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Was ist eine Blockchain?
Blockchain ist ein dezentrales, kryptografisches Datenbuch, das alle Transaktionen in einem Netzwerk speichert. Einfach ausgedrückt handelt es sich um eine Datenbank, die nicht auf einem zentralen Server liegt, auf den jeder zugreifen kann, sondern in einem globalen Netzwerk von Computern, die mit dem Internet verbunden sind.
1.1 Wie eine Blockchain funktioniert
Jede in der Blockchain aufgezeichnete Transaktion wird von mehreren Computern (den so genannten „Nodes“) im Netzwerk überprüft. Sobald die Transaktion validiert ist, wird sie zu einem neuen Block mit verschlüsselten und versiegelten Informationen hinzugefügt. Dieser Block wird dann mit einer bestehenden „Kette“ von Blöcken verbunden, wodurch eine „Kette“ von Transaktionen entsteht.
1.2 Warum die Blockchain-Technologie wichtig ist
Durch den Einsatz von Kryptografie schützt die Blockchain-Technologie Transaktionen vor Betrugsversuchen oder Cyberangriffen. Sobald eine Transaktion in der Blockchain aufgezeichnet wurde, kannsie nicht mehr geändert oder gelöscht werden.
Wenn Sie sich nun fragen, was eine Blockchain ist, so ist sie, einfach ausgedrückt, eine Methode zur dezentralen, sicheren und transparenten Speicherung und Übertragung von Daten.
Bitcoin, die erste Kryptowährung, die auf einer Blockchain basiert
In den letzten Jahrzehnten haben Bitcoin und die Blockchain-Technologie die Art und Weise, wie wir über Geld, Transaktionen und Technologie denken, völlig verändert. Bitcoin, die erste auf einer Blockchain basierende Kryptowährung, wurde im März 2009 von Satoshi Nakamoto ins Leben gerufen (dies ist ein Pseudonym, der wirkliche Name der Person(en), die die Kryptowährung geschaffen haben, ist unbekannt). Bitcoin wurde als dezentralisierte Alternative zum traditionellen Geld konzipiert, mit dem Hauptziel, Mittelsmänner aus Finanztransaktionen zu eliminieren.
2.1 Im Folgenden finden Sie einige nützliche Informationen über Bitcoin
Mining des ersten Blocks (Genesis Block):
1. Der erste Block in der Bitcoin-Geschichte, bekannt als der Genesis-Block, wurde von Satoshi Nakamoto am 3. Januar 2009 gemined .
(2) Die erste Bitcoin-Transaktion wurde in diesem Block aufgezeichnet, was den Beginn einer Revolution in der Finanzwelt markierte.
(3) Der Genesis-Block gilt als der Grundstein der Blockchain-Technologie. Er zeigte zum ersten Mal in der Geschichte, wie ein dezentrales Finanzsystem funktionieren kann.
Über Bitcoin:
1. Bitcoin verwendet ein Blockchain-Netzwerk, um alle Finanztransaktionen zwischen Nutzern aufzuzeichnen.
2. Jede Transaktion wird in einem Blockzusammengefasst , der dann überprüft und der bestehenden Blockchain hinzugefügt wird.
3. Miner lösen komplexe mathematische Probleme, und der erste, der die Lösung findet, erhält das Recht, den Block hinzuzufügen und wird mit Bitcoin belohnt (dieser Vorgang wird Proof-of-Work genannt).
4. Sobald die Transaktion bestätigt ist, wird sie dauerhaft (sie kann später nicht mehr geändert werden) und kann von jedem im Netzwerk überprüft werden.
Grundlegende Prinzipien der Blockchain-Technologie
Blockchain hat drei Hauptprobleme der digitalen Technologie gelöst: Dezentralisierung, Transparenz und Unveränderlichkeit.
3.1 Dezentralisierung – Die Macht des verteilten Netzwerks
Einer der wichtigsten Aspekte der Blockchain-Technologie ist die Dezentralisierung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Datenbanken gibt es bei einer Blockchain keinen zentralen Server, der die absolute Kontrolle über die Daten hat. Was eine Blockchain ist, haben wir bereits gesehen, im Folgenden erklären wir, wie sie funktioniert.
Wie funktioniert sie?
Die Daten werden gleichzeitig auf allen Knoten des Netzwerks gespeichert.
Jeder Knoten hat eine vollständige Kopie der Blockchain.
Entscheidungen werden durch Konsens getroffen (Konsensprotokolle wie Proof of Work oder Proof of Stake).
Was sind die Vorteile für Nutzer und Unternehmen?
Erweiterte Sicherheit: Aufgrund des verteilten Netzwerks müsste ein Hacker mehr als 50 % der Knoten kompromittieren, um eine Blockchain zu kontrollieren, was äußerst schwierig wäre.
Datenschutz: Keine zentrale Stelle kann Ihre Daten ohne Ihre Zustimmung verwenden oder verkaufen.
Zuverlässigkeit: Wenn ein oder mehrere Knoten ausfallen, bleibt das Netz betriebsbereit.
3.2 Transparenz – alles im Blick
Ein weiterer Grundpfeiler der Blockchain ist die Transparenz. Jede auf der Blockchain getätigte Transaktion wird öffentlich aufgezeichnet und kann von jedermann eingesehen werden.
Wie funktioniert die Transparenz?
Jede Blockchain enthält eine Liste von Transaktionen, die von den Nutzern überprüft werden können.
Die Transaktionsdaten sind für jeden über einen Blockchain-Explorer zugänglich.
Vorteile der Transparenz:
Kein Vertrauensbruch mehr: Ob es sich um Finanzanlagen oder Lieferketten handelt, jede Interaktion kann überprüft werden.
Erhöhtes Vertrauen der Verbraucher in die von ihnen gekauften Produkte: Die Verbraucher wissen genau, was sie kaufen, da sie Zugang zur vollständigen Produkthistorie haben.
3.3 Unveränderlichkeit – einmal geschrieben, nie mehr löschbar
Ein Grundprinzip, das eine Blockchain von anderen Technologien unterscheidet, ist die Unveränderbarkeit. Sobald Informationen in einer Blockchain gespeichert sind, können sie nicht mehr geändert oder gelöscht werden, ohne Spuren zu hinterlassen.
Wie funktioniert sie?
Jeder Block in der Blockchain ist durch einen eindeutigen Hash kryptografisch mit dem vorangegangenen Block verknüpft.
Wenn eine Transaktion geändert wird, muss der Hash für alle nachfolgenden Blöcke neu berechnet werden – ein Vorgang, der in großen Netzwerken fast unmöglich ist.
Warum ist Unveränderlichkeit wichtig?
Hohe Sicherheit: Die Daten bleiben intakt und sind vor Manipulationen geschützt.
Nachprüfbare Historie: Ob Finanztransaktionen, medizinische Daten oder Buchhaltungsunterlagen, alles wird sicher archiviert.
Rechenschaftspflicht: Da alle Aktionen unumkehrbar sind, macht die Blockchain-Technologie den traditionellen „vertrauenswürdigen“ Vermittler überflüssig.
Verschlüsselung und Hashing in der Blockchain-Technologie
Hashing und Verschlüsselung sind zwei grundlegende Konzepte der Cybersicherheit und Softwareentwicklung. Wenn Sie Entwickler sind oder sich für Cybersicherheit interessieren, sind Sie wahrscheinlich bereits mit diesen Begriffen vertraut. Für diejenigen, die sie noch nicht kennen, aber daran interessiert sind, erklären wir im Folgenden , was sie bedeuten, wie sie funktionieren und welche Rolle sie beim Schutz von Daten spielen.
4.1 Verschlüsselung
Bei der Verschlüsselung werden Daten so verschlüsselt, dass sie nur von autorisierten Parteien gelesen werden können, die den Entschlüsselungsschlüssel besitzen. Im Gegensatz zum Hashing ist die Verschlüsselung ein bidirektionaler Prozess, d. h. verschlüsselte Daten können erkannt und in ihrer ursprünglichen Form wiederhergestellt werden.
Im Zusammenhang mit der Blockchain-Technologie ist die Verschlüsselung der Schlüssel zum Schutz von Transaktionen und gemeinsamen Daten. Im Grunde sichert sie Informationen und sorgt dafür, dass Unbefugte nicht auf sie zugreifen, sie verändern oder manipulieren können.
Warum ist Verschlüsselung in einer Blockchain wichtig?
Die Blockchain basiert auf dem Konzept der Transparenz und Sicherheit, und die Verschlüsselung spielt eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung dieser beiden Eigenschaften.
Hier sind einige Gründe, warum Verschlüsselung besonders wichtig ist:
Sicherstellung des Schutzes sensibler Daten
Die Verschlüsselung schützt persönliche und finanzielle Daten, die über das Netzwerk übertragen werden, wie z. B. Kontodaten, Transaktionen oder digitale Identitäten.
Sorgt für Manipulationssicherheit
Dank der Verschlüsselung ist jede Änderung von Daten in einem Block sofort für den Rest des Netzes sichtbar.
Gewährleistet die Vertraulichkeit der Daten
In einer Blockchain kann nur derjenige, der den richtigen Schlüssel hat, die Informationen entschlüsseln. Die Nutzer können daher ein sehr hohes Maß an Privatsphäre genießen.
Widerstandsfähigkeit gegen Cyberangriffe
Dank der fortschrittlichen Verschlüsselung gilt die Blockchain als eine der sichersten technologischen Lösungen gegen Hacker.
In der Blockchain verwendete Verschlüsselungsalgorithmen
Einige der am häufigsten verwendeten Algorithmen sind:
1. SHA-256 (Sicherer Hash-Algorithmus)
Dieser Algorithmus wird hauptsächlich zur Sicherung von Transaktionen verwendet, indem er eindeutige und unumkehrbare Hashes erstellt.
2. ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)
ECDSA wird für digitale Signaturen verwendet und ermöglicht die Authentifizierung von Transaktionen. Wichtig wegen der hohen Effizienz und Sicherheit.
3. AES (Advanced Encryption Standard)
AES wird zum Ver- und Entschlüsseln von Daten verwendet, die in Blockchain-Netzwerken gespeichert sind. Es ist aufgrund seiner Geschwindigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Angriffe beliebt.
4. RSA (Rivest-Shamir-Adleman)
RSA ist ein weiterer Algorithmus, der häufig zur Verschlüsselung verwendet wird, insbesondere in privaten Blockchain-Netzwerken zum sicheren Schlüsselaustausch.
Wie funktioniert die Blockchain-Verschlüsselung?
Die in der Blockchain verwendete Verschlüsselung umfasst im Wesentlichen zwei Prozesse:
Datenverschlüsselung
Die Daten werden mithilfe eines kryptografischen Algorithmus in ein verschlüsseltes Format umgewandelt, so dass nur Inhaber eines „Schlüssels“ darauf zugreifen können.
2. Entschlüsselung der Daten
Die berechtigte Person verwendet den Schlüssel, um die Informationen wieder in ihr ursprüngliches, lesbares Format umzuwandeln.
In der Blockchain sind diese Prozesse für die Validierung und Autorisierung von Transaktionen unerlässlich. An dieser Stelle kommen die beiden grundlegenden Konzepte der Verschlüsselung ins Spiel:
Öffentlicher Schlüssel und privater Schlüssel
Blockchain-Systeme verwenden eine Verschlüsselung mit zwei Schlüsseln – dem öffentlichen Schlüssel (der für jeden zugänglich ist) und dem privaten Schlüssel (der geheim gehalten werden muss).
Hash-Funktionen
Ein weiteres Schlüsselelement ist der Hash, mit dem ein eindeutiger „Fingerabdruck“ der Daten erstellt wird. Damit lässt sich die Integrität von Informationen überprüfen, ohne dass ihr Inhalt preisgegeben wird.
4.2 Hashing
Hashing ist eine Methode zur Umwandlung beliebiger Daten in eine eindeutige Folge von Zeichen fester Länge, die als Hash bezeichnet wird. Es ist eine der grundlegenden Technologien, die den Betrieb einer Blockchain untermauern, und soll die Integrität und Sicherheit von Informationen gewährleisten.
Wir können uns das Hashing wie einen „Fingerabdruck“ vorstellen. Jeder Datensatz, unabhängig von Größe und Inhalt, erzeugt einen eindeutigen Hashwert. Eine kleine Textdatei und eine riesige Datenbank erzeugen zum Beispiel völlig unterschiedliche Hashes, die aber beide die gleiche Länge haben.
Warum das wichtig ist.
Hashing spielt eine entscheidende Rolle in der Blockchain, weil:
Bewahrung von Transparenz und Integrität: Jede Änderung der ursprünglichen Daten führt zu einem völlig anderen Hash, was Datenmanipulationen verhindert.
Sicherheit: Hashing hilft bei der Verschlüsselung von Informationen und schützt sie vor externen Angriffen.
Optimiert den Überprüfungsprozess: Die Datenüberprüfung und -verarbeitung in der Blockchain ist aufgrund der festen Natur von Hashes schnell und effizient.
Wie Hashing funktioniert.
Beim Hashing wird eine mathematische Funktion namens Hash-Funktion verwendet, um Eingabedaten umzuwandeln. Das allgemeine Schema sieht folgendermaßen aus:
1. Eingabe: Jede Art von Daten – von einfachem Text bis hin zu Dateien oder Transaktionen.
2. Prozess: Die Hash-Funktion wendet einen Algorithmus auf die Daten an.
3. ergebnis: Es wird ein eindeutiger Hash mit fester Länge erzeugt.
Ein wichtiger Punkt: Egal, wie lang oder komplex der ursprüngliche Datensatz ist, der resultierende Hash hat immer dieselbe Länge. Zwei verschiedene Datensätze sollten niemals denselben Hash erzeugen (Hash-Kollision). Dies ist ein grundlegender Standard für effiziente Hash-Algorithmen.
Beispiel: Wenn Sie das Wort „Passwort“ in eine Hash-Funktion wie SHA-256 eingeben, erhalten Sie eine feste Zeichenkette, etwa „5e884898da28047151d0e56f8dc6292773603d0d0d6aabbdd41“. Wenn Sie ein einziges Zeichen bei der Eingabe ändern, wird das Ergebnis völlig anders ausfallen.
In der Blockchain verwendete Hashing-Algorithmen
In der Blockchain-Technologie werden verschiedene Hashing-Algorithmen verwendet, um Informationen zu verschlüsseln und zu sichern. Hier sind einige der beliebtesten Algorithmen:
SHA-256 (Secure Hash Algorithm): der bekannteste Algorithmus, der in Netzwerken wie Bitcoin verwendet wird. Er ist sehr sicher und erzeugt 256-Bit-Hashes.
Keccak-256: Wird von Ethereum übernommen und bietet eine sichere Alternative zu SHA-256.
Scrypt: Wird für Kryptowährungen wie Litecoin verwendet.
Diese Hash-Funktionen sind grundlegend für die Ausführung von Prozessen wie die Erstellung von Blöcken, die Durchführung von Transaktionen und deren Verifizierung.
Reale Beispiele für die Verwendung von Hashing in der Blockchain
Bitcoin: Im Bitcoin-Netzwerk wird Hashing verwendet, um Transaktionen zu validieren und Blöcke zu verbinden. SHA-256 verbindet jeden Block kryptografisch mit dem vorherigen Block.
Ethereum: Das Ethereum-Netzwerk verwendet Hashing zur Validierung von intelligenten Verträgen und zur Verarbeitung kommerzieller Transaktionen.
Finanzprüfung: Einige Unternehmen verwenden Hashing, um die Integrität von Lieferketten oder die Richtigkeit von Finanzdaten zu überprüfen.
Die Zukunft der Blockchain-Technologie
Die Entwickler arbeiten weiter an der Verbesserung der Blockchain-Technologie und der Kryptowährungen. Ständig werden neue virtuelle Währungen auf den Markt gebracht und neue Funktionen in das Netzwerk aufgenommen, um Transaktionen schneller, sicherer und effizienter zu machen.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Blockchain-Technologie revolutionär ist und mit Sicherheitdas Potenzial hat, die Art und Weise, wie wir online mit Geld umgehen, zu verändern.