Blockchains

Was sie sind und warum man das wissen sollte.

Eine Blockchain ist eine Art Datenspeicher für alles, was einen digitalen Wert hat. Jede neue Transaktion wird in einem Block gespeichert, der an eine Kette vorhandener Datensätze angehängt wird. Üblicherweise dient eine Blockchain dazu, Daten über ein offenes Netzwerk hinweg zu duplizieren. Updates erfolgen für alle Parteien in der Blockchain gleichzeitig und werden mittels eines öffentlichen Verifizierungsprozesses validiert, sodass sich die Richtigkeit der Daten ohne eine zentrale Abwicklungsstelle wie eine Bank sicherstellen lässt.

Die Geschichte der Blockchain

Die Technologie, auf der Blockchain-Datenspeicher und -Workflows basieren, gibt es bereits seit den 1990er Jahren. Die erste echte Blockchain-Implementierung war Bitcoin. Bitcoin – 2008 erstmals beschrieben und 2009 als Open-Source-Software veröffentlicht – ist ein Peer-to-Peer-System zur Verwaltung digitaler Assets und Zahlungen ohne Single Point of Failure.

Frühere Versuche, eine digitale Währung zu schaffen, waren fehlgeschlagen, weil digitale Transaktionen kopiert werden konnten und es den Nutzern so möglich war, Geldbeträge mehrmals auszugeben. Bitcoin löste dieses Problem mit den universellen Buchhaltungs- und Bestätigungsprozessen von Blockchain.

Mit der Blockchain-Technologie erhielt Bitcoin einen definierten Satz von Regeln, sodass Transaktionen ohne vermittelnde zentrale Instanz direkt zwischen Privatnutzern ablaufen können. Mit der wachsenden Popularität von Bitcoin entstanden schnell weitere digitale Währungen mit jeweils eigenen Blockchain-Implementierungen. Jede neue erfolgreiche Implementierung erregte Aufmerksamkeit und mittlerweile wird solchen Lösungen branchen- und anwendungsübergreifend großes Interesse entgegengebracht.

Verschiedene Blockchain-Typen

Nicht alle Blockchains sind gleich. Mehrere aktuelle Kryptowährungen (auch als digitale Währungen bezeichnet) basieren auf der Bitcoin-Codebasis und viele nutzen die gleiche Blockchain. Bitcoin und Litecoin nutzen beispielsweise dasselbe Binärformat für die Blockchain, unterscheiden sich jedoch in den Verschlüsselungs- und Konsensmechanismen. Die Kryptowährung Zcash basiert auf einer früheren Bitcoin-Version, die jedoch stark abgeändert wurde, um ein höheres Maß an Anonymität und Datenschutz zu erzielen. Zugangsbeschränkte Blockchains wie Hyperledger, Chain, R3 Corda und BigchainDB nutzen eine zugrunde liegende NoSQL-Datenbank zum Speichern der Blockchain-Daten. Bei zugangsbeschränkten oder privaten Blockchains erhalten bestimmte Parteien im Netzwerk die Autorität, Blockchain-Transaktionen über eine Zugriffsschicht zu authentifizieren. Private Blockchains erfordern keinen Konsensprozess und ziehen weniger tiefgreifende Veränderungen nach sich, da sie sich stärker auf eine integrierte Autorität stützen.

Die Blockchain-Technologie wurde anfangs von der Finanzdienstleistungsbranche aufgegriffen, doch mittlerweile wird ihr Potenzial in vielen Bereichen wie Energieversorgung, Telekommunikation, Gesundheitswesen, Automobilität und sogar Wahlsystemen erkannt. Mike Quindazzi Managing Director PwC

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Blockchain in der Welt von heute

Die Blockchain-Technologie kann viele Probleme im Zusammenhang mit Datenschutz und Sicherheit lösen und kommt deshalb immer stärker ins Spiel.

Blockchains für das Gesundheitswesen

Beim Einsatz von Blockchains im Gesundheitswesen generiert jedes Ereignis im Rahmen der Patientenversorgung einen neuen „Block“ von Informationen. Dieser ist vollständig, dauerhaft und unveränderbar. Die Ereignisse können eine Aktualisierung der Patientenakte, Zahlungstransaktionen oder Anrufe bei einer Pflegekraft sein. Bei dieser Strategie liegt die Kontrolle der Patientendatensätze nicht in den Händen verschiedener Gesundheitsdienstleister, sondern in den Händen des Patienten.

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Blockchain-Analytics für das Internet der Dinge

Mit stärkerer Verbreitung von Blockchains werden immer mehr Unternehmen für die Analyse auf immer komplexere und umfangreichere Daten zugreifen müssen, die in solchen Systemen gespeichert sind. Wie können Analytics-Verfahren auf Daten in diesem neuen Format angewendet werden? Und wie lassen sich vertrauliche Daten analysieren, die in eine Blockchain einfließen? Dieser Beitrag beschreibt ein praktisches Beispiel für die Analyse von Blockchain-Daten, die im Internet der Dinge generiert wurden.

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Wie steht es um Cyber-Sicherheit und Betrug?

Öffentliche Blockchains für Kryptowährungen stehen unter erheblichem Druck, Themen wie Geldwäsche- und Betrugsbekämpfung anzugehen. Mit zunehmender Verbreitung der Kryptowährungen steigt weltweit der regulatorische Druck. Wie Blockchain-Implementierungen in Zukunft aussehen werden, hängt davon ab, wie wir jetzt mit Bitcoin und anderen Kryptowährungen verfahren.

Neue Wege der Betrugsbekämpfung

Blockchain-Technologie: was sie nicht ist

Dank ihres Potenzials werden wenige Technologien so hochgejubelt wie Blockchain. Wer die Technologie einsetzen möchte, sollte aber nicht nur wissen, was Blockchain ist, sondern auch, was sie nicht ist.

Blockchain ist mehr als nur Bitcoin. Die Blockchain-Technologie ist zwar mit Onlinewährungen bekannt geworden, aber keineswegs auf Bitcoin & Co. beschränkt. Sie kann in verschiedensten Bereichen Anwendung finden wie Banking, Versicherungen, Transaktionen oder viele Arten von Verträgen, bis hin zur Steuererklärung.

Eine Blockchain ist mehr als eine Datenbank. Allgemein ausgedrückt ist eine Blockchain ein Protokoll, das beschreibt, wie Transaktionen definiert, verkettet, übertragen und erfasst werden. Die Blockchain umfasst Prozesse, die einen Konsens bezüglich der Aktualisierung des Datenspeichers herstellen. Eine Blockchain ist in technischer Hinsicht keine Datenbank, doch viele Blockchain-Implementierungen verwenden eine Schlüssel-Wert-Datenbank als Datenspeicher, sodass die Daten als Teil des Systems verschlüsselt werden. Dementsprechend fungieren zugangsbeschränkte oder private Blockchains als Operational Data Stores, die bei jedem Schritt in einem Transaktionsprozess angehängt werden.

Was zeichnet die Blockchain-Technologie aus?

In diesem Video erläutert Oliver Schabenberger, Executive Vice President, Chief Operating Officer und Chief Technology Officer bei SAS, den Mechanismus für Vertrauen bzw. Konsens auf der Grundlage von Vielen in Blockchains. Sein Fazit: „Die Blockchain-Technologie ermöglicht erwiesenermaßen richtige, validierte Transaktionen, auf die sich alle Parteien in der Blockchain geeinigt haben.“

Wer nutzt diese Technologie?

Gesundheitswesen

Blockchains erschließen sicherere Möglichkeiten für den Austausch von Patientendaten zwischen Versicherungen, Dienstleistern und Ärzten. Blockchains versprechen eine höhere Informationsgenauigkeit und einen besseren Informationsaustausch und tragen dazu bei, Betrug im Gesundheitswesen zu verhindern.

Einzelhandel und Fertigung

Komplexe Lieferketten – und alle Elemente darin – können für alle interessierten Parteien wie Käufer und Aufsichtsbehörden konsistent und sicher nachverfolgt werden. Lieferketten im Lebensmittelhandel haben früh Blockchains eingesetzt, um die Lebensmittelsicherheit zu verbessern.

Banking

Banken können Teile einer Blockchain untereinander austauschen, um verdächtige Aktivitäten zu kontrollieren und den Transaktionsfluss nachzuvollziehen. Zugangsbeschränkte Blockchains ermöglichen die Neugestaltung von Geschäftsprozessen wie das Verschieben von Transaktionen zwischen Front-, Middle- und Back-Office und machen gleichzeitig den Datenabgleich überflüssig. Auch in der Handelsfinanzierung, im weltweiten Zahlungsverkehr, in der Wertpapierabwicklung und bei Gewerbeimmobilien entstehen neue Einsatzbereiche für Blockchains.

Transportwesen

Blockchains können dazu beitragen, Routen und Verkehrsmittel in Städten und im Umland zu koordinieren. Mit einem Blockchain-Netzwerk, das Bus, Auto, Fahrrad, Schiene und weitere Transportpartner umfasst, kann die beste Route für den Kunden unter Nutzung mehrerer Verkehrsmittel geplant werden. Das ermöglicht einen nahtlosen Übergang zwischen den Verkehrsmitteln, ohne dass mehrere Fahrscheine gelöst werden müssen.

Entwicklungsländer

Blockchain-Lösungen werden bei stark abgewerteten Währungen als Ausweichwährung genutzt. Außerdem eröffnet Bitcoin weltweit etwa 2 Milliarden Menschen, die keinen Zugang zu einer Bank haben, die Möglichkeit, ihr Geld zu verwalten. Länderübergreifende Zahlungen und Überweisungen können getätigt werden, ohne dafür hohe Gebühren zu entrichten.

Versicherungen

Validierung und Datenschutz sind integrale Bestandteile der Blockchain-Technologie und daher sind im Versicherungswesen Blockchain-Implementierungen wie Smart Contracts und eine intelligente Schadenregulierung zu erwarten. Eine private Blockchain-Implementierung kann betrügerische Forderungen reduzieren und ermöglicht allen Parteien, also Versicherern, Anbietern und Kunden, gleichzeitig richtig aktualisierte Daten zu Versicherungsfällen einzusehen.

Die Blockchain-Technologie wird tiefgreifende Veränderungen in der Arbeitsweise von Banken nach sich ziehen. Aber um diese Vision umzusetzen, bedarf es vieler struktureller Veränderungen. Sam Penfield Advisory Solutions Architect SAS

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Wie funktioniert das?

Digitale Währungen, Bestandstransaktionen und Urkunden sind Elemente, die häufig in Blockchains gespeichert werden. In einer Blockchain werden Informationen in Form verketteter Bücher oder Listen gespeichert, die über ein Netzwerk verteilt sind. Dies gewährleistet Sicherheit und Authentifizierung im gesamten System.

In einer Blockchain werden Transaktionen von einer als Client oder Wallet bezeichneten Anwendung erstellt, von einem Miner gesammelt und in einem Block gespeichert. Der Block wird dann mit einem Konsensalgorithmus an den Blockchain-Datenspeicher angehängt. Eine Blockchain ist eine unveränderliche Liste verketteter Blöcke. Jeder Block enthält eine Liste von Transaktionen.

Blockchains enthalten eine Verschlüsselungskomponente, die es sehr schwer macht, die Daten im Netzwerk zu manipulieren, und sind daher geeignet, Sicherheit und Nachvollziehbarkeit für verschiedenste Transaktionstypen zu verbessern.

Je mehr Daten zu einer Blockchain hinzugefügt werden, desto sicherer wird sie. Da jeder neue Block auf der allen Parteien bekannten Richtigkeit des letzten Blocks aufbaut, müssten bei jedem Versuch, die Daten zu manipulieren, auch alle vorherigen Blöcke und alle Blöcke im Netzwerk manipuliert werden.

Blockchains können dazu beitragen, Betrug zu verhindern, bieten jedoch keinen absoluten Schutz vor Nachlässigkeit bei der Sicherheit und mangelhaften Datenhandhabungsverfahren. Sie versprechen aber eine höhere Sicherheit von Transaktionen für Menschen und „Dinge“ in Echtzeit. Der Einsatz der Blockchain-Technologien steckt noch in den Anfängen, doch als neue Art der verteilten Datenumgebung für viele Einsatzbereiche in virtualisierten Netzwerksystemen kommen Blockchains in Frage.

Analysieren von Blockchain-Daten

In Bezug auf die Rolle von Analytics für Blockchains lassen sich zwei Datenkategorien ausmachen:

Ruhende Daten (Data at Rest) – statische Daten, die bereits im unveränderlichen Datenspeicher einer Blockchain enthalten sind.
Daten in Verarbeitung (Data in Motion) – Daten, die jedes Mal produziert werden, sobald in der Blockchain eine Transaktion erstellt wird.

Durch den Export der statischen Blockchain-Daten in eine Analytics-Plattform wird es möglich, die verschiedenen Transaktionsmerkmale zu prüfen, die Transaktionen zu segmentieren, Trends zu analysieren, zukünftige Ereignisse vorherzusagen und Beziehungen zwischen der Blockchain und anderen Datenquellen zu identifizieren. Die Bereitstellung von Blockchain-Daten für die Analyse kann sich für die Geldwäschebekämpfung, Kundenverhalten, die Betrugserkennung, Umsatzprognosen und die Schaffung neuer Services als hilfreich erweisen.

Mit der Einführung von Streaming Analytics erschließen sich weitere Möglichkeiten zur Analyse von Blockchain-Daten in Verarbeitung. Veränderungen in den Aktivitäten der Blockchain lassen sich damit fast in Echtzeit identifizieren. Da sich die Veränderungen gewissermaßen live beobachten lassen, wird es möglich, auf Aktivitäten in der Blockchain zu reagieren, sobald Transaktionen auftreten.

Mithilfe statischer Daten entwickelte Analysemodelle können auf die Daten in Verarbeitung angewendet werden, um die Integrität und Authentizität der Blockchain zu bewahren. Ein gutes Beispiel ist die Erkennung und Bekämpfung von Zahlungsbetrug in Echtzeit. Durch Blockchain-Analysen in Echtzeit lassen sich betrügerische Aktivitäten aufdecken und verdächtige Transaktionen können in dem Moment, in dem sie durchgeführt werden, abgelehnt werden.

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