Wie funktioniert die Blockchain?
Startseite
Artikel
Wie funktioniert die Blockchain?

Wie funktioniert die Blockchain?

Mittel
Veröffentlicht Dec 9, 2018Aktualisiert Jan 5, 2024
5m

Ein zentraler Bestandteil jeder Blockchain ist der Mining-Algorithmus. ¬†Nehmen wir als Beispiel den Algorithmus von Bitcoin. Dieser hei√üt SHA-256 kurz f√ľr "Secure hash algorithm 256 Bits". Er nimmt einen Input, der alles sein kann, Text, Zahlen oder sogar eine Computerdatei beliebiger L√§nge. Der erzeugte Output wird als "Hash" bezeichnet und hat jedes Mal die gleiche L√§nge, 256 Bits in Maschinencode.

Der gleiche Input liefert jedes Mal den gleichen Output, er ist nicht zuf√§llig. Aber wenn du eine kleine √Ąnderung am Input vornimmst, √§ndert sich der Output komplett.

Dies wird auch Einwegfunktion genannt, was bedeutet, dass man, wenn man nur den Output hat, nicht berechnen kann, was der Input war. Du kannst nur erraten, was der Input war, und die Chancen, ihn richtig zu schätzen, stehen 1 zu 2^256, was ziemlich unmöglich ist. Mit anderen Worten, der Algorithmus ist sicher.

Nun, da wir wissen, was der Algorithmus macht, lasst uns mit einem einfachen Beispiel einer Transaktion zeigen, wie eine Blockchain funktioniert.

Hier haben wir Alice und Bob mit ihrem Bitcoin Guthaben. Nehmen wir an, Alice schuldet Bob 2 Bitcoin.

Damit Alice Bob diese 2 Bitcoin schicken kann, sendet Alice eine Nachricht mit der Transaktion, die sie machen will, an alle Miner im Netzwerk.

In dieser √úbertragung gibt Alice den Minern Bobs √∂ffentliche Adresse, die Menge an Bitcoin, die sie senden m√∂chte, zusammen mit einer digitalen Signatur und ihrem √∂ffentlichen Schl√ľssel. Die Unterschrift erfolgt mit Alice's privatem Schl√ľssel und die Miner k√∂nnen best√§tigen, dass Alice tats√§chlich die Besitzerin der Bitcoin ist und dass sie die Transaktion durchf√ľhren will.

Sobald die Miner sicher sind, dass die Transaktion g√ľltig ist, k√∂nnen sie sie zusammen mit vielen anderen Transaktionen in einen Block setzen und versuchen, den Block zu minen. Dies geschieht, indem der Block durch den SHA-256-Algorithmus gef√ľhrt wird. Der Output muss mit einer bestimmten Anzahl von 0's beginnen, um als g√ľltig angesehen zu werden. Die Anzahl der ben√∂tigten 0's h√§ngt von der sogenannten "Schwierigkeit" ab, die sich je nachdem, wie viel Rechenleistung im Netzwerk vorhanden ist, √§ndert.

Um einen Output-Hash mit der gew√ľnschten Menge von 0's zu erzeugen, f√ľgen die Miner dem Block eine sogenannte " Nonce-Zahl " hinzu, bevor sie ihn durch den Algorithmus laufen lassen. Da eine kleine √Ąnderung am Input den Output komplett ver√§ndert, versuchen die Miner zuf√§llige Nonces, bis sie einen g√ľltigen Output-Hash finden.

Sobald der Block geminet ist, sendet der Miner diesen neu gemineten Block an alle anderen Miner. Sie pr√ľfen dann, ob der Block g√ľltig ist, so dass sie ihn zu ihrer Kopie der Blockchain hinzuf√ľgen k√∂nnen und die Transaktion abgeschlossen ist. Aber im Block m√ľssen die Miner auch den Output-Hash aus dem vorherigen Block einbeziehen, so dass alle Bl√∂cke miteinander verbunden sind, daher der Name Block-CHAIN. Dies ist ein wichtiger Teil in der Funktionsweise von Kryptow√§hrungen, da dies die Art und Weise darstellt wie Vertrauen in dem System funktioniert.

Jeder Miner hat seine eigene Kopie der Blockchain auf seinem Computer und jeder vertraut der Blockchain, in die die meiste Rechenarbeit gesteckt wurde: die l√§ngste Blockchain. Wenn ein Miner eine Transaktion in einem fr√ľheren Block √§ndert, √§ndert sich der Output-Hash f√ľr diesen Block, was dazu f√ľhrt, dass sich alle Hashes in den anschlie√üenden Bl√∂cken ebenfalls √§ndern, da die Bl√∂cke mit Hashes verkn√ľpft sind. Der Miner m√ľsste die gesamte Arbeit also wiederholen, um jeden zu √ľberzeugen, dass seine Blockchain die richtige ist. Wenn also ein Miner betr√ľgen wollte, w√ľrde er mehr als 50% der Rechenleistung des Netzwerks ben√∂tigen, was sehr unwahrscheinlich ist. Solche Netzwerkangriffe werden dabei als 51% Angriffe bezeichnet.

Das Konzept, Computer arbeiten zu lassen, um Blöcke zu produzieren, heißt Proof of Work (PoW). Es gibt auch andere Modelle wie Proof of Stake (PoS), die nicht so viel Rechenleistung und weniger Strom benötigen sowie in der Lage sind, auf mehr Benutzer zu skalieren.

Und das sind die Grundlagen, wie eine Blockchain funktioniert!

Beitrag teilen
Eröffne ein Konto
Setze dein Wissen in die Praxis um und eröffne noch heute ein Binance-Konto.