Blockchain Flashcards
(6 cards)
Blockchain Definition
Eine Blockchain ist
* kontinuierlich erweiterbare Liste von Datensätzen („Blöcke“)
* die mittels kryptographischer Verfahren miteinander verkettet sind.
Jeder Block enthält dabei typischerweise
* einen kryptographisch sicheren Hash (Streuwert) des
vorhergehenden Blocks einen Zeitstempel Transaktionsdaten
Grundliegende Funktionsweise einer Blockchain
Was dokumentiert werden soll, ist für den Begriff der Blockchain unerheblich. Entscheidend ist, dass spätere Transaktionen auf früheren Transaktionen aufbauen und diese als richtig bestätigen, indem sie die Kenntnis der früheren Transaktionen beweisen.
Damit wird es unmöglich gemacht, Existenz oder Inhalt der früheren Transaktionen zu manipulieren oder zu tilgen, ohne gleichzeitig alle späteren Transaktionen ebenfalls zu zerstören
Proof of Work
Grundprinzip
Miner („Arbeiter“) konkurrieren darum, ein kryptographisches Rätsel zu lösen: Sie variieren einen Zufallswert (Nonce) im Blockheader, bis der Hash‑Wert des Blocks unter einem vorgegebenen Zielwert liegt. Der erste Miner, dem dies gelingt, darf den nächsten Block anhängen und erhält eine Belohnung in Kryptowährung.
Rechenaufwand dient als «Beweis», dass Arbeit investiert wurde.
Verhindert Manipulationen, weil ein Angreifer enorme Rechenleistung bräuchte, um die Kette zu überholen
Investopedia
Wikipedia
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Vorteile
Sicherheit: Hohe Hürde für Angriffe (51‑%‑Attacke erfordert Kontrolle über Mehrheit der Hash‑Power).
Bewährtes Modell: Bitcoin nutzt PoW seit 2009 zuverlässig.
Nachteile
Energieverbrauch: Sehr hoher Strombedarf durch permanente Rechenwettbewerbe; ökologisch kritisiert
DIE WELT
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Hardware‑Zentralisierung: Spezialisierte ASICs führen zu Konzentration der Mining‑Power bei wenigen Akteuren.
Skalierbarkeit: Begrenzte Transaktionsrate, da Rechenrätsel Zeit brauchen.
Proof of Stake
Proof of Stake (PoS)
Grundprinzip
Validatoren hinterlegen („staken“) einen Teil der Währung als Sicherheit. Das Protokoll wählt pseudorandom einen Validator (oder ein Validator‑Team) aus, der den nächsten Block vorschlagen und Transaktionen bestätigen darf. Wird betrügerisches Verhalten erkannt, droht der Verlust des Einsatzes (Slashing).
Sicherheit basiert auf ökonomischem Anreiz, nicht auf Rechenaufwand
Investopedia
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Vorteile
Energieeffizienz: Kein hoher Rechenaufwand, daher deutlich geringerer Stromverbrauch; Ethereum‑Merge senkte Energiebedarf um ~99 %
Time
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Geringere Hardware‑Hürden: Jeder kann Validator werden, ohne teure Mining‑Hardware.
Skalierbarkeitspotenzial: Bessere Unterstützung für Sharding und höhere Transaktionsdurchsätze.
Nachteile
„Nothing‑at‑Stake“‑Problem: Theoretisch könnten Validatoren auf mehreren konkurrierenden Ketten gleichzeitig signieren, da kein nennenswerter Kostenaufwand entsteht. Protocol‑Designs müssen dies durch Slashing-Regeln und Lock‑up‑Zeiten adressieren.
Reichtumskonzentration: Wer viel staket, erhält proportional mehr Rewards und kann so seine Macht weiter ausbauen.
Neueres, weniger erprobtes Modell im Vergleich zu PoW (langfristige Sicherheit noch in Debatte).
Vorteile Blockchain 6
Dezentralisierung
– Keine zentrale Instanz; Daten werden auf vielen Knoten (Nodes) gespeichert.
Erhöhte Ausfallsicherheit und Zensurresistenz.
- Unveränderlichkeit (Immutability).
Einmal geschriebene Transaktionen können nicht mehr gelöscht oder unbemerkt verändert werden.
Manipulationssicherheit
+Manipulation erfordert Kontrolle über ≥51 % der Rechenleistung (“51 %-Attacke”), was sehr aufwändig ist.
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Transparenz
– Alle Transaktionen sind für alle Teilnehmer einsehbar (je nach Blockchain‑Typ public).
– Erleichtert Prüfbarkeit und Vertrauen ohne zentrale Prüfinstanz.
Sicherheit durch Kryptographie
– Nutzung von Hashfunktionen und digitalen Signaturen sichert Datenintegrität und Authentizität.
Direkte Transaktionen +Automatisierte,
selbstausführende Verträge ohne Intermediäre.
optimierter Geschäftsprozess
Nachteile Blockchain
Skalierbarkeit
– Begrenzte Transaktionsrate (z. B. Bitcoin ~7 TX/s, Ethereum ~15 TX/s).
– Hohe Latenz bei der Bestätigung (Blockzeiten).
Energieverbrauch (bei PoW)
– Proof‑of‑Work‑Netzwerke verbrauchen sehr viel Strom für Mining.
– Ökologisch kritisch, v. a. bei großen Netzwerken.
Komplexität & Kosten
– Aufbau und Betrieb von Nodes erfordert technisches Know‑how.
– Transaktionsgebühren (Gas Fees) können volatil und hoch sein.
+Schlechte performance vgl VISA 56000T/s BTC 7T/s
Regulatorische Unsicherheit
– Unklare Rechtslage bei Kryptowährungen, Smart Contracts, Datenschutz (z. B. DSGVO).
– Gefahr von Verboten oder strengen Auflagen.
Privacy‑Probleme
– Öffentliche Blockchains sind transparent, was Privatsphäre einschränken kann.
– Pseudonymität, aber keine vollständige Anonymität.
Risiko von Hard Forks (Spaltung)
– Uneinigkeit in der Community kann zu Aufspaltungen der Kette führen (z. B. Bitcoin/Bitcoin Cash).
– Verwirrung bei Nutzern, mögliche Wertverluste.
