{"id":400,"date":"2016-02-29T21:07:13","date_gmt":"2016-02-29T20:07:13","guid":{"rendered":"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/?p=400"},"modified":"2026-02-06T09:28:05","modified_gmt":"2026-02-06T08:28:05","slug":"blockchain-einfach-erklaert","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/blockchain-einfach-erklaert\/","title":{"rendered":"Blockchain einfach erkl\u00e4rt"},"content":{"rendered":"\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><\/h2>\n\n\n\n<p><em><br><\/em>Eine Blockchain ist eine verteilte, \u00f6ffentliche Datenbank. Im Kontext von Bitcoin wird diese Datenbank genutzt um Geldtransaktionen zu verwalten. Der Begriff \u201eChain\u201c kommt von der Kette, zu der die Transaktionen in chronologischer Reihenfolge hinzugef\u00fcgt werden.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Blockchain einfach erkl\u00e4rt\" width=\"640\" height=\"360\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/ptD-JjcWNt4?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Quantenkryptographie einfach erkl\u00e4rt\" width=\"640\" height=\"360\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/nEGHC24Lajs?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><figcaption class=\"wp-element-caption\"><em>Eine weitere fortschrittliche Technologie ist die Quantenkryptographie. Das Video bietet einen Einstieg ins Thema.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-group is-style-interview-questions\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-constrained wp-block-group-is-layout-constrained\">\n<p><strong>Die Blockchain ist also eine Art Logbuch, welches alle Daten chronologisch erfasst. Wozu dient so etwas?<\/strong><br><br>Nehmen wir an, Sie m\u00f6chten eine Zahlung durchf\u00fchren und Sie m\u00f6chten dies mittels einer elektronischen Geld\u00fcberweisung machen, also nicht gegen Bargeld. Heute sind Sie auf einen Intermedi\u00e4r oder eine Trusted Third Party, also eine Bank, angewiesen, welche die Transaktion abwickelt. Diese stellt sicher, dass das Geld auch wirklich bei der Zielperson landet und dass Ihnen der Betrag belastet wird. Es kann kein Geld w\u00e4hrend der Transaktion \u201egeneriert\u201c werden oder \u201everloren\u201c gehen. Der Betrag, der Sie verl\u00e4sst landet beim Empf\u00e4nger, ausser nat\u00fcrlich der f\u00fcr den Service anfallenden Geb\u00fchren.<br>M\u00f6chten Sie diese Zahlung direkt, also Peer-to-Peer durchf\u00fchren, m\u00f6chten Sie einen Beweis, dass der vereinbarte Betrag auch wirklich an die Zielperson \u00fcbergeht. Da eine elektronische Geld\u00fcberweisung keinen physischen Bestandteil, wie einen Geldschein, besitzt, ist das gar nicht so einfach. Ausserdem m\u00f6chten Sie beide, dass der Betrag nicht nachtr\u00e4glich erh\u00f6ht oder reduziert werden kann. Gibt es keine zentrale Stelle, der beide Parteien vertrauen, wird das schwierig. Hier kommt die Blockchain ins Spiel.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Und wie l\u00f6st die Blockchain dieses Problem?<\/strong><br><br>Es wurde eine L\u00f6sung f\u00fcr das \u201eProblem der byzantinischen Gener\u00e4le\u201c gefunden. Also die Frage, wie in einem \u00f6ffentlichen Netz der Konsens auf eine \u201eWahrheit\u201c sichergestellt werden kann.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Eins nach dem anderen: Was hat die Blockchain mit Byzanz zu tun?<\/strong><br><br>Die Informatik bedient sich gerne Geschichten, um Probleme zu definieren. Das Problem der byzantinischen Gener\u00e4le ist ein verteiltes Abstimmungsproblem. Transferieren wir das Problem einmal auf eine weniger kriegerische Situation:<\/p>\n\n\n\n<p>Versetzen wir uns in die Situation einer Gruppe von Leuten, die sich zu einer Party treffen wollen. Die Uhrzeit, wann die Party starten soll, ist noch nicht klar. Leider k\u00f6nnen sich die Personen nur im direkten Gespr\u00e4ch, also 1:1, unterhalten. Als weitere Herausforderung sind einige \u201eschwarze Schafe\u201c darunter. Das heisst Personen, welche die Party sabotieren m\u00f6chten und bewusst eine falsche Startzeit weitergeben. Wie bekommt man ohne einen Organisator oder Whatsapp eine sichere L\u00f6sung hin?<br>Das unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto ver\u00f6ffentlichte Dokument <a href=\"https:\/\/bitcoin.org\/bitcoin.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">\u00abBitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System\u00bb<\/a> stellt einen Algorithmus vor, der das Problem der byzantinischen Gener\u00e4le erstmals l\u00f6st. Er basiert auf einem sogenannten Proof-of-Work, der rechnerischen L\u00f6sung eines Verschl\u00fcsselungsproblems.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Das m\u00fcssen Sie genauer erkl\u00e4ren.<\/strong><br><br>Fangen wir erst mal mit dem Begriff Verschl\u00fcsselung an. Hier hilft das Bild von einem Ei (An dieser Stelle herzlichen Dank meinem Kollegen <a rel=\"noopener noreferrer\" href=\"https:\/\/www.hslu.ch\/de-ch\/hochschule-luzern\/ueber-uns\/personensuche\/profile\/?pid=1494\" target=\"_blank\">Marc Pouly<\/a> f\u00fcr dieses brillante Analogon). Sie alle haben bestimmt schon einmal ein Spiegelei gemacht. Aufschlagen ist einfach. Den Prozess umkehren, also aus einem Spiegelei wieder ein ganzes Ei zu machen, ist nicht m\u00f6glich. Gleiches macht in der Informatik eine Hashfunktion, eine nicht umkehrbare Verschl\u00fcsselungsfunktion. Das Spiegelei ist dem Hashwert und das Aufschlagen des Eis entspricht der Hashfunktion.<\/p>\n\n\n\n<p>Jetzt zum Proof-of-Work. Stellen Sie sich vor, ein Huhn w\u00fcrde individuelle Eier produzieren, abh\u00e4ngig von der Nahrungskombination mit der Sie es f\u00fcttern. Ihre Aufgabe ist es jetzt solche Eier herzustellen, deren Spiegeleier eine spezielle, vorgegebene Form erreichen. Diese Aufgabe kann nicht vorausberechnet werden und ist nicht umkehrbar. Sie m\u00fcssen es schlicht und einfach ausprobieren. Sicher ist, dass die geforderte Spiegeleiform erzeugbar ist, wenn Sie nur oft genug probieren. Sie sind also f\u00fcr eine ziemlich lange Zeit mit Huhn f\u00fcttern und Eier aufschlagen besch\u00e4ftigt. Mit viel Arbeit bekommen Sie es aber hin. Vergessen wir dabei mal Ihren Cholesterinwert. Wenn Sie es einmal geschafft haben, kann jeder sehr einfach aus Ihrem Huhn und der gefundenen Nahrung solch ein Ei und damit ein entsprechendes Spiegelei erzeugen. Man nennt dieses Vorgehen Proof-of-Work, da Sie die L\u00f6sung im wahrsten Sinne des Wortes \u201eerarbeiten\u201c m\u00fcssen. Bei der Blockchain entspricht die Form des Spiegeleis der Bedingung, dass der Hashwert mit einer bestimmten Anzahl Nullen beginnen muss. Da das Ergebnis Wahrscheinlichkeitsverteilt ist, kann es ein Computer in einem vorgegebenen Zeitraum bewerkstelligen. Je mehr Nullen, desto mehr Rechenzeit f\u00fcr den Proof-of-Work.<\/p>\n\n\n\n<p>Kommen wir jetzt zur eigentlichen Blockchain, die man sich als eine Kette vorstellen kann. Ich f\u00fcttere meinem Huhn:<\/p>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\">\n<li>die Informationen die ich in der Blockchain speichern m\u00f6chte,<\/li>\n\n\n\n<li>die aktuelle Zeit,<\/li>\n\n\n\n<li>das letzte Spiegelei in der Blockchain<\/li>\n\n\n\n<li>und eine Zusatznahrung, die mit den obigen drei \u201eFuttermittel\u201c die geforderte Spiegeleiform erzeugt.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-columns is-layout-flex wp-container-core-columns-is-layout-9d6595d7 wp-block-columns-is-layout-flex\">\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\">\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"702\" height=\"336\" src=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/2\/blockchain-einfach-erklaert.jpg\" alt=\"Blockchain anhand von Huhn und Ei einfach erkl\u00e4rt.\" class=\"wp-image-401\" srcset=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/blockchain-einfach-erklaert.jpg 702w, https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/blockchain-einfach-erklaert-300x144.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 702px) 100vw, 702px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Huhn und Ei: Blockchain einfach erkl\u00e4rt.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\">\n<p>\n\nDie Zusatznahrung muss ich mit dem oben beschriebenen Proof-of-Work erarbeiten. Bei der Blockchain heisst diese Nonce. Sie ist jedes Mal neu zu berechnen, da die Informationen (1.), der Zeitpunkt (2.) das letzte Spiegelei (3.) jeweils andere sind. Habe ich dies gemacht, kann ich das erzeugte Ei an die Kette anh\u00e4ngen. Jeder kann \u00fcberpr\u00fcfen, ob das Ei rechtm\u00e4ssig in der Kette h\u00e4ngt. Er muss nur das Ei zerschlagen und erh\u00e4lt die vordefinierte Form.\n\n<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n<p>Die gef\u00fctterten Bestandteile (Information, Zeit, letztes Spiegelei, Zusatznahrung) kann ich von aussen lesen, indem ich das Ei gegen die Sonne halte. Somit kann ich jederzeit auf die Informationen zugreifen.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Kann ich dann nicht auch die Informationen ver\u00e4ndern?<\/strong><br><br>Das geht eben genau nicht! Wenn ich Sie ver\u00e4ndern w\u00fcrde, so passt meine Zusatznahrung, Nonce, nicht mehr und jeder kann dies nachpr\u00fcfen indem er mein Ei zerschl\u00e4gt. Genauso kann ich kein Ei dazwischen in die Kette h\u00e4ngen, da beim folgenden Ei das Spiegelei des Vorg\u00e4ngers eingebaut ist. Ich m\u00fcsst also das gesamte Kettenende ver\u00e4ndern. Das ist aber, durch den Proof-of-Work, sehr aufw\u00e4ndig. Damit Sie ganz sicher sind, dass niemand die Kette mit viel M\u00fche manipuliert, verteilen Sie jetzt sehr viele Kopien im ganzen Internet. Jedes neue Ei wird an alle Ketten angeh\u00e4ngt. Vielleicht f\u00e4llt eine Kette aus oder wird mutwillig ver\u00e4ndert. In diesem Fall gilt: Die l\u00e4ngste Kette ist die g\u00fcltige Kette.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Warum ist das jetzt sicher?<\/strong><br><br>Durch den Proof-of-Work wird sichergestellt, dass Manipulationen viel Rechenleistung ben\u00f6tigen. Gleichzeitig wird durch die Verteilung auf viele Instanzen eine lokale Ver\u00e4nderung unm\u00f6glich. Damit wird es uninteressant einzelne Transaktionen ver\u00e4ndern zu versuchen. Interessanter ist es, durch das Mining Geld zu verdienen.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Sie sprechen es an: Mining. Wie passt das ins Bild?<\/strong><br><br>Damit das ganze System funktioniert, braucht es unabh\u00e4ngige H\u00fchner-F\u00fctterer, sogenannte Miner. Also Personen, die zu vorgegebenen Informationen die richtige Nahrungskombination suchen. Sie m\u00f6chten ja als misstrauischer Zeitgenosse sicherstellen, dass nicht ihr Vertragspartner die Informationen manipuliert und diese in die Blockchain einh\u00e4ngt. So k\u00f6nnte er die Transaktion ver\u00e4ndern. Am Anfang haben das die Bitcoin-User selbst gemacht. Heute \u00fcberlassen Sie das Finden, bleiben wir bei unserem H\u00fchnerbeispiel, der richtigen Zusatznahrung oft professionellen Gemeinschaften, Firmen und sogar ganzen Staaten. Diese Miner \u201egraben\u201c nach Nonce (oder H\u00fchnerfutter), so dass das Resultat den Anforderungen (Spiegeleiform) entspricht. Dabei reden wir nicht von ein oder zwei, sondern von sehr vielen. Sie arbeiten parallel an der L\u00f6sung. Der Erste gewinnt. Und weil das eine ziemlich harte Arbeit ist, die recht viel Rechenleistung verbraucht, wird der gl\u00fcckliche Finder belohnt. Dieser Lohn kommt bei Bitcoins, einer Umsetzung der Blockchain, aus einer Transaktionsgeb\u00fchr und einem kleinen Anteil neu erzeugter Bitcoin-W\u00e4hrung.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Inwiefern ist die Blockchain-Methodik revolution\u00e4r?<\/strong><br><br>Wie wir gesehen haben, besteht die Blockchain-Methode aus verschiedenen Bestandteilen, die sich zu einem grossen Gesamtbild zusammenf\u00fcgen.<\/p>\n\n\n\n<p>Aus Informatik-Sicht ist es spannend, da bisher im Datenbankbereich immer die Frage im Vordergrund stand, ob die Datenbank in sich stimmig (konsistent) ist. Die Blockchain stellt eine verteilte, \u00f6ffentliche Datenbank dar, bei der die einzelne Transaktion im Vordergrund steht und damit die Frage: Ist die Transaktion korrekt?<\/p>\n\n\n\n<p>Aus \u00f6konomischer Sicht ist es spannend, da bisher immer ein vertrauensw\u00fcrdiger Intermedi\u00e4r (Trusted Third Party) ben\u00f6tigt wurde, wenn zwei Parteien eine gegenseitige Transaktion oder einen Vertrag abgewickelt haben. Die Rolle des Intermedi\u00e4rs \u00fcbernehmen im Finanzbereich die Banken. Bitcoin ist eine W\u00e4hrung, welche Banken als Intermedi\u00e4r \u00fcberfl\u00fcssig macht.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Blockchain beschr\u00e4nkt sich jedoch nicht auf den Finanzsektor. Mit dieser Technologie wird es pl\u00f6tzlich m\u00f6glich, dass Vertr\u00e4ge zwischen zwei Parteien, die sich potentiell misstrauen, in einem \u00f6ffentlichen Netzwerk abgewickelt werden k\u00f6nnen. Die Rolle des Intermedi\u00e4rs \u00fcbernimmt die Community. Damit k\u00f6nnten grunds\u00e4tzlich alle Intermedi\u00e4re \u00fcberfl\u00fcssig werden. Seien es etablierte, wie Notare im Vertragswesen, oder neu entstandene, wie Uber.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<p>Ver\u00f6ffentlicht: 29.06.2016<br>Zuletzt aktualisiert: 22.06.2021<\/p>\n\n\n<div class=\"blue-box\">\n\t<div class=\"row\">\n\t\t<div class=\"col-md-12\">\n\t\t\t<p><a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/Tim-Weingaertner.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-16965 size-thumbnail alignright\" src=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wp-content\/blogs.dir\/632\/files\/sites\/3\/Tim-Weingaertner-150x150.jpg\" alt=\"\" width=\"150\" height=\"150\" \/><\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.hslu.ch\/de-ch\/hochschule-luzern\/ueber-uns\/personensuche\/profile\/?pid=3012\">Tim Weing\u00e4rtner\u00a0<\/a> lehrt und forscht an der Hochschule Luzern \u2013 Informatik zu den Themen Blockchain, Smart Contracts und Self-Sovereign Identity (SSI)<\/p>\n<p><strong>Lesetipps:<\/strong><\/p>\n<div>\n<p><a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/nft-nach-dem-hype-ist-vor-dem-durchbruch-blockchain-metaverse-web3\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">NFT: Nach dem Hype ist vor dem Durchbruch<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/mit-blockchain-geld-verdienen-teil1\/\">Wie l\u00e4sst sich mit Blockchain Geld verdienen?<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/kryptowahrungen-so-klappt-der-einstieg-bitcoin\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Kryptow\u00e4hrungen: So klappt der Einstieg<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/kryptowahrungen-bitcoin-werden-noch-weiter-steigen\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">\u00abKryptow\u00e4hrungen werden noch weiter steigen\u00bb<\/a><br \/>\n<a class=\"row-title\" href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/die-blockchain-technologie-fuer-das-gute-einsetzen\/\" aria-label=\"\u00ab\u00abDie Blockchain-Technologie \u2039f\u00fcr das Gute\u203a einsetzen\u00bb\u00bb (Bearbeiten)\">\u00abDie Blockchain-Technologie \u2039f\u00fcr das Gute\u203a einsetzen\u00bb<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/einmal-blockchain-konkret-bitte\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Einmal Blockchain konkret \u2013 bitte!<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/smart-contracts-einfach-erklaert\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Smart Contracts einfach erkl\u00e4rt<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/www.nzz.ch\/technologie\/bitcoin-und-co-verbrauchen-schon-jetzt-mehr-energie-als-alle-schweizer-zusammen-so-koennten-sie-gruener-werden-ld.1609815\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">NZZ: Wie die Blockchain umweltfreundlicher werden soll<\/a><\/p>\n<\/div>\n<p><strong>Bilden Sie sich weiter<\/strong>: Das <a href=\"https:\/\/www.hslu.ch\/de-ch\/informatik\/weiterbildung\/digital-value-creation\/cas-blockchain\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">CAS Blockchain<\/a> vermittelt die Grundlagen der neuen digitalen Welt, die digitalen Gesch\u00e4ftsmodelle sowie die zahlreichen M\u00f6glichkeiten (Kryptow\u00e4hrungen, Smart Contracts usw.) in Bezug auf die Blockchain-Technologie. Das <a href=\"https:\/\/www.hslu.ch\/de-ch\/informatik\/weiterbildung\/digital-value-creation\/cas-digital-business-innovation\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">CAS Digital Business Innovation<\/a>\u00a0vermittelt die Grundlagen des IT-Innovationsmanagements und \u00a0der digitalen Business Transformation. Es zeigt auf, wie die digitale Innovation das Gesch\u00e4ft erneuern kann. Im <a href=\"https:\/\/www.hslu.ch\/de-ch\/informatik\/weiterbildung\/digital-value-creation\/fachkurs-blockchain-technology\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Fachkurs Blockchain Technology<\/a> erwerben Sie sich die Grundlagen zur Blockchain-Technologie und studieren Anwendungsf\u00e4lle.<\/p>\n<p><strong>Angebote f\u00fcr Partnerfirmen<\/strong>: Pr\u00fcfen Sie eine Partnerschaft bei uns im Crypto Valley mit unserem <a href=\"https:\/\/sites.hslu.ch\/blockchainlab\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Blockchain Lab<\/a>, einer Ausbildungsinfrastruktur f\u00fcr KMU zum Thema Blockchain. Im Rahmen dieses Projekts soll eine physische und virtuelle Plattform geschaffen werden, welche der Industrie und weiteren Bereichen erm\u00f6glicht, sich auf verschiedenen Ebenen und in unterschiedlicher Tiefe mit der Blockchain- und der Distributed-Ledger-Technologie auseinanderzusetzen.<\/p>\n<p><strong>Informiert bleiben? <\/strong>Hier erhalten Sie Tipps und lesen \u00fcber Trends aus der Welt der Informatik. Wir bieten Einsichten in unser Departement und Portr\u00e4ts von IT-Vordenkerinnen, Vision\u00e4ren und spannenden Menschen:\u00a0<a href=\"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/im-kampf-gegen-cyber-kriminelle-teil-2\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Jetzt diesen Blog abonnieren!<\/a><\/p>\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Blockchain und Bitcoin \u2013 die Buzzwords der Stunde. 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