Hast du schon einmal von einer Schatzkiste gehört, die nie gestohlen werden kann? Das klingt nach einer aufregenden Geschichte, oder? Heute werden wir dir von einer ganz besonderen Schatzkiste namens „Blockchain“ erzählen. Aber keine Sorge, du musst nicht nach vergrabenen Goldmünzen suchen!
Die Blockchain ist eine magische Technologie, die Geheimnisse auf sichere Weise speichert. Wir erklären dir, wie die Blockchain funktioniert und warum sie so spannend ist. Bereit, die Schatzkiste der Zukunft zu öffnen?
Die Blockchain – Eine Kette aus Daten und Codes
Stell dir vor, du und deine Freundinnen und Freunde haben ein geheimes Tagebuch. Alle besitzen eine Kopie und schreiben darin auf, was passiert. Wenn jemand versucht, etwas heimlich zu ändern, würdet ihr es sofort merken, weil alle Kopien genau gleich sind. Das bedeutet, dass niemand mogeln kann und euer Tagebuch sicher ist. So funktioniert auch die Blockchain: Sie hilft uns, Dinge geschützt abzuspeichern und sicherzustellen, dass niemand schummelt. Die Blockchain ist wie ein digitales Tagebuch, das aus speziellen Abschnitten besteht, die wir „Blöcke“ nennen. Diese Blöcke sind wie Seiten in einem Buch. Wenn jemand etwas in der Blockchain ändern möchte, merken es alle anderen Blöcke sofort. Jeder Block hat einen digitalen Fingerabdruck namens „Hash“. Das ist wie ein Geheimcode, der alles schützt, was im Block steht. Die Blöcke sind wie eine Kette miteinander verbunden, deshalb nennen wir sie „Blockchain“. Denn „chain“ heißt auf Englisch Kette. Wie der Hash die Daten in der Blockchain sichert? Wenn er einmal zerstört ist, kann er nie mehr hergestellt werden und die Kette bricht an dieser Stelle auseinander! „Zerstört” wird der Hash, wenn die Daten in einem der Blöcke geändert werden, denn dann ändert sich automatisch der Geheimcode.
Was genau passiert in der Blockchain?
Die Blockchain-Technologie wirkt auf den ersten Blick ganz schön kompliziert. Um besser zu verstehen, was dort passiert, kannst du dir die Blockchain als Spiel vorstellen. Das Besondere an diesem Spiel ist, dass die Teilnehmerinnen und Teilnehmer sich ihre Spielzüge durch Leistung oder Einsatz erkämpfen müssen. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Spiels nennt man „Miner”. Das kann eine Person oder Gruppe sein, die versucht, einen Block für sich zu gewinnen. Dafür müssen die Miner sehr komplizierte Zahlenrätsel lösen, um sich ihren Spielzug – ihren Platz in der Blockchain – zu verdienen. Die Miner nutzen dabei eine lange Zufallszahl, um das Zahlenrätsel zu lösen. Wird das Rätsel gelöst, werden neue Blöcke in die Blockchain hinzugefügt. Aber Achtung: Jede Zahlenfolge kann nur einmal verwendet werden! Deswegen heißt die Zufallszahl auch „Nonce”: Number used Once, oder auf Deutsch: „einmalig verwendete Zahl”.
Damit alle fair spielen, braucht unser Spiel eine Anleitung. Das Spiel kann auf zwei unterschiedliche Weisen gespielt werden: Man unterscheidet hier zwischen dem „Proof-of-Work-Mechanismus” und dem „Proof-of-Stake-Mechanismus”. Beim Proof-of-Work-Mechanismus musst du dir deinen Spielzug verdienen, indem du ein Zahlenrätsel löst. Wenn du das Rätsel gelöst hast, bist du an der Reihe und darfst eine eigene Regel aufstellen. Proof-of-Work heißt „Beweis der Arbeit”, denn hier verdienst du dir deinen Spielzug damit, dass du dein Geschick unter Beweis stellst. Proof-of-Stake bedeutet dagegen „Beweis des Einsatzes”: Stell dir vor, du bist schon länger im Spiel und hast dich schon mehr eingebracht und dir schon einige Punkte verdient. Der Proof-of-Stake-Mechanismus belohnt dich für diesen Einsatz. Du darfst also mehr über die Regeln entscheiden als diejenigen Spielerinnen und Spieler, die ganz neu angefangen haben und sich noch kaum eingebracht haben. Eine weitere Regel im Spiel ist die „Dezentralisierung”. Das bedeutet, dass es keine Anführerin bzw. keinen Anführer im Spiel gibt. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Blockchain sind wie eine Freundesgruppe, die nicht erst Lehrkräfte oder Eltern fragen muss, um Entscheidungen zu treffen. Wenn du ein Spiel mit deiner Freundesgruppe spielst, ist es aber auch wichtig, dass niemand anderes auf das Spiel zugreifen und sich einmischen kann. Deshalb werden Daten in der Blockchain mit einem geheimen Code verschlüsselt. Vielleicht hast du selbst auch eine Geheimsprache, um deinen Freundinnen und Freunden etwas zu sagen, was außer euch keiner wissen soll? Zusammengefasst kannst du dir die Blockchain als sicheren Spielraum vorstellen, in dem die Spielerinnen und Spieler sich ihren Platz entweder durch das Lösen von Zahlenrätseln oder Beweis ihres Einsatzes erkämpfen.
Entstehung der Blockchain-Technologie
Bestimmt fragst du dich, wie und wann die Blockchain überhaupt entstanden ist! Die Blockchain-Technologie gibt es seit den 90er Jahren. Damals fanden erste Forschungen an verschlüsselten Blockketten statt. 2008 stellte jemand unter der geheimen Identität Satoshi Nakamoto dann die erste Kryptowährung Bitcoin vor. Kryptowährungen sind digitales Geld, mit dem man Dinge online kaufen oder Geld an andere Menschen senden kann. Das digitale Geld basiert auf einer Blockchain, die alle Informationen darüber enthält, wer Bitcoins an wen gegeben hat.
Neben der Blockchain entstanden damals auch Blockchain-Explorer. Damit konnten die Vorgänge in der Blockchain überprüft werden und dadurch wurde das Vertrauen in die Blockchain gestärkt. Nachdem die Blockchain-Technologie immer bekannter wurde, begannen Entwicklerinnen und Entwickler damit, sie auch in anderen Bereichen anzuwenden. Zum Beispiel wird die Blockchain dazu genutzt, um dafür zu sorgen, dass Verträge automatisiert eingehalten werden.
Vorteile und Herausforderungen der Blockchain
Die Blockchain-Technologie schafft Sichtbarkeit und Vertrauen im Internet: Denn durch sie können Vorgänge genau überprüft werden. Da die Daten in einer Blockchain verschlüsselt sind, ist es sehr schwierig sie zu manipulieren oder zu fälschen, was für zusätzliche Sicherheit sorgt. Eine Blockchain-Kette kann außerdem nicht beliebig verändert werden, sondern Zugänge müssen erst freigegeben werden. Trotzdem gibt es noch einige Herausforderungen bei der Arbeit mit der Blockchain! Öffentliche Blockchains, zum Beispiel die von Bitcoin, sind oft noch langsam, wenn viele Vorgänge gleichzeitig verarbeitet werden. Diese Prozesse benötigen viel Energie in Form von Strom, was schädliche Auswirkungen auf die Umwelt hat. Deshalb werden in neueren Blockchains oft Proof-of-Stake-Technologien eingesetzt. Das spart Energie und ist umweltfreundlicher.
Blockchains sind wie digitale Schatzkisten, die Geheimnisse sicher aufbewahren. Aber manchmal passiert es, dass diese Schatzkiste so sicher ist, dass wir das Schloss selbst gar nicht mehr aufbekommen. Auch die Blockchain ist manchmal so sicher, dass Menschen die Kontrolle über sie verlieren und die Blockchain zu viel Macht hat. Aber es gibt andererseits auch Leute, die versuchen, die Blockchain zu überlisten – wie wenn jemand versucht, bei einem Spiel zu schummeln. Und manchmal schaffen sie es sogar. Ein anderer Nachteil von Blockchains ist, dass es in jedem Land unterschiedliche Gesetze gibt, die die Arbeit mit Blockchain bestimmen. Und das ist sehr kompliziert! Die Blockchain kann andererseits aber auch die Einhaltung von Gesetzen erleichtern, da Vorgänge hier transparent und nachvollziehbar sind. Wie du siehst, ist die Sache mit unserer super sicheren Schatzkiste nicht ganz so einfach!
Wie sieht die Zukunft der Blockchain aus?
Die Blockchain ist eine neue Technologie, die in vielen Punkten noch mehr erforscht und optimiert werden muss. Trotzdem bietet sie viele Vorteile für die Datensicherheit und wird mittlerweile in ganz unterschiedlichen Bereichen verwendet. In welchen genau und was die Zukunft für Blockchain bereithalten könnte – das erfährst du im zweiten Teil unserer Blockchain-Reihe!
Beitragsbild // Adobe Stock: ImageFlow
Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.
Stand: Oktober 2023
In diesen Artikeln erfährst du noch mehr zum Thema „Technologie“:
- Von Rechnern zu Denkern: Wie funktioniert die Künstliche Intelligenz?
- Metaverse: Den Begriff Metaverse hört man inzwischen überall – kennst du ihn
auch schon? Es geht dabei um eine virtuelle Welt, ähnlich wie bei Videospielen. - Was ist eigentlich das Internet of Things?: Das Internet verbindet nicht nur
Menschen – durch das sogenannte „Internet of Things“ können auch Maschinen miteinander kommunizieren.