Die Blockchain – ganz einfach erklärt

Eine Blockchain ist eine Datenbank. Eine besondere Datenbank, da sie write-only ist, das heisst nur beschrieben werden kann. Daraus ergibt sich die erste und wichtigste Eigenschaft: Unveränderbarkeit. Alle, die sich mit der digitalen Welt beschäftigt haben, wissen, dass Unveränderbarkeit in einem digitalen Umfeld nicht möglich ist. Blockchain löst dieses Problem dadurch, dass die Datenbank auf viele Rechner (Nodes) verteilt wird – die Dezentralisierung. 

Jeder Node hat die genau gleiche Kopie der Datenbank. Hierfür ist es wichtig, dass klare Regeln für das Schreiben und Weitergeben existieren. Es muss ein Konsens gefunden werden. Blockchain setzt dies durch unterschiedliche Konsensprotokolle um. Die wichtigsten sind Proof-of-Work und Proof-of-Stake. Die Dezentralisierung gepaart mit einer Transparenz über die Inhalte garantiert, dass eine Blockchain nicht durch einzelne Akteure verändert werden kann. 

Die fünfte Eigenschaft ist umstritten und gibt der Technologie in der Finanzindustrie einen schlechten Ruf: die Anonymität. Dabei ist Anonymität nicht korrekt, da wie, wenn sie in Starbucks ihren Kaffee mit «Bob» anschreiben lassen, sind sie nur so lange anonym bis die nette Bedienung hinter der Theke ihren Namen ruft und Sie sich melden. Man spricht deshalb besser von Pseudonymität, also dem «Verstecken» hinter einer langen Adresse. Die Möglichkeit zur Programmierbarkeit rundet die sechs Haupteigenschaften von Blockchain ab. Ziel dieser Eigenschaften ist das Schaffen von Vertrauen in der digitalen Welt.

Gerade die Programmierbarkeit und die damit möglichen Smart Contracts sind es, die Blockchain über die reine Anwendung als neue Finanzplattform hinaus relevant machen. Sie ist die notwendige Grundlage für Anwendungen wie NFT oder DeFi, erlaubt aber auch Use Cases ausserhalb der Finanzindustrie, wie: Peer-to-peer Energiehandel, neuartige Miet- und Verkaufsverträge, die Nachverfolgung von Gütern in der Lieferkette, eine selbstverwaltete elektronische Identität, die Bekämpfung von Korruption bei öffentlichen Ausschreibungen oder die Dokumentation des Lebenszyklus eines Automobils.

Grafik: HSLU - Informatik

Ich möchte an dieser Stelle nicht weiter auf die technologischen Grundlagen von Blockchain eingehen. Viele interessiert dies nicht im Detail und es reicht ihnen, dass es sich um kryptographische Funktionen und Algorithmen handelt, welche die oben aufgeführten Eigenschaften ermöglichen. Für die, die sich hier vertiefen möchten bietet eine Google-Suche mit «blockchain hash signatur pki einführung» über eine halbe Million Ergebnisse. Mir ist viel wichtiger, dass wir gemeinsam einen Blick darauf werfen, wie Blockchain und Smart Contracts unsere Zukunft bestimmen können oder besser werden. 

Gartner nimmt an, dass Blockchain bis 2030 einen zusätzlichen Geschäftswert von bis zu 3,1 Billionen US-Dollar generieren könnte. Bis 2025 könnten die Hälfte davon durch operative Verbesserungen erzielt werden. Das sind enorme Summen. Wichtig zu bemerken ist, dass Blockchain nicht nur neue Geschäftsmodelle ermöglicht, sondern vor allem bestehende Prozesse automatisieren kann. Kurz gesagt: Es geht oft darum, Geld zu sparen. 

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass Blockchain fast immer als Infrastruktur für ein Ökosystem dient. Eine Blockchain für den Eigengebrauch macht keinen Sinn. Da reicht auch eine normale Datenbank. Mit Blockchain geht es darum ein Netzwerk von gleichberechtigten Partnern aufzubauen. Aber gerade der Aufbau eines solchen Ökosystems braucht Zeit. Deshalb benötigen viele Blockchain Projekte deutlich länger als reine IT-Softwareprojekte. 

Kommen wir aber zurück auf die Rolle von Blockchain und Smart Contracts für unsere Zukunft. Wie oben beschrieben, ermöglicht Blockchain die Unveränderbarkeit in der digitalen Welt. Damit gestattet die Technologie Werte in den digitalen Raum zu bringen, womit wiederum Vertrauen erzeugt wird. 

Wenn wir einen Blick auf die aktuellen Entwicklungen werfen und das Metaverse als ein wichtiges Zukunftsthema betrachten, so sehen wir schnell, dass Vertrauen in der digitalen Welt ein zentrales Thema werden wird. Sei es Vertrauen in die elektronische Identität von Personen oder Vertrauen in Vermögenswerte im digitalen Raum. Blockchain wird dabei eine zentrale Rolle spielen. 

Smart Contracts, also Software-basierte Regeln zwischen Parteien, werden relevant, wenn es um Automatisierung geht. Immer dann, wenn Menschen untereinander Aktionen auslösen möchten, ohne eine Vertrauenspartei involvieren zu wollen, kommen sie ins Spiel. Zum Beispiel bei NFTs. Auch dort wo Maschinen mit Menschen oder anderen Maschinen interagieren, können Smart Contracts die Regeln dieser Beziehung dokumentieren und automatisch umsetzen. So zum Beispiel einen Mietvertrag mit automatischer Freigabe des Zutritts bei vorhandener Zahlung. 

Das Potenzial für diese Technologie ist enorm. Es bestehen aber auch noch einige Hürden. So ist die Benutzerfreundlichkeit vieler Systeme nicht sehr hoch. Derzeit werden viele der Anwendungen von Spezialistinnen und Spezialisten genutzt. Für Non-IT-ler ist es oft noch sehr schwer, die Vorgänge und die Bedienung zu verstehen. Gerade das Hauptinteraktionsmedium – das Wallet – ist für viele immer noch eine schwer verständliche Schnittstelle. Wenn wir zum Web3, dem «Internet of Value», kommen möchten, so braucht es hier deutliche Verbesserungen. 

Ob wir es wollen oder nicht, Blockchain wird unsere Zukunft prägen. Wir sind erst am Anfang und die Nutzerzahlen von Blockchain Applikationen sind mit denen des Internets im Jahr 1998 vergleichbar. Genau wie beim Internet wird sich dies schnell ändern und in kurzer Zeit werden wir nicht mehr über die Technologie reden, sondern diese als normalen Teil unseres Lebens verstehen. Wir sollten uns deshalb schon heute darauf einstellen.  

Tim Weingärtner ist Dozent der Hochschule Luzern - Informatik. Er beschäftigt sich in der Lehre und Forschung mit der Blockchain Technologie und Smart Contracts. Er ist Präsident des DLT Education Consortium – DEC e.V. sowie Mitglied mehrerer ISO/IEC Standardisierungsgremien. Vor seiner Tätigkeit an der Hochschule arbeitete er über 15 Jahre in der Schweizer Finanzindustrie. Davor studierte er Informatik und promovierte an der Universität Karlsruhe im Bereich der medizinischen Robotik.