Blockchain: Unterschied zwischen den Versionen

Unter einer '''Blockchain''' wird eine [[Datenbank]] verstanden, deren Integrität (Sicherung gegen nachträgliche Manipulation) durch Speicherung des [[Kryptologische Hashfunktion|Hashwertes]] des vorangehenden Datensatzes im jeweils nachfolgenden, also durch ''kryptographische Verkettung'', gesichert ist.<ref>{{Literatur|Autor=Dr. Jörn Heckmann|Titel=Programmierte Verträge als Zukunft der Blockchain,|Hrsg=|Sammelwerk=com!|Band=|Nummer=2/2017|Auflage=|Verlag=|Ort=|Datum=|Seiten=100|ISBN=}}</ref>

Erste Grundlagen zur kryptografisch abgesicherten Verkettung einzelner Blöcke wurden 1991 von Stuart Haber & W. Scott Stornetta, 1996 von Ross J. Anderson und 1998 von [[Bruce Schneier]] & John Kelsey beschrieben.<ref name=":0" /> Parallel dazu arbeitete 1998 auch ''Nick Szabo'' an einem Mechanismus für eine dezentralisierte digitale Währung, die er „''Bit Gold''“ nannte.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.nytimes.com/2015/05/17/business/decoding-the-enigma-of-satoshi-nakamoto-and-the-birth-of-bitcoin.html|titel=Decoding the Enigma of Satoshi Nakamoto and the Birth of Bitcoin|autor=NATHANIEL POPPER|hrsg=New York Times|werk=nytimes.com|datum=2015-05-15|sprache=EN|zugriff=2016-11-29}}</ref> Im Jahr 2000 entwickelte Stefan Konst eine allgemeine Theorie zu kryptografisch abgesicherten Verkettungen und leitete daraus verschiedene Lösungen zur Umsetzung ab.<ref name=":0">Stefan Konst: {{cite web|url=http://www.konst.de/stefan/seclog.pdf|title=Sichere Log-Dateien auf Grundlage kryptographisch verketteter Einträge|date=2000-08-09|accessdate=2016-10-15}}</ref>

Das Konzept der Blockchain als [[verteiltes Datenbankmanagementsystem]] wurde erstmals 2008 von [[Satoshi Nakamoto]] im [[White Paper]] zu [[Bitcoin]] beschrieben.<ref name="paper">{{cite web|url=https://bitcoin.org/bitcoin.pdf|title=Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System|date=2008-10|publisher=bitcoin.org|accessdate=2016-05-14}}</ref> Im Jahr darauf veröffentlichte er die erste Implementierung der Bitcoin-Software und startete dadurch die erste öffentlich verteilte Blockchain.

Neue Blöcke werden über ein Konsensverfahren geschaffen und anschließend an die Blockchain angehängt.<ref>{{Internetquelle |url=https://bitcoin.org/en/developer-guide#mining |titel=Bitcoin Developer Guide - Mining |werk=Bitcoin Developer Guide |hrsg=The Bitcoin Foundation |zugriff=2014-09-22| sprache=en |zitat=Mining adds new blocks to the block chain, making transaction history hard to modify.}}</ref> Das populärste Konsensverfahren ist hierbei die [[Proof of Work|Proof-of-Work]]-Methode, es bestehen jedoch zahlreiche andere Formen, Konsens herzustellen (Proof-of-Stake, Proof-of-Burn, Proof-of-Activity). Durch die aufeinander aufbauende Speicherung von Daten in einer Blockchain können diese nicht nachträglich geändert werden, ohne die Integrität des Gesamtsystems zu beschädigen. Hierdurch wird die Manipulation von Daten erheblich erschwert. Der dezentrale Konsensmechanismus ersetzt die Notwendigkeit einer vertrauenswürdigen dritten Instanz zur Integritätsbestätigung von Transaktionen.<ref name="Blockchain">[http://www.oeffentliche-it.de/trend-themensammlung/-/-/trend?id=42634&title=Blockchain ''Blockchain'']. In: Jens Fromm, Mike Weber (Hrsg.): ''ÖFIT-Trendschau: Öffentliche Informationstechnologie in der digitalisierten Gesellschaft.'' Kompetenzzentrum Öffentliche IT, Berlin 2016, ISBN 978-3-9816025-2-4.</ref>

Bei [[Bitcoin]] besteht eine Blockchain aus einer Reihe von [[Datenblock|Datenblöcken]], in denen jeweils eine oder mehrere Transaktionen zusammengefasst und mit einer [[Prüfsumme]] versehen sind, d.h., sie werden jeweils paarweise zu einem [[Hash-Baum]] zusammengefasst. Die Wurzel des Baumes (auch [[Hash-Baum#Funktionsweise|Merkle-Root, bzw. Top-Hash]] genannt) wird dann im zugehörigen [[Header]] gespeichert. Der gesamte Header wird dann ebenfalls [[Kryptologische Hashfunktion|gehasht]] und im nachfolgenden Header abgespeichert. So wird sichergestellt, dass keine Transaktion verändert werden kann, ohne den zugehörigen Header und alle nachfolgenden Blöcke ebenfalls zu ändern.<ref>{{Internetquelle |url=https://bitcoin.org/en/developer-guide#block-chain-overview |titel=Bitcoin Developer Guide - Block Chain Overview|werk=Bitcoin Developer Guide |hrsg=The Bitcoin Foundation |zugriff=2016-11-10 |sprache=en |zitat=A block of one or more new transactions is collected into the transaction data part of a block. Copies of each transaction are hashed, and the hashes are then paired, hashed, paired again, and hashed again until a single hash remains, the merkle root of a merkle tree. The merkle root is stored in the block header. Each block also stores the hash of the previous block’s header, chaining the blocks together. This ensures a transaction cannot be modified without modifying the block that records it and all following blocks.}}</ref>

Die Blockchain von [[Bitcoin]] ist die älteste Blockchain. Sie startete im Januar 2009, hatte November 2016 eine Größe von ca. 126 [[Byte|GB]]<ref>{{Internetquelle | url=https://bitinfocharts.com/index_v.html | titel=Statistiken über einige Kryptowährungen | hrsg=bitinfocharts.com | zugriff=2016-11-02}}</ref> und lag im Mai 2016 auf ca. 6700 Knoten<ref>{{Internetquelle | url=https://bitnodes.21.co/ | titel=Global Bitcoin Nodes Distribution | hrsg=bitnodes.21.co | zugriff=2016-05-16}}</ref> redundant und öffentlich zugriffsbereit vor.

* {{Literatur

  |Autor=Stuart Haber, W. Scott Stornetta

  |Titel=How to Time-Stamp a Digital Document

  |Sammelwerk=Advances in Cryptology - Crypto '90. Lecture Notes in Computer Science v. 537

  |Verlag=Springer-Verlag

  |Ort=Berlin

  |Datum=1991

  |ISBN=978-3-540-38424-3}}

* {{Literatur

  |Autor=Ross J. Anderson

  |Titel=The Eternity Service

  |Sammelwerk=Pragocrypt

  |Datum=1996}}

* {{Literatur

  |Autor=Bruce Schneier, John Kelsey

  |Titel=Cryptographic Support for Secure Logs on Untrusted Machines

  |Sammelwerk=The Seventh USENIX Security Symposium Proceedings

  |Verlag=USENIX Press

  |Datum=Januar 1998}}