Blockchain-Technologie einfach erklärt – Definition & Anwendungen

Was ist Blockchain-Technologie und was kann die Blockchain überhaupt? Hier erfahren Sie, was Sie zum Thema Wissen müssen – die Grundlagen, die Funktionsweise und die Anwendungsbereiche von Blockchain in einer einfachen Erklärung!

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Der Begriff in Kürze: Blockchains (übersetzt „Blockketten“) sind transparente Datenbanken, die in verteilt dezentralen Netzwerken auf allen teilnehmenden Rechnern gespiegelt werden. Ihre Information ist in Blöcken zusammengefasst und abgespeichert.

Eine ausführlichere Definition findet sich auf Chip.de: „Eine Blockchain ist eine Datenbank. Sie enthält Transaktionsdatensätze und wächst stetig. Der Clou: Die Blockchain stellt ein webbasiertes, öffentliches und dezentralisiertes Buchhaltungssystem dar. Das heißt: Jeder Computer, der Teil des Netzwerks ist, verwaltet eine vollständige Spiegelung der Blockchain.“

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Was sind verteilt dezentrale Netzwerke und was macht sie so besonders?

Um diese Frage zu klären, hilft ein Blick auf die Geschichte des größten Netzwerks der Welt – des Internets. Für die breite Masse interessant wurde dieses Anfang der 1970er Jahre durch die Erfindung der E-Mails beziehungsweise Ende der 1980er Jahre durch die Erfindung der WWW-Software (sprich: des World Wide Web). Die Netzwerkstruktur war damals im Vergleich zu heute jedoch noch relativ flach: Es gab nur einzelne Server, auf die viele User zugriffen. Man spricht vom zentralisierten Netzwerk.

Schon deutlich komplexer wurde es dann durch Web 2.0, also zum Beispiel durch das Aufkommen von Suchmaschinen wie Google. Immer mehr Unternehmen und Plattformen brachten eigene Server ins Spiel, auf die Nutzer nach Gutdünken zugreifen konnten. Neben Kommunikation ging es jetzt zunehmend auch um Interaktion – nicht zuletzt durch die Erfindung sozialer Plattformen und damit Web 3.0. Dezentralisierte Netzwerke waren entstanden.

Blockchain-Technologie basiert nun auf der dritten und neuesten Generation von Netzwerken, nämlich auf verteilt dezentralisierten Netzwerken. Hier stehen Transaktionen im Vordergrund – egal ob von Kryptowährungen, Aktien, Dokumenten, Waren oder anderen Objekten. Sobald man Teil des Netzwerks wird, verwaltet man eine vollständige Spiegelung der Blockchain. Alle Anwender können so zu jedem Zeitpunkt sehen, welche Transaktionen stattfinden, wem wann welches Asset gehörte, welche Transaktionshistorien bestimmte Objekte haben und so weiter.

Weiß im verteilt dezentralen Netzwerk dann jeder wer ich bin?

Öffentliche verteilt dezentrale Netzwerke arbeiten mit asymmetrischer Verschlüsselung. Jeder Teilnehmer hat dabei einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel. Sendet Partner A nun eine Transaktion, so wird diese mit dem öffentlichen Schlüssel von Partner B enkodiert. Partner B kann die empfangene Transaktion dann mit seinem privaten Schlüssel entschlüsseln. In öffentlich dezentralen Netzwerken kennt jeder Teilnehmer den anderen also nur mit dem jeweiligen öffentlichen Schlüssel. Es ist letztendlich niemandem klar, wer tatsächlich dahintersteckt. Diese Tatsache ist übrigens auch der Grund dafür, warum Blockchain-Systeme besonders im Darknet und in illegalen Kreisen so beliebt sind.

Wie laufen Transaktionen ab und wie kommt der Begriff „Blockchain“ ins Spiel?

Bei Transaktionen in verteilt dezentralisierten Netzwerken braucht es keine Intermediären, also Mittelsleute wie Banken, Regierungen oder andere kontrollierende Instanzen, die Geschäftsvorgänge möglicherweise zu eigenen Gunsten beeinflussen könnten. Sicherheit erlangen die Transaktionspartner dadurch, dass alle Transaktionsdaten im System festgehalten werden und kontinuierlich einsehbar sind. Für jedes Objekt ist also gespeichert, wer es wann besessen hat. Nur wenn alle Transaktionshistorien der betreffenden Assets schlüssig und stimmig sind, kann der Überweisungsvorgang erfolgreich durchgeführt werden.

Wie Transaktionen auf Basis von Blockchain-Technologie funktionieren, lässt sich besonders schön am Beispiel des Bitcoin erklären. So laufen sie ab:

• 1. Partner A will Partner B einen bestimmten Wert Bitcoins transferieren. Dazu gibt er den entsprechenden Überweisungsbefehl.

• 2. Die Transaktion wird vom System gemeinsam mit weiteren Transaktionen zu einem sogenannten Block zusammengefasst.

• 3. Der neu entstandene Block wird vom System erkannt und bekommt zur Identifikation einen eineindeutigen Hashcode zugewiesen. Diese Codes sind so aufgebaut, dass man theoretisch mehr unterschiedliche Zeichenfolgen bilden könnte, als es Atome gibt.

• 4. Sogenannte Miner, also Netzwerkmitglieder mit einer besonderen Funktion, versuchen nun, die Blocks zu verifizieren – also nachzuweisen, dass alle Transaktionshistorien innerhalb eines Blocks stimmig sind. Dazu braucht es eine hohe Rechenleistung (und somit auch eine Menge elektrischer Energie).

• 5. Das Netzwerk erkennt die Verifizierung des Miners an, bestätigt sie und gibt den Block frei. Die Transaktion ist vollzogen.

• 6. Der Miner sucht sich einen nächsten wartenden Block und versucht, ihn als erster zu verifizieren. Dafür bekommt er zur Belohnung Kryptowährung

In diesem Video erklärt das Institute for the Future (IFTF) das Grundprinzip von Blockchain-Technologie – ansprechend aufbereitet und super erklärt!

Man spricht hier vom sogenannten Konsensusverfahren Proof of Work. Dieses ist das derzeit am häufigsten genutzte Konsensusverfahren in Blockchain-Mechanismen. Danach werden Miner belohnt, die einen Block als erste verifiziert haben. Proof of Work ermöglicht so gewissermaßen eine Win-win-Situation: Das System bekommt die zur Bestätigung von Transaktionen benötigte Rechenleistung von den Minern gestellt und die Miner selbst verdienen Bitcoins (oder eine andere Kryptowährung).

Das Proof-of-Stake-Verfahren wiederum spielt derzeit vor allem bei der zweitpopulärsten Kryptowährung, Ethereum, eine Rolle. Hier wird das Mining-Volumen an das Besitzvolumen der Kryptowährung geknüpft. Hält ein Teilnehmer beispielsweise 2 % aller Ethereums, muss er die notwendige Rechenleistung bereitstellen, um auch 2 % aller Mining-Aufträge erledigen zu können. Zwar gibt es für den Miner keinen gesonderten Verdienst, wenn er die Formel eines Blocks gelöst hat, Proof-of-Stake-Währungen sind jedoch nicht selten sehr viel kosteneffizienter als Proof-of-Work-Währungen.

Welche Vorteile bietet Blockchain?

Im Vergleich zu traditionellen Netzwerken bieten verteilt dezentralisierte Netze unschlagbare Vorteile. Diese sind die vier wichtigsten:

• Transparenz: Alle Transaktionshistorien sind immer für jedes Netzwerkmitglied einsehbar. Das Risiko, bei Transaktionen von undurchsichtigen Geschäftspartnern über den Tisch gezogen zu werden, ist damit relativ gering. Unsaubere Überweisungen verhindert das System durch die Verschlüsselung von Blöcken mit mathematisch ausgefeilten Formeln und durch ein entsprechendes Verifizierungssystem.

• Fälschungssicherheit: Die Transaktionshistorien sind nachträglich nicht veränder- oder beeinflussbar. Eine Zensierung liegt somit außerhalb des Möglichen.

• Direkter Kontakt: Bei Transaktionen gibt es keine Mittelsmänner mehr, die Geschäftspartner haben unmittelbaren Kontakt miteinander. So wird unter anderem vermieden, dass wenige Intermediäre, wie zum Beispiel Kreditinstitute, die Regeln für Finanztransaktionen bestimmen und gegebenenfalls sogar zu den eigenen Gunsten beeinflussen.

In diesem Video beschreibt das World Economic Forum welche disruptiven Veränderungen sich durch Blockchain-Technologie ergeben können – auch in der Logistik.

• Verschlüsselung: Eine asymmetrische Verschlüsselung macht Blockchain-Technologien sicher. Netzwerkmitglieder in öffentlich zugänglichen Netzen können dank ihr anonym agieren und die Daten sind geschützt.

Warum erleben Blockchain-Technologien momentan so einen Hype?

Dafür, dass Blockchains derzeit in aller Munde sind – nicht zuletzt in der Logistik und im Supply Chain Management – ist der Bitcoin wesentlich mitverantwortlich. Das System der Kryptowährung funktioniert nur auf der Grundlage von Blockchains. Ehemals notwendige Mittelsmänner – zum Beispiel Kreditinstitute – werden von verschiedenen Konsensusverfahren abgelöst.

Warum der Hype um Blockchains im Moment so groß ist, lässt sich mit der stark gestiegenen Nachfrage nach Bitcoins und der daraus resultierenden Wertsteigerung erklären. Derzeit bekommt man laut Finanzen.net für einen Bitcoin immerhin rund 11.400 Euro – Tendenz steigend.

Exkurs: Wer hat's erfunden?

Der Gründer der weltbekannten Kryptowährung ist nur unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto bekannt. Welche Frau, welcher Mann oder welche Gruppe sich konkret dahinter versteckt, ist unklar. Wie der Businessinsider berichtet, gab es zwischenzeitlich schon Mutmaßungen und Gerüchte, Elon Musk könne der Erfinder sein – klare Ansatzpunkte gibt es bis heute jedoch nicht.

Wie kann Blockchain die Logistik revolutionieren?

Zunehmend wollen von den Vorteilen der Blockchain-Technologien auch Unternehmen intern profitieren. Neben öffentlich zugänglichen Netzwerken treten deshalb auch immer mehr Enterprise Blockchains in Erscheinung. Der zentrale Unterschied: In innerbetrieblichen Blockchain-Systemen sind die Teilnehmer nicht anonym.

Das sind die wichtigsten Anwendungsbereiche in der Logistik und im Supply Chain Management:

• 1. Dokumentenmanagement: Durch die Etablierung papierloser Prozesse kann man vor allem die Distributionslogistik effizienter gestalten – etwa das Konossement in der Schifffahrt. In einer entsprechenden Blockchain-Cloud hat jeder Beteiligte stets Zugriff auf alle relevanten digitalisierten Dokumente und Unternehmen können Änderungen und Löschungen aktiv steuern. Während hochsensible Daten in herkömmlichen Cloud-Systemen nicht selten ungefiltert an den Provider oder an Dritte gelangen, sorgt die asymmetrische Verschlüsselung in Blockchains jederzeit für höchste Sicherheit.
  
  Wie das Onlineportal Coindesk berichtet, testen IBM und Maersk gerade eine solche Anwendung. Damit wollen die Projektpartner nicht nur papierlose Prozesse in größerem Stil als bisher etablieren, sondern auch Versandbetrug bekämpfen.

• 2. Tracking and Tracing: Immer wissen, wo was wann ist – auch dieses Vorhaben kann Blockchain-Technologie in die Tat umsetzen. Microsoft arbeitet derzeit an einer Lösung, die Standortdaten sowie Informationen zur Beschaffenheit von Ware in Echtzeit an jedes Mitglied der Supply Chain weiterleiten können soll. Die Ziele: Bessere Planbarkeit und höhere Effizienz beziehungsweise Kosteneinsparung in der Beschaffung, der Fertigung und der Distribution.

• 3. Bezahlung und Finanzen: Revolutionäre Verbesserungen durch Blockchains versprechen sich auch Verantwortliche im Procurement. Sogenannte Smart Contracts, also in der Blockchain programmierte Verträge, sind durch Software interpretierbar und sorgen selbst für ihre Einhaltung. Je nach Wunsch kann man sie mit bestimmten Trigger Events versehen, zum Beispiel „erhöhe die Vertragssumme um XY Euro, wenn der Börsenkurs von Firma Z mehr als 2 % steigt“. Tritt das Ereignis ein, werden entsprechende Anpassungen automatisch vorgenommen.

Laut einer Studie von Camelot Management Consultants könnten Smart Contracts Purchase-to-pay-Prozesse durch vollständige Automatisierung künftig quasi überflüssig machen.

Jenseits des Hypes – Das Potenzial der Blockchain-Technologie

Netzwerk-Trends 2018 – Blockchain, NB-IoT und virtuelle Netzwerke

Weiterführende Quellen

Wer sich noch tiefergehend mit Blockchain-Technologien und den entsprechenden Anwendungsmöglichkeiten in der Logistik beschäftigen möchte, der wird hier fündig:

• Auf der Website von Chainstep finden Interessierte eine Auflistung zahlreicher Blockchain-Projekte, die derzeit im Bereich Supply Chain Management für Effizienzsteigerungen und Kosteneinsparung sorgen sollen.

• In „Blockchain Grundlagen. Eine Einführung in die elementaren Konzepte in 25 Schritten“ von Daniel Drescher werden die technischen Strukturen hinter Blockchains ausführlich erklärt. Der Leser erfährt noch einmal detailliert, was Blockchains sind, wofür sie genutzt werden, wie sie funktionieren und was sie so erfolgreich macht.

• Auf Tradeblock kann man Bitcoin-Transaktionen live verfolgen – eine spannende Möglichkeit, echte Hashs zu sehen und zu erfahren, wie viele Transaktionen gerade stattfinden. Ein Klick auf einen beliebigen Hash liefert noch detaillierte Informationen zur Transaktion.

Ihre Meinung interessiert mich! Welche Aspekte des Themas „Blockchain in der Logistik“ sind für Sie noch unbeantwortet geblieben? An welchen Punkten wollen Sie noch einmal tiefergehende Informationen? Helfen Sie mir dabei, den Text noch besser zu machen, indem Sie kommentieren! Ich freue mich auf Ihre Anregungen.

Dieser Beitrag stammt von unserem Partnerportal Maschinenmarkt.de.

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