Beitragsbild Quagga CryptoBlog Blockchain für Einsteiger und Anfänger, als Blackbox einfach erklärt. Was ist eine Blockchain?

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Was ist eine Blockchain

Die Blockchain Technologie:  (Text überspringen – zur Linkliste) Es gibt unzählbar viele Publikationen zur “Block-Kette”  Blog-Artikel, Videos & Postcasts im Netz. Und natürlich Bücher. Alle haben das gleiche Ziel. Sie versuchen Dir die Krypto Technik verständlich zu erklären. Nicht vielen will das gelingen. Warum nur?

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Mein Zugang zur Blockchain

Wie kam’s?

2016 hatte ich mich erstmals mit dem Thema Krypto Mining befasste. Der Grund war, dass ich für meinen überschüssigen Solarstrom eine sinnvolle Anwendung gesucht hatte.  Denn ich hatte eine 10 KW Solaranlage im Ferienhäuschen in Spanien installiert. Als Inselanlage, mit Batterien ausgeführt.

Überschüssiger Solarstrom

Wegen der damals restriktiven Energiegesetzgebung in Spanien hätte ich für eine Einspeisung in das öffentliche Netz Geld bezahlen müssen. Ein Witz. Anyway – ich hatte das Fun-Projekt Solarstrom abgeschlossen. Und suchte Anwendungen um meinen überschüssigen Strom sinnvoll zu verbrauchen.

Im Sommer waren das ca 50 bis 60 KW Überschuss pro Tag. Eine Anwendung war das Haus bei 35-40 Grad Außentemperaturen auf unter 25 Grad zu kühlen. Dies gelang mit 3 Klimaanlagen a 2 KW. Das entspricht ca. 1/3 elektrische Leistung. Da sie nicht durchlaufen mussten brauchte ich ca. 10 KW/Tag zum kühlen.

Lösung – Krypto Mining

40-50 KW hatte ich übrig. Das  entsprach Strom für ca. 15€ / Tag, den ich nicht wegwerfen wollte.  Über stromhungriges Mining von Kryptos hatte ich bereits gelesen. Und ich war sehr  interessiert. Letztlich hatte ich eine kleine Mining Farm mit zunächst 12 Bitmain Equihash Minern für ZEC/ZCash, ZEN/Horizen & Co.. Deren Verbrauch lag bei knapp 3,5 KW/h. Und sie konnten kostenlos 12-14 Stunden am Tag betrieben werden.

 

Von Krypto keine Ahnung

Recherchen waren angesagt. Ich glaube ich habe so ziemlich alles gelesen was ich damals über Kryptos, Bitcoin und Co. in die Finger bekam. Und ich habe an mir gezweifelt. Denn ich hatte erst einmal nichts verstanden. Gar nichts. Es waren aus meiner Einsteigersicht verschwurbelte, technische Texte.

Die mögen für den Studiengang IT-Technik geeignet sein. Nicht aber für jemanden, wie mich, der einfach nur grob wissen will, wie diese Technik in etwa funktioniert. Und wozu man sie einsetzt. Ich wollte keine Blockchain basteln. Aber die Zusammenhänge im Krypto Universum einordnen können.

Zeitweise hielt ich mich für zu doof und zu alt um die Blockchain noch verstehen zu können. Dabei war nur mein Ansatz falsch. Und vielleicht auch der, der Erklärer. Die brillieren und werfen mit jeder Menge Begriffe und Kürzeln um sich. DeFi, Smart Contracts, Ditributed Ledger, Hash-Rate, Difficulty & Co. …

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Die Blockchain verstehen

Prof. Dr. Philipp Sandner ist Leiter des Blockchain Centers an der Frankfurt School of Finance and Management. Er sagt in einem Video Interview auf YouTube, dass er glaubt, dass man mindestens 500 Stunden Lebenszeit investieren muss um die Blockchain zu verstehen.. Tja nu – ist es das wert?

Das kann nur jeder für sich selbst beantworten. Ich denke, dass alle Krypto Interessierte, die sich gut auskennen, diese Zeit – und mehr – tatsächlich investiert haben. Aber um mit der Blockchain umzugehen und sie einzuordnen reichen ein paar Stunden, ein Tag oder als Blackbox, wie hier, auch ein paar Minuten.

 

Die Blockchain Blackbox

Was ist damit gemeint? Du musst nicht die Details einer Sache verstehen um sie zu nutzen. Die wenigsten könnten einen Kühlschrank bauen oder ein modernes Auto warten. Aber wir können fahren, parken und unsere Lebensmittel organisieren. Und wir verstehen wozu das gut ist und wie man es optimal nutzt.

Gleiches ist auch bei technischen IT Themen möglich. Zu Beginn ist es allerdings wichtig die in der Welt befindlichen Fake Infos, Meinungen und dubiosen Glaubenswerte loszuwerden. Also vergiss als Interessierter erst einmal alles, was Du bisher über die Blockchain gehört hast und gleiche das später ab.

Wortbedeutung

Denn wir starten neu und basteln uns eine Blockchain Blackbox. Gehen wir vom Wort aus. Ein Kofferwort aus Block & Chain – also Blöcke in einer Kette. Was soll das sein? Dass Blockchain etwas mit Computern, & Internet etc. zu tun hat weiß inzwischen jeder. Vom Wort her könnten es auch Holzblöcke, Ziegel … sein. 

Aber es sind Datenblöcke. Irgendwelche Informationen, die in Blöcke aufgeteilt und aneinander gereiht wurden. Das kennst Du längst. Schon in den frühen Textverarbeitungen der 1980-iger. gab es Textblöcke. Die konnte man auch als Textbaustein speichern. Und bei Bedarf in einem Schreiben einfügen.

Und dies auch mehrfach und hintereinander. Wer kennt sie nicht, die unsäglichen Behördenschreiben oder Supportantworten mit Textbausteinen. Die zusammen eigentlich eine Kette aus Textblöcken sind. Genau so ist es auch bei einer Blockchain. Daten, die als Block gespeichert sind und aneinander gehängt werden.

Aber das Beispiel hinkt

Denn die Daten eines aus Blöcken zusammen gebastellten Textes können ja jederzeit korrigiert, ergänzt oder umsortiert werden. Je nachdem, welcher Sachverhalt vorliegt und für wen das Schreiben gedacht ist. Das ist bei der Blockchain von der wir hier reden nicht möglich. Denn die Blöcke einer Blockchain sind:

  • chronologisch – ein neuer Block wird immer hinten drangehängt und kann nicht verschoben werden
  • auch ältere Blöcke können nicht verschoben werden
  • Kein Block kann verändert / korrigiert werden

In unserem Beispiel wäre das also eher ein unveränderlicher Musterbrief, der immer gleich ist. Und, bei dem ab und zu unten ein neuer Text (Block) dazu kommt. Der Brief würde immer länger und unverständlich. Was für ein Unfug. Die Blockchain ist mit diesen zusätzlichen Vorgaben für Textverarbeitung jedenfalls ungeeignet.

Wortbedeutung plus Zusatzdefinition

Blockchains bestehen aus einer Abfolge von Datenblöcken. Diese können nicht verändert und nicht verschoben werden. Ab und zu kommt ein Datenblock dazu. Der wird immer hinten angehängt. Alle zusammen bilden die aktuelle Blockchain. Das gilt so lange, bis ein neuer Datenblock anlandet. Der wird hinten angehängt. Und dadurch wird eine noch neuere Blockchain gebildet.

 

Was ist ein Datenblock?

Hab hatte ich mich damals gefragt. Da Blockchains oft mit Kryptowährungen gleichgesetzt werden denkt man, das sind immer Bitcoins oder andere Krypto Coins. Das ist Unsinn und muss nicht so sein. Denn Datenblöcke können alles Mögliche enthalten. Z.B. Informationen zu einem Transportverlauf. Beispiel:

  • Erster Datenblock: “11.12.2021, 6:47 Uhr – Ware hat Lager Hamburg 1 verlassen”
  • Zweiter Datenblock: “11.12.2021, 8:03 Uhr – Ware am Flughafen Hamburg eingetroffen”
  • Dritter Datenblock: “11.12.2021, 8:36 Uhr – Ware in Flug ZH365 verladen”
  • Vierter Datenblock: “11.12.2021, 9:17 Uhr – Abflug Flug ZH365 nach Frankfurt”
  • Fünfter Datenblock: “11.12.2021, 10:26 Uhr – Ankunft Flug ZH365 in Frankfurt”
  • Sechster Datenblock: “11.12.2021, 10:52 Uhr – Ware aus Flug ZH365 entladen”
  • Siebter Datenblock: “11.12.2021, 11:21 Uhr – Ware im Lager Frankfurt eingelagert, Regal 7k564”

Usw. usw. – jedenfalls wird hier klar, dass es Unfug wäre die Daten von älteren Blöcken zu verändern. Denn, dann würden sie nicht mehr den wirklichen Verlauf darstellen und wären – so zu sagen – gelogen. Z.B. wenn man die Zeit im Vierten Datenblock: “11.12.2021, 9:17 Uhr – Abflug Flug ZH365 nach Frankfurt” auf 10:31 ändern würde. Und es wäre seltsam, wenn ein Flug um 10:31 in Hamburg startet obwohl er bereits um  10:26 in Frankfurt gelandet sein soll.

Mit Blöcken Abläufe abbilden

Das Beispiel zeigt, dass Blockchains u.a. gut geeignet sind um logistische Abläufe abzubilden. Aber auch für andere Abläufe. Z.B. Kühlketten. Wann waren wo, wieviel Grad Temperatur? Etc. etc.. Kryptowährungen sind nur eine Anwendung. In diesem Fall sind die Datenblöcke die Ergebnisse schwerer Rechenaufgaben.

Du kannst also nicht einfach neue Kryptos erschaffen und mal schnell einen neuen Datenblock anhängen. Du musst etwas dafür tun. Z.B. eine schwere Rechenaufgabe lösen. Das nennt man Mining. Wenn Du eine Aufgabe gelöst hast stellst Du das Ergebnis den anderen Minern, die auch Kontrolleure sind, vor.

Und die prüfen nach, ob Dein Ergebnis stimmt. Wenn ja, hast Du einen neue Bitcoin geboren. Und Dein Rechenergebnis wird als neuer Block an die bestehende Bitcoin Blockchain angehängt. Unveränderbar und für immer und ewig. Wow.

 

Wie wird das kontrolliert?

Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser. Den Spruch hat sicher jeder schon einmal gehört. Wie kann man sicherstellen, dass keine falschen Blöcke angehängt werden? Oder ältere Blöcke verändert werden. Man braucht einen Schaffner oder mehrere. Am besten ganz viele Kontrolleure, damit es keine Korruption gibt.

Kontrolle neuer Datenblöcke

Beim obigen Beispiel mit der Logistik Blockchain könnte man 3 Lagerarbeiter bestimmen, die alle bestätigen müssen, dass die Ware das Lager Hamburg am 11.12.2021 um 6:47 Uhr verlassen hat. Und, wenn nur einer dagegen stimmt darf dieser Block nicht angehängt werden, bis sie sich einig sind, wieviel Uhr es ist.

Bei nicht von Manipulationen gefährdeten Anwendungen könnte die Uhrzeiterfassung bei Ankunft und Verlassen der Ware bei den Zwischenstationen auch ein BarCode Scanner ziemlich sicher übernehmen. Und so wird es ja auch schon länger gemacht. Bei DHL, UPS, DPD & all den anderen Lieferdiensten.

Kontrolle bei gefährdeten Anwendungen

Geld und Vermögenswerte sind immer gefährdet. Diebstahl, Raub, Betrug. Wie kann die Blockchain sicherstellen, dass Anwendungen, wie Kryptowährungen sicher vor Manipulationen sind? Wer will schon Kryptogeld überweisen, wenn nicht sicher ist, dass es ankommt? Das ganze nennt sich Konsensverfahren.

So, wie man auch im Logistik Beispiel bestimmen könnte, dass immer 3 Personen gleichzeitig die Korrektheit der Anliefer- und Auslieferzeiten durch gemeinsame Bestätigungen kontrollieren könnte man das auch bei Kryptowährungen machen. Je mehr Transaktions Kontrolleure, desto sicherer wird es.

Kontrolle bei Kryptowährungen

Wissen muss man, dass analog zur Überprüfung der Zeiten im Logistikbeispiel, bei Kryptogeld Transaktionen, jede einzelne Transaktion mit Zeitangabe, Betrag etc. als letzter Datenblock an die Blockchain angehängt werden soll. Die Blockchain davor und die Transaktionsdaten müssen überprüft werden.

Netzwerk Teilnehmer, die eine vollständige Kopie der gesamten Blockchain auf ihrem Rechner haben, können mit Prüfungsalgorithmen checken, ob die Blockchain korrekt ist. Oder, ob die Blöcke davor manipuliert wurden. Und, wenn sich alle einig sind, dass die Blockchain korrekt ist, wird die Transaktion verifiziert.

Da die Kontrolleure Speicherplatz und Rechenkapazität verfügbar machen werden sie entlohnt. Das sind die einzigen Gebühren, die bei Überweisungen von einer Kryptowährungsadresse zu einer anderen anfallen. Es braucht keine zentrale Stelle dazwischen, wie eine Bank. Der man vertrauen und, die man bezahlen müsste.

 

Fazit Blockchain

Hey, das war es schon. So easy funktioniert die Blockchain. Für die Techniker ist es sicher nicht so einfach. Jedenfalls kann man zusammenfassend sagen, dass eine Blockchain eine chronologische Aneinanderreihung von Datenblöcken ist. die jeweils letzte Aktion wird hinten angehängt.

Das Ganze wird im Netz von Teilnehmern auf Richtigkeit geprüft. Und bei Übereinstimmung freigegeben. Die Blockchain Technik ist derzeit vor allem aus der Kryptowelt wegen dem Bitcoin bekannt. Aber sie ist für sehr viele andere Bereiche, bei denen kein Mittelsmann benötigt wird, einsetzbar.

Z.B. Logistik, dezentralisierte Finanzverwaltung, Leistungserbringung via Smart Contracts inkl. Accounting, Payment, Wartung etc. Behördenabläufe, Industrie 4.0 Prozesse, Mobilität, Medizin, Lieferketten, Kühlketten, Spiele, Unterhaltung, MetaVersen, Internet der Dinge, Streaming, virtuelle Objekte und noch viel mehr.

 

Nachlieferung – Blockchain Begriffe

Ich habe ganz bewusst darauf verzichtet die Blockchain mit wichtigen, aber genau so unbekannten Begriffen zu erklären, die im Zusammenhang mit der Blockchain stehen. Denn das würde nur neue Fragen aufwerfen. So ergeben sie sich, wie von selbst. Aus den Beispielen ersiehst Du, dass die Blockchain:

  • dezentral ist (mehrere Teilnehmer verwalten die Blockchain mit identischen Kopien aller Vorgänge)
  • sicher ist (die Teilnehmer kontrollieren die Richtigkeit der neuesten Blockchain)
  • Peer to Peer ist (Transaktionen z.B. Kryptogeld laufen ohne Dritte, wie Banken zwischen Usern direkt ab)
  • Smart Contract-fähig (in der Blockchain abgelegte Prozeduren können ohne Dritte abgewickelt werden.)

 

Was fehlt der Blockchain Technologie?

Der Hype um die Blockchain verführt dazu zu vermuten, dass alles via Blockchain möglich sein wird. Das ist nicht der Fall. Denn eine große Schwäche gibt es. Die Anbindung an den Menschen und das wirkliche Leben. Nicht immer ist es sinnvoll auf einen Mittelsmann zu verzichten. Klar dem muss man vertrauen können.

Aber der kann Dinge tun und Services leisten, die nur via Blockchain nicht funktionieren würden. So werden neben reinen Blockchain Lösungen auch zukünftig für manche Prozesse zentrale Instanzen erforderlich sein. Dies betrifft vor allem Dienstleistungen. Auch hybride Modelle – sowohl als auch – sind denkbar.

Was wir in jedem Fall brauchen werden ist eine vernünftige Regulierung für Kryptowährungen & Smart Contracts. So, wie in der analogen Welt ja auch.  Betrügereien erfolgen durch Menschen, nicht durch Blockchain. Die ist sicher. Zentralen Kryptobörsen und der eigene Computer, eher nicht..

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Links zur Blockchain

Anders als zu meinen Anfängen 2016 gibt es heute sehr gute Erklärungen zur Blockchain. Und vor allem zu ihren Bedeutung für die Welt und ihre Einsatzbereiche. Da die Auswirkungen gigantisch sind ist es für uns alle elementar die Blockchain einordnen zu können. Dazu musst Du kein Techniker sein.

Du kannst ja auch kein iphone oder Android Handy bauen. Aber Du kannst es nutzen. Also lass Dich nicht von eitlen Erklärern und  Sebstdarstellern, die gar nicht verstanden werden wollen, einschüchtern. Hier die aus meiner Sicht heute hilfreichen Texte und Videos. Viel Vergnügen. 

Blog & Wiki Beiträge zum Thema Blockchain

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