Der Begriff Blockchain wird in letzter Zeit viel in den Medien verwendet, aber die meisten Menschen wissen nicht wirklich, wie sie funktionieren oder warum sie so sicher sind. Eine Blockchain ist im Wesentlichen eine sichere Möglichkeit, Daten zu speichern, ohne befürchten zu müssen, dass sich jemand unbemerkt diese Daten ändern kann.
Wie der Name schon sagt, ist eine Blockchain eine Kette von Blöcken, die Informationen enthält. Sobald Sie einen Block erstellt und Informationen darin abgelegt haben, ist es sehr schwierig, ihn zu ändern. Wie funktioniert das? Jeder Block enthält die gespeicherten Daten, den Hash des Blocks und den Hash des vorherigen Blocks. Die gespeicherten Daten variieren in Abhängigkeit von der Anwendung, für die sie verwendet werden. Nehmen wir Bitcoin als Beispiel, so sind die dort gespeicherten Daten die Details über Transaktionen mit den eindeutigen Informationen über den, Empfänger, Betrag etc.. Der Hash eines Blocks ist wie ein digitaler Fingerabdruck, eine eindeutige Folge von Zahlen und Buchstaben. Ein Hash könnte etwa so aussehen:
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Sobald ein neuer Block erstellt wird, wird automatisch ein neuer Hash von ihm berechnet. Sobald Sie etwas innerhalb des Blocks ändern, wird dieser Hash erneut berechnet und macht ihn so zu einem anderen Block als zuvor. Der letzte Teil des Blocks ist der Hash des vorherigen Blocks, dieses Element verbindet die Blöcke und macht es zu einer zusammenhängenden Kette.
Wir nehmen beispielsweise eine Kette, die aus 100 Blöcken besteht, von denen jeder Informationen, einen Hash und den Hash des vorherigen Blocks enthält. Nun wollen wir die Information des 50. Blocks ändern. Nach der Änderung wird der Hash erneut berechnet und die Kette ist fehlerhaft, weil der 51. Block auf den alten Hash des Blocks verweist und keine Möglichkeit hat, zu wissen, dass der Hash geändert wurde. Die einzige Art, die Informationen des 50. Blocks zu ändern und trotzdem eine gültige Kette zu haben, besteht also darin, die vorherigen Hash-Informationen aller 50 nachfolgenden Blöcke zu aktualisieren. Selbst wenn Sie nur den vorherigen Hash-Teil des Blocks ändern, wird ein neuer Hash für diesen Block berechnet und dann müssen Sie den vorherigen Hash des nächsten Elements ändern und so weiter. Dies ist die einzige Möglichkeit, eine Blockchain zu knacken. Um diesen Fall zu verhindern, haben Anwendungen wie Bitcoin die Berechnung des Hashes so rechenaufwändig gemacht, dass es im Durchschnitt 10 Minuten dauert, um einen Block in der Kette zu erstellen, im Beispiel von Bitcoin. Dieser Mechanismus macht es nahezu unmöglich, diesen zu verfälschen.
Um das System weiter abzusichern, haben Blockchains ihr System oft dezentralisiert in einem P2P-Netzwerk, das im Grunde ein Netzwerk zwischen Benutzern auf der ganzen Welt ist, dem jeder beitreten kann. Wenn eine Person beitritt, erhält sie eine vollständige Kopie der gesamten Blockchain. Wenn nun ein neuer Block zur Kette hinzugefügt wird, wird dieser Block an alle Teilnehmer des Netzwerks weitergeleitet und sie müssen die Authentizität dieses Blocks überprüfen und sicherstellen, dass er nicht verändert wurde. Wenn bei mehr als 50 Prozent des Netzwerks alles seine Richtigkeit hatte, fügt jedes Mitglied den Block zu seiner Blockchain hinzu. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass selbst wenn man es geschafft hat, die gesamte Blockchain zu seinen Gunsten zu verändern, man dann immer noch mehr als 50 Prozent des Netzwerks braucht, um zu verifizieren, dass er nicht verfälscht worden ist. Und das ist nahezu unmöglich.