Blockchain Wie der Blick auf Bitcoin die Blockchain unnötig verkompliziert

Diskussionen über Blockchain kreisen oft um Kryptowährungen, den hohen Energieverbrauch beim “Mining” sowie eher fragwürdige Einsätze der Technologie im Supply-Chain-Bereich. Das engt den Blick auf die Technologie ein und verkompliziert meist unnötig.

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Blockchain ist derzeit in aller Munde. Die Technologie, die oft auch präziser als ‚Distributed Ledger‘-Verfahren bezeichnet wird, soll großes ‚Disruptionspotenzial‘ besitzen. Immer noch sprechen wir jedoch in diesem Kontext vorwiegend über Kryptowährungen, wie Bitcoin, die auf diese Ansätze maßgeblich zurückgreifen sowie deren Probleme und davon ausgehende Gefahren. Dazu zählen insbesondere die teils erheblichen Kursschwankungen an den Märkten, die zahlreichen Betrugsversuche sowie der extrem hohe Energieverbrauch, der mit dem Mining-Prozess einhergeht.

Fokus auf Bitcoin verkompliziert Verständnis von Blockchain

Dabei schränkt die konzentrierte Betrachtung der Bitcoin-Blockchain den Blick auf die Potenziale der Distributed-Ledger-Ansätze erheblich ein. Bitcoin funktioniert eigentlich über eine Kombination verschiedener, jeweils für sich bereits hoch komplexer Einzeltechnologien. Neben der eigentlichen Blockchain, in die die Transaktionsdaten gespeichert werden und deren distribuierter Verteilung, umfasst dies verschiedene kryptographische Ansätze sowie die Bestrebungen, den Teilnehmern einen möglichst hohen Grad an Anonymität zu gewährleisten und zusätzlich das komplizierte Mining-Verfahren, das einerseits der Geldschöpfung dient, andererseits aber auch die Netzwerkteilnehmer motivieren soll, überhaupt zur Funktionsfähigkeit des Systems aktiv beizutragen. Darunter sind jedoch viele Elemente, die zwar unentbehrlich zur Errichtung eines dezentralen Geldsystems sein mögen, für andere Anwendungen allerdings irrelevant sind. Mit anderen Worten: Blockchain muss nicht so kompliziert sein, wie wir es mit der Betrachtung von Bitcoin oft machen.

Vorteile zentraler Speicherung

Bei Blockchain-Ansätzen geht es fast immer um die Verbuchung von Transaktionen und die Speicherung der entsprechenden Daten. Dies erfolgt in einem Distributed Ledger, einem dezentralen, genauer, verteilten Kontobuch. Nun gibt es eigentlich zunächst mal gute Gründe, Daten an zentraler Stelle zu speichern. Denn damit schafft man einen einheitlichen Zugang, der einen schnellen Zugriff ermöglicht. Wir kennen dies von vielen Alltagsanwendungen, etwa dem Katalog einer Bibliothek sowie auch von der klassischen Client-Server-Struktur aus der IT. Änderungen und Neuanlagen werden stets an einer zentralen Stelle vorgenommen. Dies sorgt für hohe Effizienz. Eine distribuierte Speicherung von Daten bedeutet hingegen, dass diese eben nicht zentral abgelegt, sondern an mehrere Teilnehmer eines Netzwerkes verteilt werden. Jeder erhält ein komplettes und identisches Abbild. Wird hier eine Ergänzung vorgenommen, so muss diese dann über das gesamte Netzwerk ausgebreitet werden, damit im Anschluss wieder alle auf dem gleichen Stand sind. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen darin, dass somit ein höherer Schutz gegen Datenverlust errichtet wird. Denn wenn eine Stelle ausfällt und die Daten verliert, können diese ja immer noch über die übrigen Teilnehmer wiederhergestellt werden. Dies ist ein Vorteil gegenüber der Zentralisierung: Fällt die Zentrale aus, sind die Daten hier unwiederbringlich vernichtet. Andererseits bedeutet eine derartige Netzstruktur auch, dass die Verfügungsgewalt verschoben wird. Die zentrale Stelle hat nicht mehr die alleinige Macht im System, sie wird als Gatekeeper sogar eliminiert. Stattdessen können nun die einzelnen Netzteilnehmer gleichberechtigt den Zugang verwalten. Bei der Errichtung des Bitcoin-Systems ging es vor allem um dieses Aufbrechen der Konzentration von Macht an nur einer Stelle. Unter der Einwirkung der Finanzkrise 2008 wollte man sich nicht mehr dem als Macht missbrauchend empfundenem zentralen Bankensystem unterwerfen, sondern dessen Aufgaben demokratisieren. Wenn wir heute vom disruptiven Charakter der Blockchain-Technologie sprechen, so ist damit vor allem gemeint, auf diese Weise die Verhältnisse auf den Märkten zu sprengen und von unten neu zu ordnen.

Zentrale Aufgaben dezentral abarbeiten?

Will man zentrale Institutionen durch eine dezentrale Organisation ersetzen, so stellt sich die Frage, wie dann deren ursprüngliche Aufgaben bewältigt werden sollen. Da es bei Blockchain immer um die Abwicklung von Transaktionen geht, steht man dann vor der Frage, wie die Rechtmäßigkeit und Validität der Transaktionen gewährleistet werden soll und wie sicherzustellen ist, dass ein einzigartiges Gut nicht zweimal übertragen beziehungsweise bezahlt wird. Wer soll dabei die Funktion der Clearing-Stelle übernehmen, wenn es keinen zentralen Akteur mehr gibt, dem man diese Aufgaben vertrauensvoll übertragen kann? Die Lösung liegt eben in einer konsequenten dezentralisierten Übertragung und Verpflichtung der Netzwerkteilnehmer, eigenständig diese Leistung für das Netzwerk zu erbringen. Damit stellt sich die Frage, wie man die einzelnen dezentral Beteiligten motivieren könnte diese Aufgabe zu übernehmen. Bei Bitcoin wird dies mit der Geldschöpfung verknüpft. Alle, die an der Verifizierung der Transaktionen teilnehmen, habe die Chance dadurch Bitcoins zu gewinnen. Dazu muss die entsprechende Überprüfungsaufgabe vollumfänglich erledigt sein, im Anschluss daran beginnt der Rechenprozess für das Mining währenddessen ein kryptografisches Rätsel zu lösen ist, was nur mittels hoher Computerrechenleistung erfolgen kann. Nur derjenige Miner, dem dies als erstes gelingt, erhält seine Belohnung in Form von neuen Bitcoins.

Blockchain geht auch ohne Mining

Dieses – doch sehr abstrakte Verfahren – muss aber nicht grundsätzlich Bestandteil einer Blockchain-Lösung sein, insbesondere dann, wenn es, im Gegensatz zu Bitcoin, nicht auch zum Ziel hat, neues Geld in Umlauf zu bringen. Sofern es nur um die Überprüfung der Validität einer Transaktion geht, kann hierfür auch ein deutlich vereinfachtes Vorgehen genügen. Das gilt etwa für Smart Contracts, welche autonom die Einhaltung zuvor definierter Vertragsbestimmungen überwachen und mechanisiert die vereinbarten Konsequenzen ausführen. Letztlich geht es ja dann nur um die Motivation der Teilnehmer, an der Verifizierung der Bedingungen mitzuwirken. Theoretisch denkbar wäre aber auch, Belohnungen an alle gleichmäßig zu verteilen oder, wenn dies nicht Anreiz genug ist, zufällig einen Prozessbeteiligten auszuwählen, also den Preis zu verlosen. Die Aussicht auf einen möglichen Gewinn würde dann unter Umständen bereits genügen, um ausreichend Interessenten zu finden. Tatsächlich gibt es heute bereits Ansätze, die auf das energieintensive Mining komplett verzichten. Anreize, sich an der Funktionsweise des Systems zu beteiligen, könnten auch schlichtweg dadurch gegeben werden, dass eine eigene Partizipation nur dann möglich ist, wenn man sich zuvor an der Verifizierung vorangegangener Transaktionen beteiligt hat. Es geht also auch durchaus ohne herkömmliches Mining, das letztlich nur eine Eigenheit der Blockchain-basierten Kryptowährungen ist.

Sind die Transaktionen verifiziert, werden sie schließlich in die Blockchain geschrieben. Diese muss man sich dabei wie einen Reisverschluss vorstellen: Ist ein Zahn beschädigt, lässt sich dieser nicht mehr öffnen oder schließen. Genauso ist es mit den Transaktionen, die in Blöcke zusammengefasst in die Kette geschrieben werden: Dabei muss jedes Glied exakt an das vorangegangene passen. Die erweiterte Blockchain wird dann im System an das Netzwerk verteilt. Eine Änderung oder Manipulation ist dann nicht mehr möglich. Im Gegensatz zur zentralen Speicherung reicht es nicht, nur eine Datenquelle zu hacken, eine Änderung muss auf jeder verteilten Version der Blockchain gleichzeitig erfolgen. Somit sind die Transaktionen weitgehend geschützt vor nachträglichen Anpassungen sowie sicher und verlässlich dokumentiert.

Supply-Chain-Projekte auf der Blockchain?

Wichtig ist, um das Potenzial der Technologie einzuschätzen zu können, zu erkennen, dass Blockchain und Distributed Ledger keine bahnbrechende Neuerfindung der Digitalisierung sind. Distribuiert ist nicht per se besser als zentral, sondern nur in bestimmten Anwendungsfällen eine geeignete Option. Grundsätzlich muss man immer die Frage stellen: Wieso brauche ich zur Lösung eines bestimmten Problems eine Blockchain, und warum kann man dieses Ziel nicht über eine herkömmliche zentrale Datenbanklösung erreichen? Viele der derzeitigen Blockchainanwendungen zielen auf den Supply-Chain-Bereich und versuchen die Lieferkette und die jeweiligen Übergabepunkte von Produkten abzubilden. Wer schon mal eine Online-Sendungsnachverfolgung genutzt hat, weiß, dass dies auch sehr gut ohne Blockchain auf dem zentralen Portal des Logistikers erfolgen kann. Ist das Misstrauen diesem gegenüber wirklich so hoch, dass es dafür einer stets deutlich aufwändigeren Blockchain-Lösung bedarf? Auch bei sogenannten private Blockchains, die meist durch einen wiederum zentralen Anbieter bereitgestellt und dominiert werden, stellt sich die Frage nach der Sinnhaftigkeit, war doch ein entscheidendes Ziel der Entwicklung, gerade Machtkonzentration zu verhindern. Selbst wenn eine vermeintlich dezentrale Softwarelösung zum Einsatz kommt, bedeutet das dann nicht, dass damit auch der Gatekeeper ausgeschaltet wird.

Die meisten Blockchain-Projekte sind vermutlich überflüssig

Es ist bezeichnend, dass gerade diese beiden Ansätze - oft in Kombination - vermutlich an die 90 % der aktuellen Blockchain-Projekte ausmachen. Vielleicht ist das aber auch ein Hinweis darauf, dass wir einen unverstellten Blick auf die Technologie benötigen, der die Notwendigkeit einzelner technischer Bestandteile kritisch beäugt und sich nicht hinter Worthülsen versteckt. Erst dann erscheint es möglich, das wirkliche Potenzial von Blockchain und Distributed Ledger zu erfassen. Eine Reduzierung überflüssiger technischer Komplexität in der Diskussion kann dabei nur helfen.

Vortrag zum Thema von Prof. Dr. Andreas Wagener an der Hochschule Hof am 17.10.2018:

Der Artikel erschien als ausführlichere Version auf nerdwaerts.de

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