Ein Blick in die Blockchain

Das Thema Blockchain beginnt im Zusammenhang mit Online-Bezahlungen und den sogenannten Bitcoins zunehmend an Bedeutung zu gewinnen, ist aber nicht immer leicht zu verstehen. Höchste Zeit also, einen Blick „hinter die Kulissen“ dieser Technologie zu werfen: Bei der Blockchain (zu deutsch „Blockkette“) handelt es sich im Grunde über eine spezielle Form einer netzwerkbasierten Datenbank, also einer speziellen Datei, bestimmte Datensätze strukturiert abspeichert. Diese Datenbank wird verwendet um Transaktionen, wie beispielsweise Zahlungsvorgänge, zu organisieren und abzuspeichern. Die „Chain“ bildet dabei die Basis der digitalen sogenannten Kryptowährungen wie Bitcoin und zeichnet sich dabei durch zwei Besonderheiten aus: Sie ist dezentral und fälschungssicher.

Gemeinsame Verwaltung

Dezentralität bedeutet, dass keine zentrale Instanz, beispielsweise eine Bank oder ein einzelner Systemadministrator, zur Pflege und Verwaltung der Datenbank benötigt wird. Stattdessen ist die Blockchain-Datenbank auf einem Rechnernetzwerk gespeichert, durch das sie gleichzeitig automatisch verwaltet wird. Dieses Netzwerk besteht aus allen Computern, die an einem Transaktionssystem wie Bitcoin teilnehmen. Die Blockchain liegt dabei als Kopie auf jedem einzelnen Rechner vor. Findet eine Transaktion z.B. in Form eines Zahlungsvorganges statt, wird dieser Vorgang auf allen am Transaktionssystem teilnehmenden Rechner protokolliert, d.h. auf jeder Kopie wird dieser Vorgang verzeichnet. Dies macht einen Teil des Sicherheitskonzeptes der Datenbank aus: Um die Datei nachträglich zu verändern, müsste jede einzelne der identischen Kopien auf allen Rechnern des Netzwerks verändert werden. Da dies technisch allerdings durchaus möglich wäre, kommt ein zweiter Aspekt der Sicherheit der hinzu.

Die Signatur sorgt für Sicherheit

Um diesen zu verstehen, muss ein Blick auf die Struktur der Chain geworfen werden. Im Grunde funktioniert diese wie ein sehr langes Journal, wie es aus der Buchführung bekannt ist. Es werden alle im Netzwerk stattfindenden Vorgänge protokolliert und hintereinander geschrieben. Diese lange Auflistung von Vorgängen so unterteilt, dass eine bestimmte Anzahl von Transaktionsvorgängen in einem Abschnitt zusammengefasst werden. So entstehen Blocks, die kettenförmig hintereinander geschrieben werden. Daher auch die Bezeichnung dieser Technologie. Die Aufgabe, eine bestimmte Anzahl von Transaktionen in Blocks zusammenzufassen und zu protokollieren übernehmen die Mitglieder des Netzwerkes, also die an das Netzwerk angeschlossenen Computer. Aufgrund dieser Eigenschaft kommt das Blockchain-System ohne einen externen Verwalter aus.

Um nun das System sicher zu machen, wird aus jedem Block eine Prüfsumme erstellt. Das Besondere an dieser Signatur ist, dass sie sehr schwer zu erstellen ist, der dazu gehörige Block sehr einfach aufzufinden ist. Die Signatur eines Blocks wirkt dabei wie ein digitaler Fingerabdruck und ist einzigartig für jeden Block. Dieser Fingerabdruck wird erst erstellt, wenn ein Block fertig protokolliert ist und wird dann an den Anfang des nachfolgenden Blocks gestellt. So ist jeder Block mit seinem Vorgänger verkettet und es entsteht eine lange digitale Dateikette. Für das Erstellen der digitalen Signatur ist der sogenannte Hash-Algorithmnus zuständig.

Will ein potentieller Angreifer eine bestimmte Transaktion verändern, also sich beispielsweise eine ungerechtfertigte Auszahlung zu verschaffen, muss er nicht nur den betreffenden Block, in dem die Auszahlung vorhanden ist, verändern, sondern auch alle nachfolgenden Blöcke gleich mit. Ein nahezu aussichtsloses Unterfangen. Dezentralität und die digitale Signatur machen die Blockchain-Datenbank somit nahezu immun gegen nachträgliche Manipulationen.