vorgeschlagene Verträge, die ohne menschliche Interaktion teilweise oder vollständig ausgeführt oder durchgesetzt werden können. Eines der Hauptziele eines Smart Contracts ist die automatisierte Hinterlegung . Ein wichtiges Merkmal von Smart Contracts ist, dass sie keinen vertrauenswürdigen Dritten (wie einen Treuhänder) benötigen, der als Vermittler zwischen den Auftraggebern auftritt – das Blockchain-Netzwerk führt den Vertrag selbst aus. Dies kann die Reibung zwischen den Unternehmen bei der Wertübertragung verringern und könnte anschließend die Tür zu einem höheren Grad der Transaktionsautomatisierung öffnen. Eine IWF- Stabsdiskussion aus dem Jahr 2018 berichtete, dass auf Blockchain-Technologie basierende Smart Contracts Moral Hazard reduzieren und die Nutzung von Verträgen im Allgemeinen optimieren könnten . Aber "noch sind keine tragfähigen Smart-Contract-Systeme entstanden." Aufgrund der fehlenden weiten Verbreitung war ihr rechtlicher Status unklar.

Finanzdienstleistungen

Laut Reason haben viele Banken Interesse an der Implementierung von Distributed Ledgers für den Einsatz im Bankwesen bekundet und kooperieren mit Unternehmen, die private Blockchains erstellen, und laut einer IBM- Studie vom September 2016 geschieht dies schneller als erwartet.

Die Banken sind in dieser Technologie interessiert , weil es Potenzial hat , zu beschleunigen Back - Office - Abwicklungssysteme.

Banken wie die UBS eröffnen neue Forschungslabore für die Blockchain-Technologie, um zu untersuchen, wie Blockchain in Finanzdienstleistungen eingesetzt werden kann, um die Effizienz zu steigern und Kosten zu senken.

Berenberg , eine deutsche Bank, glaubt, dass Blockchain eine „überhypede Technologie“ ist, die viele „Proofs of Concept“ hat, aber immer noch große Herausforderungen und nur sehr wenige Erfolgsgeschichten hat.

Im Dezember 2018 brachte Bitwala Europas erste regulierte Blockchain-Banking-Lösung auf den Markt , die es Benutzern ermöglicht, sowohl ihre Bitcoin- als auch Euro-Einzahlungen an einem Ort mit der Sicherheit und dem Komfort eines deutschen Bankkontos zu verwalten. Das Bankkonto wird von der Berliner solarisBank gehostet.

Mojaloop soll Menschen in von Banken unterversorgten Gebieten finanziell unterstützen . Es ist von Nutzen für Migranten, die Überweisungen senden

Auch die Tokenisierung von Aktien findet statt und einige Kryptowährungsbörsen bieten bereits sogenannte „Stock Tokens“ an.

Die Blockchain hat auch Initial Coin Offerings (ICOs) sowie eine neue Kategorie von digitalen Assets namens Security Token Offerings (STOs) hervorgebracht, die manchmal auch als Digital Security Offerings (DSOs) bezeichnet werden. STO/DSOs können privat oder an einer öffentlichen, regulierten Börse durchgeführt werden und werden verwendet, um traditionelle Vermögenswerte wie Unternehmensanteile sowie innovativere wie geistiges Eigentum, Immobilien, Kunst oder einzelne Produkte zu tokenisieren. Eine Reihe von Unternehmen sind in diesem Bereich aktiv und bieten Dienstleistungen für konforme Tokenisierung, private STOs und öffentliche STOs an.

Spiele

Ein Blockchain-Spiel CryptoKitties , das im November 2017 auf den Markt kam. Das Spiel machte im Dezember 2017 Schlagzeilen, als ein Cryptokitty-Charakter – ein virtuelles Haustier – für mehr als 100.000 US-Dollar verkauft wurde. CryptoKitties veranschaulichte auch Skalierbarkeitsprobleme für Spiele auf Ethereum, als es Anfang 2018 eine erhebliche Überlastung des Ethereum-Netzwerks verursachte, wobei etwa 30% aller Ethereum-Transaktionen für das Spiel bestimmt waren.

Energiehandel

Blockchain wird auch im Peer-to-Peer-Energiehandel eingesetzt .

Lieferkette

Es gab verschiedene Bemühungen, Blockchains im Supply Chain Management einzusetzen .

  • Edelmetallabbau – Die Blockchain-Technologie wurde verwendet, um die Herkunft von Edelsteinen und anderen wertvollen Rohstoffen zu verfolgen. Im Jahr 2016 berichtete das Wall Street Journal , dass das Blockchain-Technologieunternehmen Everledger eine Partnerschaft mitdem Blockchain-basierten Tracking-Service von IBM eingegangen ist, um die Herkunft von Diamanten zu verfolgen und sicherzustellen, dass sie ethisch abgebaut wurden. Seit 2019 ist die Diamond Trading Company (DTC) am Aufbau eines Lieferkettenprodukts für den Diamantenhandel namens Tracr beteiligt.
  • Lebensmittelversorgung – Die Blockchain-Technologie wurde verwendet, um es Einzelhändlern und Verbrauchern zu ermöglichen , die Herkunft von Fleisch und anderen Lebensmittelprodukten von ihrem Ursprung bis zu Geschäften und Restaurantszu verfolgen . Ab 2018 führten Walmart und IBM einen Versuch durch, um ein Blockchain-gestütztes System zurÜberwachung der Lieferkette für Salat und Spinat zu verwenden – alle Knoten der Blockchain wurden von Walmart verwaltet und befanden sich in der IBM- Cloud . Ein genannter Vorteil besteht darin, dass das System eine schnelle Rückverfolgung von kontaminierten Produkten ermöglichen könnte. Einige Analysten sind weniger davon überzeugt, dass die meisten Verbraucher an dieser Funktion interessiert sein werden.
  • Möbel — Während des Supersalone – einer besonderen Designveranstaltung des Salone del Mobile, kuratiert von  Stefano Boeri – startete das italienische Unternehmen Savio Firmino die weltweit erste Produktion mit Blockchain-Technologie für Innenarchitektur und Möbel. Im gleichen Zeitraumentwarfder argentinische Designer  Andrés Reisinger 10 virtuelle Möbelstücke, die während einer Online-Auktion verkauft wurden. Im Jahr 2019 war DecorMatters dabei , eine Blockchain-Technologie für die Möbelindustrie zu entwickeln, um die Zusammenarbeit und Gewinnbeteiligung zwischen Innenarchitekten, Käufern und Möbelherstellern zu etablieren. Das Projekt wurde noch nicht veröffentlicht
  • Softwareentwicklung – DieBlockchain-Initiative der Linux Foundation , Hyperledger Grid, wurde 2015 gestartet, um offene Komponenten für Blockchain-Lieferkettendienste zu entwickeln.

Fälschungsschutz

Blockchain könnte zur Erkennung von Fälschungen verwendet werden, indem Produkten, Dokumenten und Sendungen eindeutige Kennungen zugeordnet werden und Aufzeichnungen zu Transaktionen gespeichert werden, die nicht gefälscht oder geändert werden können. Es wird jedoch argumentiert, dass die Blockchain-Technologie durch Technologien ergänzt werden muss, die eine starke Bindung zwischen physischen Objekten und Blockchain-Systemen bieten. Das EUIPO hat ein Blockathon-Forum zur Bekämpfung von Produktpiraterie eingerichtet, mit dem Ziel, auf europäischer Ebene eine Infrastruktur zur Bekämpfung von Produktpiraterie zu definieren, zu erproben und zu implementieren. Die niederländische Standardisierungsorganisation NEN verwendet Blockchain zusammen mit QR-Codes, um Zertifikate zu authentifizieren.

Gesundheitspflege

Als Reaktion auf die 2020 COVID-19 - Pandemie , The Wall Street Journal berichtet , dass Ernst & Young wurde auf einer blockchain zu helfen Arbeitgebern, Regierungen, Fluggesellschaften und andere verfolgen Menschen , die Antikörpertests hatten und immun gegen das Virus sein könnte. Krankenhäuser und Anbieter nutzten auch eine Blockchain für die benötigten medizinischen Geräte. Darüber hinaus wurde in China die Blockchain-Technologie eingesetzt , um die Zahlung von Krankenversicherungszahlungen an Gesundheitsdienstleister und Patienten zu beschleunigen.

Domain Namen

Es gibt verschiedene Bestrebungen, Domainnamendienste über Blockchain anzubieten. Diese Domainnamen können durch die Verwendung eines privaten Schlüssels kontrolliert werden, der vorgibt, unzensierbare Websites zu ermöglichen. Dies würde auch die Möglichkeit eines Registrars umgehen, Domains zu unterdrücken, die für Betrug, Missbrauch oder illegale Inhalte verwendet werden.

Namecoin ist eine Kryptowährung, die die Top-Level-Domain (TLD) „.bit“ unterstützt . Namecoin wurde 2011 von Bitcoin abgespalten. Die .bit TLD wird nicht von der ICANN sanktioniert , sondern erfordert stattdessen eine alternative DNS-Root . Im Jahr 2015 wurde es von 28 Websites von 120.000 registrierten Namen verwendet. Namecoin wurde 2019 von OpenNIC aufgrund von Malware und möglichen anderen rechtlichen Problemen fallen gelassen . Andere Blockchain-Alternativen zu ICANN sind The Handshake Network, EmerDNS und Unstoppable Domains.

Zu den spezifischen TLDs gehören ".eth", ".luxe" und ".kred", die über den Ethereum Name Service (ENS) mit der Ethereum-Blockchain verbunden sind. Die .kred TLD fungiert auch als Alternative zu herkömmlichen Kryptowährungs-Wallet- Adressen, um die Kryptowährung zu übertragen.

Andere Verwendungen

Die Blockchain-Technologie kann verwendet werden, um ein dauerhaftes, öffentliches und transparentes Ledger-System zu erstellen, um Daten zu Verkäufen zu sammeln, die digitale Nutzung und Zahlungen an Inhaltsersteller, wie beispielsweise drahtlose Benutzer oder Musiker, zu verfolgen. Laut der Gartner-CIO-Umfrage 2019 hatten 2 % der Befragten im Hochschulbereich Blockchain-Projekte gestartet und weitere 18 % planten in den nächsten 24 Monaten akademische Projekte. Im Jahr 2017 ging IBM eine Partnerschaft mit ASCAP und PRS for Music ein , um die Blockchain-Technologie in die Musikverteilung einzuführen. Der Mycelia-Dienst von Imogen Heap wurde auch als Blockchain-basierte Alternative vorgeschlagen, „die Künstlern mehr Kontrolle darüber gibt, wie ihre Songs und die damit verbundenen Daten unter Fans und anderen Musikern zirkulieren“.

Für die Versicherungsbranche stehen neue Vertriebsmethoden wie Peer-to-Peer-Versicherungen , parametrische Versicherungen und Mikroversicherungen nach der Einführung der Blockchain zur Verfügung. Auch die Sharing Economy und das IoT werden von Blockchains profitieren, da sie viele kollaborierende Peers einbeziehen. Der Einsatz von Blockchain in Bibliotheken wird mit einem Stipendium des US-Instituts für Museums- und Bibliotheksdienste untersucht.

Andere Designs sind:

  • Hyperledger ist eine branchenübergreifende Zusammenarbeit der Linux Foundation zur Unterstützung von Blockchain-basierten verteilten Ledgern, mit Projekten im Rahmen dieser Initiative, darunter Hyperledger Burrow (von Monax) und Hyperledger Fabric (angeführt von IBM).
  • Quorum – eine genehmigungsfähige private Blockchain von JPMorgan Chase mit privatem Speicher, die für Vertragsanwendungen verwendet wird.
  • Tezos , dezentrale Abstimmung.
  • Der Existenznachweis ist ein Online-Dienst, der die Existenz von Computerdateien zu einem bestimmten Zeitpunkt überprüft.

Typen

Derzeit gibt es mindestens vier Arten von Blockchain-Netzwerken – öffentliche Blockchains, private Blockchains, Konsortium- Blockchains und Hybrid-Blockchains.

Öffentliche Blockchains

Eine öffentliche Blockchain hat absolut keine Zugriffsbeschränkungen. Jeder, der über eine Internetverbindung verfügt, kann ihm sowohl Transaktionen senden als auch ein Validator werden (dh an der Ausführung eines Konsensprotokolls teilnehmen ). Normalerweise bieten solche Netzwerke wirtschaftliche Anreize für diejenigen, die sie sichern und eine Art Proof-of-Stake- oder Proof-of-Work- Algorithmus verwenden.

Einige der größten und bekanntesten öffentlichen Blockchains sind die Bitcoin-Blockchain und die Ethereum-Blockchain.

Private Blockchains

Eine private Blockchain ist erlaubt. Man kann ihm nicht beitreten, es sei denn, er wird von den Netzwerkadministratoren eingeladen. Der Zugang für Teilnehmer und Prüfer ist eingeschränkt . Um zwischen offenen Blockchains und anderen dezentralen Peer-to-Peer-Datenbankanwendungen zu unterscheiden, die keine offenen Ad-hoc-Rechencluster sind, wird normalerweise die Terminologie Distributed Ledger (DLT) für private Blockchains verwendet.

Hybride Blockchains

Eine hybride Blockchain hat eine Kombination aus zentralen und dezentralen Funktionen. Die genaue Funktionsweise der Kette kann je nachdem, welche Teile der Zentralisierungsdezentralisierung verwendet werden, variieren.

Seitenketten

Eine Sidechain ist eine Bezeichnung für ein Blockchain-Ledger, das parallel zu einer primären Blockchain läuft. Einträge aus der primären Blockchain (wo diese Einträge typischerweise digitale Assets darstellen ) können mit und von der Sidechain verknüpft werden; dies ermöglicht es der Sidechain, ansonsten unabhängig von der primären Blockchain zu arbeiten (z. B. durch Verwendung eines alternativen Mittels der Aufzeichnung, eines alternativen Konsensalgorithmus usw.).

Interoperabilität

Mit der zunehmenden Zahl von Blockchain-Systemen, auch nur solchen, die Kryptowährungen unterstützen, wird die Blockchain-Interoperabilität zu einem Thema von großer Bedeutung. Ziel ist es, die Übertragung von Vermögenswerten von einem Blockchain-System auf ein anderes Blockchain-System zu unterstützen. Wegner erklärte, dass „Interoperabilität die Fähigkeit von zwei oder mehr Softwarekomponenten ist, trotz Unterschieden in Sprache, Schnittstelle und Ausführungsplattform zusammenzuarbeiten“. Das Ziel der Blockchain-Interoperabilität besteht daher darin, eine solche Zusammenarbeit zwischen Blockchain-Systemen trotz solcher Unterschiede zu unterstützen.

Es gibt bereits mehrere Blockchain-Interoperabilitätslösungen. Sie können in drei Kategorien eingeteilt werden: Interoperabilitätsansätze für Kryptowährungen, Blockchain-Engines und Blockchain-Konnektoren.

Die IETF hat kürzlich eine Blockchain-Interop-Arbeitsgruppe, die bereits den Entwurf einer Blockchain-Interoperabilitätsarchitektur erstellt hat.

Hoher Energieverbrauch

Blockchain-Mining – die Peer-to-Peer-Computerberechnungen, mit denen Transaktionen validiert und verifiziert werden – erfordert eine erhebliche Menge an Energie. Die Bank für Internationalen Zahlungsausgleich kritisierte die öffentlichen Proof-of-Work- Blockchains für den hohen Energieverbrauch. In einer an der Cambridge University durchgeführten Studie aus dem Jahr 2021 stellten Forscher fest, dass Bitcoin (mit 121,36 Terawattstunden pro Jahr) jährlich mehr Strom verbraucht als Argentinien (mit 121 TWh) und die Niederlande (mit 108,8 TWh). Laut Digiconomist benötigt eine Bitcoin-Transaktion etwa 707,6 Kilowattstunden elektrische Energie, die Energiemenge, die ein durchschnittlicher US-Haushalt in 24 Tagen verbraucht.

US-Finanzministerin Janet Yellen nannte Bitcoin „eine extrem ineffiziente Art, Transaktionen durchzuführen“ und sagte: „Die Menge an Energie, die bei der Verarbeitung dieser Transaktionen verbraucht wird, ist atemberaubend“. „Bitcoin verbraucht pro Transaktion mehr Strom als jede andere der Menschheit bekannte Methode“, sagte Bill Gates . "Es ist keine großartige Klimasache."

Nicholas Weaver vom International Computer Science Institute der University of California, Berkeley , untersuchte die Online-Sicherheit der Blockchain und die Energieeffizienz öffentlicher Proof-of-Work-Blockchains und fand sie in beiden Fällen völlig unzureichend. Die 31–45 TWh Strom, die 2018 für Bitcoin verbraucht wurden, produzierten 17–22,9 Mt CO2.

Innerhalb der Kryptowährungsbranche hat die Besorgnis über den hohen Energieverbrauch einige Unternehmen dazu veranlasst, in Erwägung zu ziehen, vom Proof-of-Work- Blockchain-Modell zum weniger energieintensiven Proof-of-Stake- Modell überzugehen .

Wissenschaftliche Forschung

Blockchain-Podiumsdiskussion auf der ersten TechIgnite-Konferenz der IEEE Computer Society

Im Oktober 2014 verschaffte der MIT Bitcoin Club mit Unterstützung von MIT-Alumni Studenten des Massachusetts Institute of Technology Zugang zu Bitcoin im Wert von 100 US-Dollar. Die von Catalini und Tucker (2016) untersuchten Akzeptanzraten zeigten, dass Menschen, die normalerweise frühzeitig Technologien einführen , einen verzögerten Zugang erhalten, sie dazu neigen, die Technologie abzulehnen.

Annahmeentscheidung

Motivationen für die Einführung der Blockchain-Technologie (ein Aspekt der Einführung von Innovationen ) wurden von Forschern untersucht. Janssenet al. bot einen Analyserahmen. Koens & Poll wies darauf hin, dass die Akzeptanz stark von nicht-technischen Faktoren beeinflusst werden könnte. Auf der Grundlage von Verhaltensmodellen diskutierte Li die Unterschiede zwischen der Akzeptanz auf individueller Ebene und auf Organisationsebene.

Zusammenarbeit

Wissenschaftler aus Wirtschaft und Management haben begonnen, die Rolle von Blockchains zu untersuchen, um die Zusammenarbeit zu unterstützen. Es wurde argumentiert, dass Blockchains sowohl die Zusammenarbeit (dh Verhinderung von opportunistischem Verhalten) als auch die Koordination (dh Kommunikation und Informationsaustausch) fördern können. Dank Verlässlichkeit, Transparenz, Nachvollziehbarkeit von Aufzeichnungen und Unveränderlichkeit von Informationen erleichtern Blockchains die Zusammenarbeit auf eine Weise, die sich sowohl von der traditionellen Verwendung von Verträgen als auch von relationalen Normen unterscheidet. Im Gegensatz zu Verträgen verlassen sich Blockchains nicht direkt auf das Rechtssystem, um Vereinbarungen durchzusetzen. Darüber hinaus erfordern Blockchains im Gegensatz zur Verwendung relationaler Normen kein Vertrauen oder direkte Verbindungen zwischen Mitarbeitern.

Blockchain und interne Revision

Externes Video
Videosymbol Blockchain-Grundlagen und Kryptographie , Gary Gensler , Massachusetts Institute of Technology , 0:30

Die Notwendigkeit einer internen Revision zur wirksamen Überwachung der organisatorischen Effizienz erfordert eine Änderung der Art und Weise, wie auf Informationen in neuen Formaten zugegriffen wird. Die Einführung von Blockchain erfordert einen Rahmen, um das Risiko einer Exposition im Zusammenhang mit Transaktionen mit Blockchain zu identifizieren. Das Institute of Internal Auditors hat festgestellt, dass interne Auditoren diese Transformationstechnologie angehen müssen. Neue Methoden sind erforderlich, um Auditpläne zu entwickeln, die Bedrohungen und Risiken identifizieren. Die Studie der Internal Audit Foundation, Blockchain and Internal Audit, bewertet diese Faktoren. Das American Institute of Certified Public Accountants hat aufgrund der Blockchain neue Rollen für Wirtschaftsprüfer skizziert.

Zeitschriften

Hauptartikel: Ledger (Zeitschrift)

Im September 2015 wurde die erste von Experten begutachtete akademische Zeitschrift, die sich der Forschung zu Kryptowährungen und Blockchain-Technologie widmet, Ledger , angekündigt. Die erste Ausgabe wurde im Dezember 2016 veröffentlicht. Die Zeitschrift behandelt Aspekte aus Mathematik , Informatik , Ingenieurwesen , Recht , Wirtschaft und Philosophie , die sich auf Kryptowährungen wie Bitcoin beziehen.

Das Journal ermutigt Autoren, einen Datei-Hash der eingereichten Papiere digital zu signieren , der dann in die Bitcoin-Blockchain mit einem Zeitstempel versehen wird . Autoren werden auch gebeten, auf der ersten Seite ihrer Papiere eine persönliche Bitcoin-Adresse aus Gründen der Nichtabstreitbarkeit anzugeben.

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

Externe Links

  • Medien im Zusammenhang mit Blockchain bei Wikimedia Commons