Blockchain ohne Fachchinesisch
Eine Blockchain ist ein Kassenbuch, das viele gleichzeitig führen. Wer darin nachträglich etwas ändert, fällt sofort auf.
Lernziel: Nach dieser Lektion kannst du in eigenen Worten erklären, was eine Blockchain ist und warum sich Einträge darin nicht unbemerkt ändern lassen.
Denk an ein Dorf, in dem jeder ein gleiches Heft führt. Jede Zahlung wird laut ausgerufen, und alle schreiben sie auf. Fälscht später jemand eine Seite in seinem Heft, fällt das auf, weil hunderte andere Hefte etwas anderes sagen.
Blöcke und Fingerabdrücke
So arbeitet eine Blockchain, nur mit Rechnern. Die Einträge werden in Blöcken gesammelt, und jeder Block enthält eine Art Fingerabdruck des vorherigen. Ändert jemand einen alten Eintrag, ändert sich dieser Fingerabdruck, und die ganze Kette dahinter passt nicht mehr.
Wer den nächsten Block anhängt
Damit nicht alle gleichzeitig schreiben, gibt es eine Regel, wer den nächsten Block anhängen darf. Bei Bitcoin kostet das sehr viel Rechenarbeit. Bei anderen Systemen muss man eigenes Geld als Pfand hinterlegen und verliert es, wenn man betrügt.
Sicherheit durch Offenheit
Die Sicherheit kommt also aus der Offenheit. Alle sehen alles, deshalb fällt Schummeln auf. Eines kann die Blockchain allerdings nicht: prüfen, ob das, was eingetragen wurde, in der echten Welt stimmt.
Der Fingerabdruck heißt Hashwert. Eine Hashfunktion macht aus beliebigen Daten eine Zeichenfolge fester Länge. Ändert sich auch nur ein Buchstabe in den Daten, kommt eine völlig andere Zeichenfolge heraus, und zurückrechnen lässt sich das nicht. Weil jeder Block den Hashwert des vorherigen enthält, müsste ein Fälscher nach einer Änderung alle folgenden Blöcke neu berechnen.
Proof of Work
Bei Proof of Work besteht die Arbeit darin, einen Block zu finden, dessen Hashwert unter einer bestimmten Grenze liegt. Das geht nur durch Ausprobieren, Milliarden Mal pro Sekunde. Ob jemand die Lösung gefunden hat, lässt sich dagegen in einem Augenblick prüfen. Wer die Kette fälschen will, bräuchte deshalb mehr Rechenleistung als der ganze Rest des Netzes zusammen. Bei Proof of Stake ersetzt hinterlegtes Geld die Rechenarbeit. Wer nachweislich betrügt, verliert sein Pfand.
Das Orakelproblem
Eine wichtige Grenze heißt Orakelproblem. Die Blockchain garantiert, dass ihre Einträge zueinander passen und nicht verändert wurden. Ob sie wahr sind, weiß sie nicht. Trägt jemand ein, dass ihm ein Grundstück gehört, ist dieser Eintrag fälschungssicher, aber deshalb noch lange nicht richtig. Jede Anwendung, die etwas aus der echten Welt abbilden soll, braucht deshalb eine vertrauenswürdige Quelle für die Daten. Das Vertrauensproblem ist dann nicht gelöst, es sitzt nur an einer anderen Stelle.
Zusammenfassung
- Jeder Block trägt den Fingerabdruck des vorherigen, deshalb fällt jede Änderung auf.
- Die Sicherheit kommt daher, dass alle alles sehen.
- Die Kette garantiert, dass nichts verändert wurde, aber nicht, dass es stimmt.
Hast du es verstanden?
Warum lässt sich ein alter Eintrag nicht unbemerkt ändern?
Weil jeder Block den Hashwert des vorherigen enthält. Eine Änderung würde alle folgenden Blöcke ungültig machen.
Was unterscheidet Proof of Work von Proof of Stake?
Beim einen sichert Rechenarbeit die Kette, beim anderen hinterlegtes Geld, das man bei Betrug verliert.
Was ist das Orakelproblem?
Eine Blockchain kann sichern, dass ihre Einträge nicht verändert wurden, aber nicht prüfen, ob sie mit der Wirklichkeit übereinstimmen.
Verstehens-Check
Aufgabe für dich
Erkläre einer Freundin oder einem Freund in drei Sätzen, warum sich ein Eintrag in der Mitte einer Blockchain nicht unbemerkt ändern lässt. Du kannst das Bild vom Dorf mit den gleichen Heften nutzen oder ein eigenes finden. Schreibe dazu auf, was die Blockchain nicht prüfen kann.
Quellen und Weiterlesen
- Das Original-Whitepaper von Satoshi Nakamoto, das Proof of Work und die Verkettung von Blöcken über Hashwerte beschreibt. Quelle ansehen ↗