Das Blockchain Wörterbuch

Die Blockchain Welt ist ein sich schnell entwickelndes Universum, welches seine eigenen Fachbegriffe hervorbringt. Für Einsteiger ist es oft nicht leicht hier durchzublicken. Unser Wörterbuch führt die wichtigsten Begriffe auf!

Asymmetrische Kryptographie

Die asymmetrische Kryptographie wird auch als Public-Key-Kryptographie bezeichnet. Bei der asymmetrischen Kryptographie kommen stets zwei einander ergänzende Schlüssel (Schlüsselpaar) zum Einsatz: Der Private Key (private Schlüssel) und der Public Key (öffentlicher Schlüssel). Der öffentliche Schlüssel wird der Allgemeinheit zur Verfügung gestellt, der private Schlüssel wird jedoch geheim gehalten. Die Blockchain nutzt die asymmetrische Kryptographie für das Identifizieren von Konten (mithilfe des Public Keys) und das Autorisieren von Transaktionen (mithilfe des Private Keys). Zu jedem Account in einer Blockchain gehört ein privater und ein öffentlicher Schlüssel, die zusammengehören. Die mit einem Schlüssel verschlüsselten Daten können nur mit dem dazugehörigen anderen Schlüssel entschlüsselt werden.

51 % Attacke

Hierbei handelt es sich um eine organisierte Attacke und Übernahme eines Blockchain-Netzwerks durch eine Gruppe oder Entität mit enormer Rechenleistung (z.B. das Bitcoin-Netzwerk), mit dem Ziel, mindestens 51% der mining power und damit den Konsensus der dezentralen Community zu kontrollieren. Somit könnte diese zusammengeschlossene Mehrheit der Miner nun darüber entscheiden, welche Transaktionen genehmigt werden und welche nicht. Dieser Prozess kann auch dazu führen, dass diese Miner, die nun die Kontrolle über das Netzwerk haben, ihre Coins mehrfach ausgeben können (siehe double spending). Für eine 51% Attacke im Bitcoin-Netzwerk benötigt man eine enorme Rechenkraft, weshalb sie zwar möglich, jedoch unwahrscheinlich ist, da die Attacke unverhältnismäßig aufwändig wäre. Vereinfacht ausgedrückt, würde eine 51%-Attacke ein verborgenes Element der Zentralität in das dezentrale System bringen, um so die Mehrheit der Stimmrechte zu erlangen.

Altcoin

Ein Altcoin ist eine Kryptowährung und eine Alternative zu Bitcoin. Es gibt momentan über 1500 verschiedene Altcoins, wie z.B. Litecoin, Ether oder Ripple und es entstehen täglich neue.

Bitcoin

Die bekannteste Kryptowährung. Bitcoin wurde von Satoshi Nakamoto im Jahre 2009 als alternatives Zahlungsmittel programmiert, um dritte Parteien (auch Intermediäre genannt), wie z.B. Banken, aus dem Transaktionsprozess herauszunehmen. Satoshi Nakamoto hat ein spieltheoretisches Problem (Byzantinisches Theorem) gelöst, in dem er alle Netzwerkteilnehmer belohnt, die sich an die Regeln halten und diejenigen bestraft, die gegen das Protokoll verstoßen. So wird durch das Eigeninteresse der Netzwerkteilnehmer das ganze Netzwerk geschützt. Die Anzahl an minebaren Bitcoins ist begrenzt (21 Millionen), was bedeutet, dass ein Zeitpunkt kommen wird, in dem keine neuen Bitcoins mehr ausgeschüttet werden. Man rechnet damit, dass dieser Zeitpunkt im Jahr 2140 eintreten wird. Es gibt allerdings auch Kryptowährungen, dessen Umlaufmenge an Coins aktuell nicht begrenzt ist (Ether).

Block

Eine Blockchain setzt sich aus einer theoretisch unendlichen Anzahl an chronologisch aneinandergereihten Blöcken zusammen. In einem einzelnen Datenblock sind ein oder meist viele Transaktionsdaten enthalten, sowie der kryptographische Hash des vorhergehenden Blocks. So entsteht eine Kette von voneinander abhängigen Blöcken, was die Manipulierbarkeit erheblich erschwert. Um Blöcke zu generieren, müssen Miner Transaktionen zwischen Netzwerteilnehmern validieren und der Blockchain hinzufügen. Das Eintragen eines neuen Blocks in die Blockchain-Datenstruktur durch das Lösen eines Hashpuzzles wird als Mining oder Block-Mining (vom englischen to mine = schürfen) genannt (siehe Mining). Pro Block erhält ein Miner eine festgelegte Belohnung in Form der Währung der jeweiligen Blockchain (z.B. Bitcoin).

Blockchain

Die Blockchain ist eine vielfache redundant gespeicherte Datenbank für Transaktionen und damit ein sehr fälschungssicheres Speichermedium. Diese Daten werden in aneinandergereihten Blöcken, auf allen teilnehmenden Netzwerkknoten (siehe Nodes) gespeichert, was die Manipulation der Daten erheblich erschwert (siehe 51%-Attacke). Transaktionen auf der Blockchain werden durch einen speziellen Konsens-Mechanismus bestätigt und mittels Kryptographie verschlüsselt. Blockchain ist die zugrundeliegende Technologie der Kryptowährung Bitcoin. Es gibt jedoch viele unterschiedliche Blockchains, die verschiedenen Zwecken dienen. Sobald eine Information zur Blockchain hinzugefügt wird, ist sie sehr schwer zu verändern.

Blockchain – Öffentlich

Die ursprüngliche von Satoshi Nakomoto entwickelte Bitcoin-Blockchain ist eine öffentliche Blockchain. Jeder kann an ihr teilnehmen und benötigt keine spezielle Berechtigung - sie ist genehmigungsfrei und anonym. Alle Knoten haben Leserechte, als auch Rechte, neue Transaktionen zu erstellen. Öffentliche Blockchains, die für Kryptowährungen verwendet werden, weisen dadurch eine sehr hohe Anzahl an Nodes (Netzwerkknoten) auf. Diese hohe Anzahl an Netzwerkteilnehmern ermöglicht einerseits die Dezentralisierung und Sicherheit des Netzwerkes, bedingt andererseits jedoch auch die teilweise langen Transaktionszeiten.

Blockchain – Privat/ Konsortial

Im Gegensatz zu öffentlichen Blockchains, bilden in privaten Blockchains eine geringere Anzahl an bekannten und autorisierten Teilnehmern das Netzwerk. Bei dieser Blockchainvariante werden im Vorfeld ausgewählte Gruppen an Anwendern definiert und erhalten einen Zugang zu dem geschlossenen Netzwerk (z.B. Branchennetzwerke). Dies ermöglicht schnelle Transaktionen, jedoch existieren hier die Grundsätze der originalen Blockchaintechnologie nicht mehr: nämlich Dezentralisierung und Anonymität. Architektonisch wird hier versucht, ein verborgenes Element der Zentralität einzuführen.

Block Reward

Dies ist die Belohnung, die ein Miner dafür erhält, dass er einen Block zur Blockchain hinzugefügt hat. Diese Belohnung kommt in Form von Coins, was auch dazu führt, dass neue Coins generiert und in den Umlauf gebracht werden. Das Bitcoinsystem ist so eingerichtet, dass es eine limitierte Anzahl an schürfbaren Bitcoins gibt (21 Millionen) und dass die Block Rewards für das Schürfen von Bitcoins langfristig immer geringer werden, bis zum Minen des letzten Bitcoins. Danach sollen Miner nur noch mit Transaktionsgebühren belohnt werden. In anderen Netzwerken wird das Minen mit ebenfalls mit Cryptowährungen belohnt (Ethereum, Litecoin, Monero, uvm.).

Distributed Ledger Technology (DLT)

Ein digitales System, in dem Transaktionsaufzeichnungen simultan, an verschiedenen Punkten des Netzwerks gespeichert werden. Bevor das Netzwerk die neue Transaktionsaufzeichnung akzeptiert, muss diese mit dem Konsensmechanismus validiert werden. Sobald die Transaktion validiert ist, ist sie auf dem ganzen Netzwerk gespeichert. Diese verteilte und simultane Speicherung von Daten, ermöglicht die hohe Sicherheit der Blockchaintechnologie.

Digitaler Coin

Eine Form eines Krypto-Assets, designt, um als digitale Währung oder Tauschmedium verwendet zu werden. Bekannte Coins sind: Bitcoin, Litecoin und Ether. Oftmals werden die Begriffe Coin und Token synonym verwendet, obwohl es funktionale Unterschiede zwischen beiden Begriffen gibt.

Digitale Signaturen

Digitale Signaturen bestehen aus Hashfunktionen und können mit eigenhändigen Unterschriften verglichen werden. In der Blockchain dienen sie für das Unterzeichnen von Transaktionen und das Überprüfen von Transaktionen.

Digitaler Token

Eine Form eines digitalen Wertspeichers, welches designt wird, um Besitzern partizipative Rechte und Dienstleistungen in einem Netzwerk zu ermöglichen. In Anlehnung an ICO’s (Initial Coin Offerings), existieren auch ITO’s (Initial Token Offerings), bei denen Investoren Token erwerben können. Oftmals werden die Begriffe Coin und Token synonym verwendet, obwohl es funktionale Unterschiede zwischen beiden Begriffen gibt.

Double Spending

Bei dem Double Spending Problem handelt es sich um das Risiko, dass eine Kryptowährung, wie z.B. 1 Bitcoin, mehrfach verwendet werden kann. Das bedeutet, dass ein Bitcoin, welcher nur 1x existiert, an mehrere andere Personen weitergegeben werden kann (ohne dass die Personen voneinander wissen, dass alle denselben Bitcoin bekommen). Um das zu verhindern, werden kryptographische Verfahren und Konsens-Algorithmen verwendet, wie z.B. Proof of Work, um Transaktionen korrekt zu validieren. Im Falle von Kryptowährungen, muss ein User oder Verbund an Usern, mehr als 50% des Netzwerks steuern, um eine Attacke auszuführen und Bitcoins absichtlich mehrfach zu verwenden.

Ethereum

Ethereum ist eine Plattform für DApps (distributed Apps), die aus Smart Contracts (= digitale Verträge) bestehen. Ethereum wurde ursprünglich von Vitalik Buterin im Jahr 2013 in einem Whitepaper beschrieben. Gegründet wurde Ethereum im Jahr 2015. Ethereum hat eine eigene Kryptowährung (= Ether). Anders als die Bitcoin-Blockchain, verwendet Ethereum Smart Contracts, die auf dem Ethereum-Protokoll aufsetzen, die eine Art Erweiterung von Bitcoin darstellen.

Fiat

Fiat-Geld hat keinen Eigenwert. Es erlangt seinen Wert durch die staatliche Legitimation (US Dollar oder Euro) und das Vertrauen in die Zentralbanken. Die heutigen Banknoten begründen jedoch keinen Anspruch auf die Herausgabe eines bestimmten Wertes (z.B. Gold), da die Golddeckung in den 1970er Jahren aufgehoben wurde. Das Gegenteil von Fiat-Geld ist Warengeld (beliebige, lagerfähige Güter), welches einen eigenen Wert hat (Silber, Gold). Mit Fiat-Geld kann man online Kryptowährungen kaufen.

Fork

Hierbei handelt es sich um eine Spaltung der Blockchain und einer Veränderung ihres Protokolls, die entweder beabsichtigt oder unbeabsichtigt stattfinden kann. Beabsichtigte Forks werden verwendet, um Änderungen zum originalen Protokoll hinzuzufügen, um diese zu verbessern. Unbeabsichtigte Forks entstehen, wenn verschiedene Miner zur selben Zeit, den gleichen Block finden, oder wenn Updates auf der Kryptowährungssoftware nicht kompatibel sind.

Gas

Das Konzept „Gas“ erlaubt es, die Anzahl der Transaktionen auf der Ethereum-Plattform zu limitieren, denn ansonsten könnte eine Ethereum-Transaktion unendlich lange brauchen und das ganze Ethereum-Netzwerk lahmlegen.

Genesis Block

Der Erste Block einer Blockchain wird als Genesis-Block bezeichnet.

Hashfunktion

Hashfunktionen bilden Eingabedaten beliebiger Länge in eine Zahl mit fester Länge ab. Mithilfe von kryptographischen Hashfunktionen werden digitale Fingerabdrücke (=digitale Signatur) für Daten gebildet. In der Blockchain können Hashfunktionen als digitaler Fingerabdruck von Transaktionsdaten verwendet werden sowie für das manipulationssichere Speichern von Transaktionsdaten. MD5 ist eine bekannte Hashfunktion.

ICO (Initial Coin Offering)

ICO’s dienen als Methode um Kapital zu sammeln oder Unternehmensanteile abzugeben. In der Vergangenheit haben vor allem Start-Ups diesen Weg der Finanzierung eingeschlagen, da es ein einfacher Weg war, um schnell viel Kapital zu generieren, unter Umgehung von Banken und professionellen Risikokapitalgebern. Die Vorteile von ICO’s sind: Unternehmer, die mittels einer ICO Kapital sammeln, müssen keine Anteile ihres Unternehmens abgeben (was sie z.B. müssten, wenn sie einen Kredit bei der Bank aufnehmen würden). Im Gegenzug erhalten Investoren digitale Coins und hoffen darauf, dass die Business-Idee, die hinter dem ICO steht erfolgreich sein wird und die Coins somit an Wert gewinnen werden. Dieses Investment kann mit anderen Währungen (i.d.R. Bitcoin) oder Fiat Geld getätigt werden. Da es keine Zugangsbeschränkungen zur Generierung von ICO’s gibt und der Markt kaum reguliert ist, ist das Investment mit hohem Risiko behaftet.

Krypto-Asset

Eine digitale Darstellung eines Assets/Vermögenswertes. Hierzu gehören klassische Kryptowährungen wie z.B. Bitcoins, mit denen man Produkte, Dienstleistungen oder auch andere Währungen kaufen kann (https://coinmap.org/welcome), aber auch digitale Token, welche Besitzern gewisse Rechte und/oder Dienstleistungen in einem Blockchainnetzwerk einräumen. Die klassische Definition eines Assets muss im Bereich der Kryptowährungen erweitert werden. Alle Transaktionen die mit Kryptowährungen oder Kryptotoken getätigt werden, werden auf der jeweiligen Blockchain gespeichert.

Kryptographie

Bei der Kryptographie handelt es sich um ein Verfahren, welches man verwendet, um Daten zu verschlüsseln, damit sie manipulationssicher und nur für bestimmte Parteien zugänglich und lesbar sind. Es gibt die symmetrische Form und die asymmetrische Form der Kryptographie.

Kryptowährung

Hierbei handelt es sich um eine digitale Währung, welche asymmetrische Kryptographie verwendet, um Transaktionen zu verschlüsseln und somit sicher zu machen. Eine Kryptowährung, wie z.B. Bitcoin, benötigt keine Bank oder einen anderen Intermediär um zu funktionieren, was dieses Prinzip so innovativ und bedrohlich für konservative Strukturen, wie z.B. das gewöhnliche Bankensystem macht.

Miner

Ein Blockchainnetzwerk wird unter anderem durch Miner aufrechterhalten, dessen Aufgabe es ist, Transaktionen zwischen Netzwerkteilnehmern zu validieren (Person A schickt zwei Bitcoins an Person B) und somit Blöcke zur Blockchain hinzuzufügen. Für diese Arbeit brauchen sie eine hohe Rechenleistung (die viel Strom kostet), welche mit Block Rewards (z.B. Bitcoins) belohnt wird. Zusätzlich erhalten sie auch Transaktionsgebühren.

Mining / Miner

Miner sind Netzwerkteilnehmer einer Blockchain, die Transaktionen auf der Blockchain validieren und zur bestehenden Blockchain hinzufügen. Mining (vom englischen to mine = schürfen) bezeichnet das Eintragen eines neuen Blocks in die Blockchain-Datenstruktur durch das Lösen eines Hashpuzzles. Theoretisch kann jeder Mensch mit Zugang zum Internet und einem PC Kryptowährungen minen. Bei Bitcoin erfolgt dies z.B. durch das Lösen einer kryptographischen Aufgabe (Hashpuzzle) , für die man eine (mittlerweile) hohe Rechenleistung braucht. Wer diese Aufgabe als erstes löst, erhält einen Block Reward. Das Lösen der kryptographischen Aufgabe wird als Arbeitsnachweis oder Proof-of-Work genannt, denn die Lösung weist nach, dass jemand die dafür erforderliche Arbeit investiert hat. Ohne Miner, würden keine neuen Coins in den Umlauf gebracht werden.

Mining Farm

Das Mining erfordert eine hohe Rechenleistung. Je mehr Rechenleistung man aufbringen kann, desto mehr Transaktionen kann man validieren und desto mehr wird man entlohnt. So spezialisieren sich in bestimmten Teilen der Welt Firmen, in denen Strom günstig ist, auf die Konzentration von Rechenleistung in Mining Farms (Video).

Node

Ein Node (dt. Knoten) ist ein Netzwerkknoten in der Blockchain. Alle Knoten in einer Blockchain besitzen die gleichen Informationen, da sie sich permanent gegenseitig updaten. Einzelne Nodes fügen Informationen in das Netzwerk ein.

Permissionless Blockchain

Permissionless Blockchains (= genehmigungsfreie Blockchains) gewähren allen Teilnehmern Schreibzugriff. Jeder Anwender oder Knoten kann Transaktionen überprüfen sowie neue Blöcke erzeugen.

Permissioned Blockchain

Permissioned Blockchain (= genehmigungspflichtige Blockchains) gewähren nur einer ausgewählten Gruppe Schreibzugriff. Nur diese ausgewählte Gruppe von Nodes kann Transaktionen überprüfen und neue Blöcke hinzufügen.

Peer-to-Peer (P2P)

Der Begriff beschreibt ein Netzwerk von Computern, die miteinander verbunden sind und zusammenarbeiten. Im Falle der ursprünglichen Blockchaintechnologie bedeutet dies, dass Netzwerkteilnehmer Informationen austauschen und dabei alle gleichberechtigt sind (öffentliche Blockchain). Es gibt jedoch weitere Blockchain-Varianten, in denen bestimmte Netzwerkteilnehmer (siehe Nodes) über mehr Rechte verfügen als andere (siehe konsortiale Blockchain).

Private Key

Der Private Key (= privater Schlüssel) stellt den Zugang zu einem Konto dar. Der Private Key ist im Grunde eine Reihe von Buchstaben und Nummern, die dem Account eines Kryptoassetbesitzers zugeschrieben werden. Dieser private Schlüssel erlaubt es, über die Kryptowährungen zu verfügen und sie zu verschicken (= Ausführen von Transaktionen). Der private Schlüssel kann mit dem Passwort zum Email-Account verglichen werden. Deshalb muss man den Private Key schützen, um nicht Opfer von Betrügern zu werden.

Public Key

Der Public Key (=öffentlicher Schlüssel) wird dazu verwendet, um Daten zu verschlüsseln, die nur vom Eigentümer des zugehörigen privaten Schlüssels entschlüsselt werden können. Der Public Key kann mit einem frei zugänglichen Briefkasten verglichen werden, in den jeder Briefe einwerfen kann oder einem Email-Account.

Proof of Authority

Bei dieser Consensus-Variante gibt es spezielle Nodes, die die Validierungen der Blöcke ausführen dürfen (Validators) und ist eine Weiterentwicklung des Proof-of-Stake-Konsensmechanismus, der in privaten Blockchains benutzt wird.

Proof of Stake

Hierbei handelt es sich um einen Konsensmechanismus, bei dem man eigene Anteile zunächst investiert, die als Sicherheit gelten und garantieren sollen, dass man den Konsensmechanismus richtig ausführt. Hier haben Miner also eigene Anteile (Stake) im Spiel, die sie davon abhalten sollen, gegen das Protokoll zu verstoßen. Das Prinzip von Proof of Stake beruht also darauf, dass diejenigen Teilnehmer mehr Gewicht bei einer Validierung einer Transaktion haben, je mehr Anteil sie z.B. von der jeweiligen Kryptowährung besitzen. Die Idee hinter dem Prinzip ist, dass die Teilnehmer des Blockchain-Systems ein Interesse daran haben, dass das System stabil läuft und nicht manipuliert wird, wenn sie Anteile (Stake) am System in Form von Kryptowährungen haben.

Proof of Work

Hierbei handelt es sich um einen Konsensmechanismus, der dafür sorgt, dass die Transaktionen im Netzwerk wahrheitsgemäß abgespeichert werden. Technisch betrachtet, muss der Miner eine kryptografische Aufgabe lösen und wird dafür belohnt. Dies benötigt jedoch einen hohen Rechen- und Energieaufwand und Zeit.

Public Key

Dies ist ein Verschlüsselungstool aus der asymmetrischen Kryptographie. Jeder Netzwerkteilnehmer, der eine Information oder Transaktion verschlüsseln möchte, kann den öffentlich zugänglichen Public Key verwenden, um seine Transaktion zu verschlüsseln und an den Empfänger zu senden. Der Empfänger braucht nun seinen Private Key, den nur er kennen sollte, um die Transaktion/ Information zu entschlüsseln.

Satoshi Nakamoto

Satoshi Nakomoto ist das Pseudonym für den oder die Erfinder von Bitcoin. Welche Person oder Personengruppe sich hinter diesem Pseudonym verbirgt, ist allerdings unbekannt. Im Jahre 2008 wurde unter diesem Pseudonym das Bitcoin-Whitepaper veröffentlicht.

Server

Dies ist ein Computer oder Computerprogramm, welches Daten, Dienste oder andere Ressourcen für andere Computer (=Clients) bereitstellt. Im Gegensatz zur Blockchain, werden hier Daten an einer zentralen Stelle gespeichert, was Vor- und Nachteile bringen kann.

Sicherheit

Da die Blockchain aus einer chronologisch aneinandergereihten Kette von Blöcken besteht, wird bei versuchter Manipulation nicht nur ein Datenblock verändert, sondern auch alle nachfolgenden Blöcke, da diese miteinander verbunden sind. Jeder Block beinhaltet einen verschlüsselten Hash, des jeweils vorherigen Blocks. Eine nachträgliche Änderung eines Blocks führt zwangsläufig zu einer Verletzung der nachfolgenden Hashfunktionen der folgenden Blöcke, was sofort auffallen würde.

Smart Contract

Ein Smart Contract ist die Abbildung von einem realen Vertrag in Programmiercode, d.h. die Regeln, die in einem normalen Vertrag festgelegt sind, werden in einen Smart Contract „hineinprogrammiert“. Damit ist ein Smart Contract ein Blockchain-basiertes Computerprogramm, das den Austausch von digitalen Währungen oder Anlagen zwischen Parteien kontrolliert. Der Smart Contract definiert die Regeln und Strafen, die einer Transaktion zugrunde liegen, genauso wie auch ein traditioneller Vertrag. Jedoch kann ein Smart Contract diese Regeln automatisiert ausführen. Die bekannteste Blockchainplattform für Smart Contracts ist Ethereum.

Symmetrische Kryptographie

Bei dieser Form der Kryptographie werden für die Ver- und Entschlüsselung von Daten der gleiche Schlüssel verwendet.

Wallet

Eine Wallet stellt eine Applikation dar, mit der von einer Adresse Kryptoassets, z.B. Bitcoins versendet werden können. Eine Wallet-Adresse entspricht dem Public Key. Die Transaktionen werden von der Wallet aus ausgeführt.

White Paper

In einem White Paper wird komprimiert beschrieben, welche Ziele das Unternehmen/Entwicklerteam/Start-Up hat und wie es diese konkret umsetzen möchte.