Was ist eine Blockchain und wie funktioniert sie?

Was ist eine Blockchain?

Eine Blockchain ist 'ne digitale Datenbank (auch „public ledger“ genannt), in der Transaktionen gespeichert werden. Meistens ist sie öffentlich zugänglich (open-source) und wird von vielen Computern weltweit betrieben. Heißt: Das Ganze ist dezentral organisiert.

Die Blockchain besteht aus Blöcken (Blocks), die Transaktionen enthalten. Jeder Block wird mit dem vorherigen Block verbunden – so entsteht eine Kette: die Blockchain. Ein neuer Block enthält die neusten Transaktionen und verweist auf den vorherigen. Sobald sich das Netzwerk einig ist, dass alles korrekt ist, wird der Block angehängt.

Was einmal in der Blockchain steht, bleibt auch da. Nichts kann im Nachhinein verändert oder gelöscht werden.

Beispiel: Stell dir vor, die Blockchain ist wie eine Ankerkette. Jeder Block ist ein Glied mit Infos über Transaktionen. Wenn du die Kette runtergehst, kannst du jede Transaktion seit dem ersten Block nachverfolgen. So sieht man immer genau, was passiert ist. Und wenn jemand versucht, was zu fälschen, merkt das Netzwerk das sofort und lehnt es ab. Deshalb ist die Blockchain so verlässlich und sicher.

---

Wichtigste Erkenntnisse

• Blockchain ist ein dezentrales und unveränderliches digitales Register, in dem Transaktionen in kryptografisch verbundenen Blöcken gespeichert werden.
• Kryptowährungen laufen auf Blockchains und nutzen die Technologie für Transaktionen und Sicherheit.
• Transaktionen werden durch sogenannte Konsensmechanismen wie Proof of Work (PoW) oder Proof of Stake (PoS) verifiziert.
• Die Technologie bietet durch Kryptografie, Dezentralisierung, Transparenz und Unveränderlichkeit ein hohes Maß an Sicherheit.
• Vorteile: sicher, transparent, offen für alle. Nachteile: hoher Energieverbrauch, Skalierungsprobleme.

---

Sind Kryptowährungen Blockchains?

Nee, nicht direkt. Kryptowährungen wie BTC oder Ether sind digitale Coins, die auf einer Blockchain laufen, wie z. B. dem Bitcoin- oder Ethereum-Netzwerk. Die Coins werden in der Blockchain verwaltet – die Blockchain selbst ist das System dahinter.

Wenn du z. B. BTC verschickst, wird die Transaktion vom Netzwerk geprüft und dann dauerhaft in der Blockchain gespeichert.

Wie funktioniert eine Blockchain?

Die Blockchain ist quasi ein gemeinsames Register, das auf vielen Computern (Nodes) gespeichert ist. Jede Transaktion wird sicher, transparent und dauerhaft dort festgehalten. So läuft’s Schritt für Schritt ab:

1. Eine Transaktion wird erstellt

Du willst z. B. Bitcoin schicken. Dafür öffnest du deine Wallet und gibst die Adresse vom Empfänger ein, den Betrag und (wenn nötig) Zusatzinfos wie eine Memo. Dabei zahlst du auch eine Gebühr – als Belohnung für die Nodes, die das Ganze verarbeiten.

2. Die Transaktion geht ins Netzwerk

Deine Transaktion wird ans ganze Peer-to-Peer-Netzwerk geschickt. Jede Node bekommt die gleichen Infos.

3. Verifizierung der Transaktion

Jetzt prüfen die Nodes, ob die Transaktion echt ist. Wie genau das läuft, hängt vom Konsensmechanismus ab. Die zwei bekanntesten:

• Proof of Work (PoW): Computer lösen schwierige Rätsel – wie bei Bitcoin.
• Proof of Stake (PoS): Validatoren setzen Coins als Sicherheit ein, um Transaktionen zu prüfen – wie bei Ethereum oder Cardano. Ist effizienter als PoW.

4. Transaktionen kommen in einen Block

Sobald die Transaktionen bestätigt sind, landen sie gesammelt in einem neuen Block. Dieser wird dann von einer Node (Miner bei PoW, Validator bei PoS) erstellt.

5. Block wird an die Blockchain gehängt

Der neue Block kriegt 'ne Referenz auf den vorherigen (dessen Hash) – dadurch entsteht die Kette. Wenn der Block angehängt ist, bleibt er so – nix kann mehr geändert werden.

6. Bestätigung durch das Netzwerk

Sobald der Block angehängt wurde, wird die aktualisierte Blockchain an alle Nodes geschickt. Jetzt haben alle dieselbe Version. Ist die Transaktion einmal in einem bestätigten Block, gilt sie als abgeschlossen.

Beispiel: Du willst 'nem Freund 'nen Brief schicken. Du schreibst den Brief, steckst ihn in einen Umschlag, schreibst deine Adresse (deine Walletadresse) drauf und die deines Freundes als Empfänger. Dann bringst du den Brief zur Post (die Nodes im Netzwerk). Die checken, ob alles okay ist und nix faul dran ist (Transaktion gültig?).

Wenn alles passt, kommt der Brief mit anderen geprüften Briefen in eine Postsack (Block mit mehreren Transaktionen). Dieser Sack kriegt eine Nummer, z. B. Block #840.000 – so kann man später genau nachschauen, was drin war und wann’s rausging.

Ist der Brief einmal angekommen, ist das fix gespeichert: Keiner kann behaupten, dass der Brief nie versendet wurde oder den Inhalt ändern.

Was ist der größte Vorteil von Blockchains?

Der wohl größte Vorteil ist, dass du keine zentrale Stelle brauchst – also keine Bank oder so. Du kannst direkt mit anderen kommunizieren oder Transaktionen machen, ohne 'nen Vermittler.

Warum ist die Blockchain so sicher?

Blockchain gilt als ziemlich sicher – und das hat mehrere Gründe:

1. Kryptografie

Alle Infos werden verschlüsselt gespeichert. Mit kryptografischen Verfahren wird sichergestellt, dass nur Leute mit den richtigen Schlüsseln lesen oder schreiben können. Jede Transaktion muss digital unterschrieben sein. Außerdem bekommt jeder Block einen „Hash“, der seinen Inhalt zusammenfasst und absichert.

Wenn du was änderst, ändert sich der Hash – und alle merken’s sofort. Deshalb ist die Blockchain so schwer zu manipulieren.

2. Die Blockkette

Wenn ein Hacker versucht, was zu ändern, müsste er nicht nur einen, sondern alle nachfolgenden Blöcke auch manipulieren. Auf großen Netzwerken ist das praktisch unmöglich, weil so viele Nodes beteiligt sind.

3. Dezentralisierung

Es gibt keine zentrale Instanz. Die Daten sind auf ganz vielen Nodes gespeichert – weltweit. Alle Nodes haben dieselbe Version. Wenn du eine Transaktion machst, müssen sich mehrere Nodes einig sein, dass sie gültig ist.

4. Konsensmechanismen

Neue Blöcke kommen nur rein, wenn das Netzwerk zustimmt – meistens müssen über 50 % der Nodes zustimmen. Das verhindert betrügerische Blöcke. Will jemand schummeln, müsste er mehr als 50 % der Nodes kontrollieren – das ist sehr schwer. Nennt sich auch 51 %-Angriff.

5. Transparenz

Öffentliche Blockchains sind meistens open-source. Jeder kann den Code und alle Transaktionen einsehen. Mit sogenannten Blockexplorern kannst du dir alles ganz genau anschauen.

6. Unveränderbarkeit (Immutabilität)

Sobald Daten in der Blockchain stehen, bleiben sie da. Man kann sie nicht einfach löschen oder ändern. Nur wenn das ganze Netzwerk zustimmt – zum Beispiel per Hard Fork – kann was angepasst werden. So war das auch nach dem DAO-Hack bei Ethereum. Danach gab’s zwei Chains: Ethereum (neu) und Ethereum Classic (alt).

Welche Arten von Blockchains gibt’s?

Es gibt verschiedene Arten von Blockchains, die Entwickler nutzen können – nämlich öffentliche Blockchains, halb-private Blockchains, private Blockchains und Konsortium-Blockchains:

1. Öffentliche Blockchains
   Das ist die Art von Blockchain, die man am besten kennt. Blockchains wie Bitcoin oder Ethereum gehören dazu. Jeder kann die Daten einsehen und am Netzwerk teilnehmen – ohne Erlaubnis und ohne dabei seine Anonymität zu verlieren. Diese Blockchains sind komplett offen und dezentral, es gibt also keine zentrale Instanz, die das Ganze kontrolliert.

2. Halb-private Blockchains
   Bei halb-privaten Blockchains hat eine Firma oder Organisation das Sagen. Das Netzwerk ist also zentraler als bei öffentlichen Blockchains. Die Organisation kann entscheiden, wer teilnehmen darf – oder nicht. Die Blockchain ist also nicht komplett offen, aber bietet einen kontrollierten Zugang für bestimmte Leute. Gerade für Unternehmen oder Behörden, die etwas mehr Kontrolle brauchen, kann das sinnvoll sein.

3. Private Blockchains
   Hier läuft alles über eine einzige zentrale Stelle. Nur diese Partei darf Daten lesen, Transaktionen ausführen und überhaupt am Netzwerk mitmachen. Für Projekte, bei denen Transparenz wichtig ist, ist das eher nichts – aber für Unternehmen, die eine geschlossene, kontrollierte Umgebung wollen, ist es genau richtig.

4. Konsortium-Blockchains
   Diese Art ist bei Unternehmen gerade sehr beliebt. Eine festgelegte Gruppe von Teilnehmern – zum Beispiel mehrere Firmen – kümmert sich gemeinsam um den Konsens im Netzwerk. Je nach Aufbau dürfen nur diese Partner Transaktionen durchführen oder die Daten sehen. Das macht Konsortium-Blockchains besonders spannend für Business- oder institutionelle Anwendungen, wo Zusammenarbeit, Kontrolle und Datenschutz wichtig sind.

Energieverbrauch von Blockchain-Technologie

Der Energieverbrauch von Blockchains ist ein heiß diskutiertes Thema. Vor allem Kryptowährungen wie Bitcoin stehen oft in der Kritik, weil sie sehr viel Strom brauchen und als umweltschädlich gelten. Das liegt daran, dass Bitcoin (genauso wie Dogecoin) das sogenannte Proof-of-Work-Verfahren nutzt. Dabei lösen weltweit tausende Computer komplizierte kryptografische Aufgaben – das kostet richtig viel Rechenpower und damit auch Strom. Das Ganze nennt man Mining. Laut verschiedenen Quellen verbraucht Bitcoin so viel Strom wie ein ganzes Land – zum Beispiel Polen.

Weil das natürlich problematisch ist, wurden andere Blockchains entwickelt, die stattdessen auf Proof-of-Stake setzen. Da muss man keine schwierigen Rechenaufgaben mehr lösen. Stattdessen „sperren“ Leute ihre Coins als Pfand und dürfen dann Transaktionen bestätigen. Das spart eine Menge Energie. Bekannte Blockchains, die Proof-of-Stake nutzen, sind zum Beispiel Ethereum und Cardano.

Skalierbarkeit von Blockchains

Mit Skalierbarkeit meint man, wie schnell Blockchains viele Transaktionen verarbeiten können – sicher und effizient. Je mehr los ist, desto mehr kommt das Netzwerk an seine Grenzen. Deshalb bekommen gerade Bitcoin und Ethereum in Stoßzeiten viel Kritik ab. Beide Netzwerke lassen jede Transaktion von allen Teilnehmern bestätigen, was die Geschwindigkeit limitiert. Wenn’s voll wird, dauert’s länger und wird teurer.

Weil Bitcoin eigentlich als Ersatz fürs klassische Finanzsystem gedacht war, ist das ein echtes Problem. Bitcoin schafft aktuell nur etwa 7 Transaktionen pro Sekunde – im Vergleich zu Visa mit tausenden pro Sekunde ist das ziemlich wenig.

Aber keine Sorge, es gibt Lösungen! Zum Beispiel:

• Layer-2-Lösungen (wie das Bitcoin Lightning Network): Damit werden Transaktionen außerhalb der Haupt-Blockchain abgewickelt und dann zusammen bestätigt.
• Sharding: Hier wird das Netzwerk in kleinere Teile aufgeteilt, die parallel arbeiten – das erhöht die Geschwindigkeit enorm.
• Neue Konsensverfahren: Wie z. B. Solanas Proof of History oder neue Proof-of-Stake-Varianten wie bei Avalanche.

Vor- und Nachteile der Blockchain-Technologie

Blockchains haben coole Vorteile – aber auch ein paar Nachteile. Hier mal ein Überblick:

Vorteile	Nachteile
Dezentral: Kein Einzelner kontrolliert das Netzwerk. Alles läuft über viele Nodes weltweit.	Hoher Stromverbrauch: Blockchains wie Bitcoin brauchen durch Proof of Work sehr viel Energie.
Transparent: Alle Transaktionen sind öffentlich einsehbar – Manipulation ist fast unmöglich.	Skalierungsprobleme: Wenn es voll wird, kann es langsam und teuer werden.
Sicher: Durch Kryptografie sind Daten gut geschützt und kaum zu fälschen.	Nicht rückgängig: Transaktionen lassen sich bei Fehlern oder Betrug nicht einfach zurücknehmen.
Zugänglich: Jeder mit Internet kann mitmachen.	–

Wer hat die Blockchain erfunden?

Viele denken, dass Blockchain erst mit Bitcoin und Satoshi Nakamoto entstanden ist. Klar, er hat Blockchain groß gemacht – aber die Idee ist älter.

Schon 1983 kam der Informatiker David Chaum auf das Konzept von „Blind Signatures“ – eine Technik, bei der Daten unterschrieben werden, ohne dass man sie lesen kann. Das war die Grundlage für anonyme digitale Zahlungen.

1991 haben dann die Mathematiker Stuart Haber und W. Scott Stornetta eine Methode entwickelt, um digitalen Dokumenten einen sicheren Zeitstempel zu geben – damit man sie später nicht unbemerkt verändern kann. Ein Jahr später kamen sie auf die Idee, die Daten als Kette zu speichern – quasi die erste Blockchain.

Erst 2008 wurde die Technik durch Satoshi Nakamoto und das Bitcoin-Whitepaper so richtig bekannt. Zum ersten Mal wurde Blockchain öffentlich und dezentral genutzt – ohne Banken dazwischen. Das war revolutionär: Kryptografie, wirtschaftliche Anreize und Technologie – alles in einem funktionierenden System.

Satoshi war also nicht der Erfinder der Idee, aber auf jeden Fall derjenige, der sie groß gemacht hat – und die moderne Blockchain, wie wir sie kennen, auf den Weg gebracht hat.

Fazit

Blockchain ist eine spannende Technologie, mit der man Daten sicher, transparent und unveränderbar speichern kann – ganz ohne zentrale Kontrolle. Dank Kryptografie, Dezentralisierung und Konsensverfahren schafft sie Vertrauen in Netzwerken. Klar gibt’s Herausforderungen wie Stromverbrauch oder Skalierbarkeit, aber die Möglichkeiten sind riesig – nicht nur für Finanzanwendungen. Und da ständig neue, bessere Verfahren entwickelt werden, bleibt Blockchain definitiv spannend für die Zukunft.