Blockchain

1. Begriff: Technisch stellt die Blockchain ("Blockkette") eine dezentrale Datenbankdar, die im Netzwerk auf einer Vielzahl von Rechnern gespiegelt vorliegt. Die Authentizität der einzelnen Datenbankeinträge wird dabei durch einen aus dem Netzwerk hergestellten Konsensmechanismus sichergestellt. Aufgrund ähnlicher Charakteristika wird der Begriff „Distributed Ledger“ oftmals synonym verwendet, auch wenn nicht jeder Distributed Ledger unbedingt eine Blockkette verwendet.

2. Herkunft: Die Blockchain stellt die Basistechnologie und zentrale Innovation der Kryptowährung Bitcoin dar. Sie geht zurück auf ein Arbeitspapier, das im November 2008 anonym über eine Mailing-Liste veröffentlicht wurde.  Darin beschreibt der bis heute unbekannte Autor oder die Autorengruppe mit dem Pseudonym Satoshi Nakamot das elektronische Zahlungssystem „Bitcoin“, das Peer-to-Peer über das Netzwerk organisiert ist und ohne zentralen Intermediär auskommt. Das korrespondierende Bitcoin-System wurde als Open-Source-Projekt (Open Source) Anfang 2009 veröffentlicht.

3. Merkmale: Eine Blockchain-Datenbank kann als dezentrales Buchungssystem dienen, um jegliche Arten von Eigentumsrechten digital zu organisieren, z.B. Grundbücher oder Unternehmensanteile (Aktie). Da die Dezentralität einen Intermediär verzichtbar macht, könnte die Blockchain zukünftig in vielen Bereichen zum Einsatz kommen und als disruptive Technologie bisher etablierte Verfahren und Technologien verdrängen. Wesentliche Treiber der Entwicklung sind Effizienzgewinne bei etablierten Prozessabläufen (z. B. im Nachhandel von Wertpapieren) und damit auch erhebliche prognostizierte Kosteneinsparungen.

4. Technische Rahmenbedingungen: Die Eigentumsverhältnisse in einer Blockchain-basierten Datenbank werden durch das Public-Key-Verfahren aus der Kryptographie verbrieft und gesichert. Dabei kommt insbesondere dessen Möglichkeit sicherer digitaler Signaturenzum Einsatz. Bei diesem Prozess werden neue Datenbankeinträge kryptographisch signiert in einem Block zusammengefasst und dabei zusätzlich dauerhaft und unabänderlich an den vorherigen Block angehängt.

5. Systematisierung von Blockchain-/Distributed-Ledger-Varianten: Bei einem Distributed Ledger (bzw. allgemeiner Shared Ledger) existieren mehrere Kopien des Kontobuchs, die sich abhängig von den entsprechenden Zugangsmöglichkeiten in „permissioned“ und „unpermissioned“ Ledgers unterteilen lassen. Im letzteren Fall gibt es keinen Besitzer des Kontobuchs. Somit kann jeder Nutzer Transaktionen einbringen, und das Kontobuch ist gegen Zensur geschützt. Zur Validierung der Einträge wird das aufwändige Proof-of-Work-Verfahren verwendet, wie beispielsweise bei Bitcoin. Bei permissioned  Ledgers steht der Zugang zum Kontobuch allen („public shared“) oder nur ausgewählten Nutzern („private shared“) offen. Daten validieren können nur der Kontobuchbesitzer oder ausgewählte Akteure (z. B. staatliche Institutionen oder Banken), die sich mittels des sogenannten Proof-of-Stake-Mechanismus (Beteiligungsnachweis) legitimieren müssen. Hierdurch wird die Datenbank zwar beschleunigt, sie ist aber auch einfacher manipulierbar als eine offene Blockchain.

6. Anwendungsfall Bitcoin: Beim Bitcoin-System wird der Besitz eines bestimmten Bitcoin-Betrags durch die alleinige Kenntnis eines entsprechenden privaten Schlüssels sichergestellt (s. Public-Key-Verfahren). Zur Durchführung einer Bitcoin-Zahlung signiert der Besitzer die Transaktion mit diesem privaten Schlüssel. Anhand des entsprechenden im Netzwerk bekannten öffentlichen Schlüssels können die anderen Teilnehmer die Transaktion fälschungssicher verifizieren. Wenngleich Hacker in den letzten Jahren immer wieder erfolgreich Bitcoins durch Angriffe auf Bitcoin-Börsen entwendet haben, so konnte das Bitcoin-Basissystem bis heute noch nicht kompromittiert werden. Damit liefert es einen Beleg für die prinzipielle Praxistauglichkeit der Blockchain-Technologie..

7. Potenzial für die Praxis: In kurzer Zeit haben sich globale Initiativen bedeutender Vertreter der Finanzindustrie gebildet, die mögliche Anwendungsszenarien in verschiedenen Bereichen (z. B. Wertpapiere, Versicherungen, etc.) untersuchen. Neben dem Einsatz der Blockchain als transparentem und effizientem Buchungsverfahren wird insbesondere im Bereich von Smart Contracts intensiv geforscht. Da sich bereits konkrete Verfahren in der Praxisumsetzung befinden, zeichnet sich eine weiterhin sehr dynamische Entwicklung ab.

8. Kritik und Ausblick: Wenngleich hohe Erwartungen im Hinblick auf das Einsatzpotenzial bestehen, ist derzeit noch nicht absehbar, wie sich die Verbreitung Blockchain-basierter Technologien in der Praxis entwickeln wird. Viele rechtliche, regulatorische und technische Rahmenbedingungen im Hinblick auf den Einsatz solcher Systeme sind derzeit noch ungeklärt. Hohes Potenzial besteht indes auch außerhalb des Finanzsektors. Beim derzeit entstehenden Internet der Dinge könnte die Blockchain-Technologie beispielsweise effizient und sicher Eigentumsverhältnisse verbriefen, Identitäten verifizieren oder Mikrozahlungen zwischen Geräten abwickeln.