Was ist eine Blockchain und wie funktioniert sie?

Eine Blockchain ist ein gemeinsames digitales Register von Transaktionen, das auf viele unabhängige Computer kopiert und in Blöcken gebündelt wird. Jeder Block ist kryptografisch mit dem vorherigen verknüpft, sodass frühere Einträge kaum verändert werden können, ohne dass es alle bemerken. Statt einem Unternehmen die Buchführung anzuvertrauen, folgen die Teilnehmer gemeinsamen Regeln, um sich darauf zu einigen, welche Transaktionen gültig sind und in welcher Reihenfolge.

Diese Idee – ein Register, das niemandem gehört, aber von allen überprüft werden kann – macht Kryptowährungen wie Bitcoin erst möglich. Sie ist auch die Grundlage für Smart Contracts, Stablecoins und Tokens. Wer die Grundmechanik versteht, kann dem Rest der Kryptowelt viel leichter folgen.

Die Bausteine: Transaktionen, Blöcke und Hashes

Eine Transaktion ist eine Anweisung wie „sende 0,1 Coins von Adresse A an Adresse B“. Sie wird mit dem privaten Schlüssel des Absenders signiert. Das beweist, dass der Eigentümer zugestimmt hat, ohne den Schlüssel selbst offenzulegen. Unser Ratgeber zu öffentlichen und privaten Schlüsseln erklärt, wie das Signieren funktioniert.

Transaktionen werden in einem Block gesammelt. Jeder Block enthält eine Gruppe von Transaktionen, einen Zeitstempel und einen Hash des vorherigen Blocks. Ein Hash ist ein kurzer digitaler Fingerabdruck, den eine mathematische Funktion erzeugt: Ändert man auch nur ein Zeichen der Eingabe, ändert sich der Fingerabdruck vollständig. Unser Artikel Was ist Kryptowährung? So funktioniert digitales Geld vertieft diesen Punkt.

Da jeder Block den Hash des vorherigen enthält, bilden die Blöcke eine Kette. Würde jemand eine alte Transaktion ändern, änderte sich der Hash dieses Blocks. Damit risse die Verbindung zum nächsten Block, zum übernächsten und so weiter bis zur Gegenwart. Jede ehrliche Node würde die veränderte Version sofort ablehnen.

Nodes: viele Kopien desselben Registers

Eine Node ist ein Computer, auf dem die Software der Blockchain läuft. Full Nodes laden die gesamte Historie herunter und prüfen jede Transaktion und jeden Block eigenständig anhand der Regeln: Ist die Signatur gültig? Besitzt der Absender das Geld wirklich? Ist der Block korrekt aufgebaut? Unser Artikel Was ist Kryptowährung? Ein verständlicher Einstieg vertieft diesen Punkt.

Da bei einer öffentlichen Blockchain jeder eine Node betreiben kann, gibt es keinen einzelnen Server, den man abschalten oder bestechen könnte. Geht eine Node offline oder lügt sie, ignorieren die anderen sie einfach. Das meint man, wenn man eine Blockchain „dezentral“ nennt – auch wenn der Grad der Dezentralisierung zwischen Netzwerken stark schwankt. Ausführlicher behandeln wir das in Was ist eine Blockchain? Einfach erklärt.

Konsens: Wie sich das Netzwerk einigt

Nodes brauchen ein Verfahren, um sich auf den nächsten Block zu einigen, besonders wenn zwei gültige Blöcke gleichzeitig auftauchen. Dieser Prozess heißt Konsens. Die beiden häufigsten Ansätze sind:

Beide Verfahren machen das Umschreiben der Historie extrem teuer. Um vergangene Blöcke zu ändern, müsste ein Angreifer die Mehrheit der Mining-Leistung oder des gestakten Werts kontrollieren – ein Szenario, das als 51-%-Angriff bekannt ist. In großen Netzwerken ist das praktisch unmöglich, in kleinen ist es schon vorgekommen. Mehr dazu in Proof of Work erklärt und Proof of Stake erklärt.

So durchläuft eine Transaktion die Blockchain

Das passiert, wenn du Krypto aus deiner Wallet sendest:

1. 1Deine Wallet erstellt die Transaktion und signiert sie mit deinem privaten Schlüssel.
2. 2Die signierte Transaktion wird an Nodes übertragen, die sie prüfen und in einem Wartebereich namens Mempool halten.
3. 3Ein Miner oder Validator wählt Transaktionen aus – meist bevorzugt solche mit höheren Gebühren – und packt sie in einen neuen Block.
4. 4Der Block wird im Netzwerk verteilt, und die Nodes prüfen ihn, bevor sie ihn in ihre Kopie des Registers aufnehmen.
5. 5Je mehr Blöcke darauf folgen, desto schwerer lässt sich die Transaktion rückgängig machen. Das nennt man Bestätigung, und viele Dienste warten mehrere Bestätigungen ab, bevor sie eine Zahlung als endgültig betrachten.

Du kannst das mit einem Block-Explorer selbst verfolgen, einer Website, die das öffentliche Register anzeigt. Unser Ratgeber, wie du einen Block-Explorer nutzt, zeigt dir, wie es geht.

Wofür Blockchains gut sind (und wofür nicht)

Blockchains glänzen, wenn Menschen, die einander nicht vertrauen, ein gemeinsames Register brauchen, das niemand heimlich ändern kann:

• Digitales Geld, das ohne Bank weltweit versendet werden kann.
• Tokens, die Vermögenswerte abbilden – von Stablecoins bis zu tokenisierten Fonds.
• Smart Contracts: Programme, die genau so ausgeführt werden, wie sie geschrieben sind, etwa für Kredite und Handel.
• Öffentliche Prüfpfade, bei denen Transparenz der eigentliche Zweck ist.

Schlecht geeignet sind sie, wenn es bereits einen vertrauenswürdigen Betreiber gibt und Geschwindigkeit wichtiger ist als Offenheit. Eine herkömmliche Datenbank ist schneller, günstiger und leichter zu korrigieren, wenn Fehler passieren. Blockchains haben zudem echte Nachteile: begrenzter Durchsatz, Gebühren, die bei hoher Nachfrage stark steigen, und Fehler, die sich meist nicht rückgängig machen lassen. Viele „Blockchain“-Projekte in Unternehmen hätten gar keine gebraucht. Weiterlesen: ICO vs. IEO vs. IDO.

Risiken und verbreitete Irrtümer

• „Auf der Blockchain“ heißt nicht wahr oder sicher. Eine Blockchain zeichnet jede gültige Transaktion getreu auf, auch Betrug. Dass ein Token on-chain existiert, sagt nichts darüber, ob er seriös ist.
• Transparenz ist keine Privatsphäre. Auf den meisten Blockchains ist jede Transaktion öffentlich. Adressen sind pseudonym, lassen sich aber oft echten Identitäten zuordnen.
• Unumkehrbarkeit wirkt in beide Richtungen. Sendest du Geld an die falsche Adresse oder signierst eine schädliche Transaktion, gibt es meist niemanden, den du anrufen kannst.
• Die Dezentralisierung variiert. Manche Netzwerke werden von einer Handvoll Validatoren betrieben oder können von einer Stiftung pausiert werden. Prüfe das, bevor du annimmst, eine Chain sei so dezentral wie Bitcoin.

Fazit

Eine Blockchain ist ein gemeinsames Register, das von vielen unabhängigen Computern geführt, kryptografisch verkettet und über einen Konsensprozess aktualisiert wird, der Betrug teuer macht. Sie ist ein starkes Werkzeug für offene, überprüfbare Buchführung, macht die darauf aufgebauten Projekte aber nicht vertrauenswürdig. Prüfe vor der Nutzung eines Coins oder Tokens die offiziellen Angaben und Live-Daten, zum Beispiel auf seiner Seite in unserer Liste der Kryptowährungen, und denk daran, dass die Chain deine Fehler genauso getreu festhält wie deine Erfolge.