Was ist Blockchain? Funktionsweise einfach erklärt

Was ist Blockchain? Es ist ein gemeinsames Kassenbuch, ein sogenanntes Ledger, das viele Computer in identischen Kopien führen und dem man nur neue Seiten anhängen, aber alte nie heimlich umschreiben kann. Jede Seite, Block genannt, enthält einen Stapel Transaktionen und ist mit der vorherigen verknüpft, daher der Name Blockkette. Dank dieser Konstruktion können sich Fremde darauf einigen, wem was gehört, ohne Bank oder anderen zentralen Betreiber, und sie ist die Technik hinter Bitcoin, Ethereum und den meisten anderen Kryptowährungen.

Kurz gesagt

• Eine Blockchain ist ein Kassenbuch, das auf vielen Computern liegt, sodass man nicht einer einzelnen Firma oder Person vertrauen muss, damit es ehrlich bleibt.
• Transaktionen werden in Blöcken gebündelt, und jeder Block trägt den digitalen Fingerabdruck des vorherigen, sodass eine Änderung der Vergangenheit alle späteren Glieder bricht.
• Computer, sogenannte Nodes, folgen gemeinsamen Regeln, dem Konsensmechanismus, um zu entscheiden, welcher neue Block gültig ist.
• Öffentliche Blockchains sind offen lesbar und schwer zu verändern, können aber langsam und teuer sein und schützen weder vor Betrug noch vor dem Verlust Ihrer Schlüssel.
• Sie müssen die Mathematik nicht verstehen, um Krypto zu nutzen, sollten aber wissen, was die Kette leistet und was nicht.

In diesem Artikel · 11 Min. Lesezeit

1. Was ist Blockchain, in einem Satz
2. So funktioniert eine Blockchain, Schritt für Schritt
3. Das Problem, das die Blockchain lösen sollte
4. Konsens: Wie sich Fremde einigen
5. Eine Zahl, die man kennen sollte: Die Blockbelohnung halbiert sich
6. Öffentliche, private und andere Blockchains
7. Blockchain, Bitcoin und Smart Contracts
8. Vorteile und Grenzen
9. Was das für Ihre eigenen Coins bedeutet
10. So beginnen Sie zu lernen, Schritt für Schritt
11. Checkliste
12. Für wen es sich eignet
13. Wichtige Begriffe
14. Häufige Fragen
15. Quellen

Was ist Blockchain, in einem Satz

Eine Blockchain ist eine Art Datenbank, in der Einträge in verknüpften Blöcken stehen und im ganzen Netzwerk kopiert werden, sodass sich die Historie kaum ändern lässt, ohne dass es jemand bemerkt. Das BSI erklärt, dass Daten dabei chronologisch gespeichert werden und durch kryptografische Methoden jede nachträgliche Manipulation sofort entdeckt werden kann; ein sogenannter Konsensmechanismus sorge dafür, dass sich alle Rechner im Netzwerk über den aktuellen Stand der Blockkette einig sind. „Verteilt“ heißt, dass viele Teilnehmer eine Kopie halten, statt dass ein einziger Eigentümer das Original verwahrt.

Praktisch umgesetzt wurde die Idee 2008, als eine Person oder Gruppe unter dem Namen Satoshi Nakamoto das Bitcoin-Whitepaper veröffentlichte, hier in der deutschen Übersetzung. Es schlug ein elektronisches Zahlungssystem ohne vertrauenswürdige dritte Partei vor, das eine Kette verknüpfter Blöcke nutzt, um Transaktionen mit einem Zeitstempel zu versehen. In seinem Buch Kryptowährungen für Einsteiger beschreibt John Bax die Bitcoin-Blockchain als dezentrale Software, die alle Transaktionen im Netzwerk verlässlich aufzeichnet.

So funktioniert eine Blockchain, Schritt für Schritt

Die Einzelheiten unterscheiden sich von Blockchain zu Blockchain, aber der Weg einer Transaktion ist in den meisten öffentlichen Netzwerken ähnlich:

1. Jemand sendet eine Transaktion. Der Absender signiert sie mit einem privaten Schlüssel, einem geheimen Code, der die Kontrolle über eine Adresse beweist. Den öffentlichen Schlüssel und die Adresse dürfen Sie weitergeben, ähnlich wie eine Kontonummer.
2. Nodes prüfen sie. Ein Node ist ein Computer, der die Netzwerksoftware ausführt und eine Kopie des Ledgers speichert. Jeder Node prüft, ob die Signatur gültig ist und die Coins nicht schon ausgegeben wurden.
3. Transaktionen warten auf die Bündelung. Gültige Transaktionen sammeln sich in einem Pool, und aus einem Teil davon wird ein Block zusammengestellt.
4. Das Netzwerk einigt sich auf den nächsten Block. Hier greift der Konsensmechanismus, also die Regeln, mit denen Tausende unabhängige Computer eine gemeinsame Version der Wahrheit festlegen.
5. Der Block wird an die Kette gehängt. Er enthält den Hash des vorherigen Blocks. Ein Hash ist ein Fingerabdruck fester Länge, der aus Daten berechnet wird: Ändert man auch nur ein Zeichen, ändert sich der Fingerabdruck komplett.
6. Alle aktualisieren ihre Kopie. Sobald der Block akzeptiert ist, gehört die Transaktion zur gemeinsamen Historie.

Weil jeder Block den Fingerabdruck seines Vorgängers enthält, würde das Ändern einer alten Transaktion den Hash ihres Blocks verändern, dann den Verweis im nächsten Block und so weiter bis zur Gegenwart. Ein Angreifer müsste all diese Arbeit wiederholen und das Netzwerk überzeugen, seine Version zu übernehmen. Auch das Bitcoin-Whitepaper betont, wie aufwendig es ist, eine Kette umzuschreiben.

Das Problem, das die Blockchain lösen sollte

Digitale Dateien lassen sich kostenlos kopieren, und das ist für Geld ein Problem: Wenn ein Coin nur eine Datei ist, was hindert jemanden daran, ihn zweimal auszugeben? Das nennt man Double Spending. Vor Bitcoin bestand die übliche Antwort darin, einen vertrauenswürdigen Vermittler wie eine Bank oder einen Zahlungsdienstleister mit dem Kassenbuch zu betrauen. Das Bitcoin-Whitepaper schlug eine andere Antwort vor: Ein Netzwerk von Computern führt das Kassenbuch gemeinsam, und die Reihenfolge der Transaktionen ist öffentlich und überprüfbar.

John Bax erklärt in Kryptowährungen für Einsteiger, genau deshalb halte die Blockchain alle jemals ausgeführten Transaktionen fest: Ohne Kontrollinstanz muss etwas garantieren, dass niemand denselben Bitcoin zweimal ausgibt, und ein öffentliches, geordnetes, praktisch unveränderliches Protokoll erfüllt diese Aufgabe.

Konsens: Wie sich Fremde einigen

Eine Blockchain braucht eine Regel, wer den nächsten Block anhängen darf, sonst könnte jeder seinen eigenen anhängen. Die zwei bekanntesten Regeln sind diese:

• Proof of Work. Miner konkurrieren darum, eine Rechenaufgabe zu lösen; der Gewinner hängt den Block an und erhält eine Belohnung. Bitcoin nutzt dieses Verfahren. Es macht das Umschreiben der Historie teuer, verbraucht aber viel Strom. Das Bitcoin-Netzwerk ist darauf ausgelegt, etwa alle zehn Minuten einen Block zu erzeugen.
• Proof of Stake. Validatoren hinterlegen Coins als Pfand und werden ausgewählt, Blöcke vorzuschlagen; unehrliches Verhalten kann sie einen Teil des Pfands kosten. Bei Ethereum beginnt laut ethereum.org alle zwölf Sekunden ein neuer Slot, die Gelegenheit, einen Block vorzuschlagen. Ethereum wechselte 2022 von Proof of Work zu Proof of Stake, und das Crypto Carbon Ratings Institute schätzt, wie ethereum.org berichtet, dass sich dadurch der jährliche Stromverbrauch um mehr als 99,988 % verringert hat.

Kein System ist perfekt. Die Bank für Internationalen Zahlungsausgleich untersuchte in ihrem Jahreswirtschaftsbericht vom Juni 2018 das, was sie das „schwer fassbare Versprechen dezentralen Vertrauens“ nannte, und hielt fest, dass gutes Geld effizient mit der Wirtschaft mitwachsen muss. Diese Grenzen sollten Sie im Hinterkopf behalten.

Eine Zahl, die man kennen sollte: Die Blockbelohnung halbiert sich

Die Regeln einer Blockchain stehen im Code, und die von Bitcoin enthalten einen Plan für die Schaffung neuer Coins. Die Belohnung für den Miner jedes Blocks betrug 2009 noch 50 Bitcoin und wird alle 210.000 Blöcke halbiert, etwa alle vier Jahre. Laut der Tabelle des Bitcoin Wiki zur kontrollierten Geldmenge sank sie im November 2012 auf 25 Bitcoin, im Juli 2016 auf 12,5, im Mai 2020 auf 6,25 und im April 2024 auf 3,125. Gemessen an den ursprünglichen 50 Bitcoin beträgt die Belohnung heute nur noch 6,25 % ihrer Anfangsgröße, wie die Grafik zeigt.

Das ist ein Beispiel dafür, was eine Blockchain gut kann: eine Regel, die jeder lesen und niemand nach Belieben ändern kann. Nach unserer Erfahrung verstehen Leserinnen und Leser, die diesen Plan zum ersten Mal sehen, viel besser, warum man sagt, Bitcoin folge festen Regeln statt einem Betreiber.

Öffentliche, private und andere Blockchains

Für Krypto zählen die öffentlichen Blockchains. In Kryptowährungen für Einsteiger betont John Bax einen Punkt, der viele Einsteiger überrascht: Weil die Bitcoin-Blockchain öffentlich ist und jede vergangene Bewegung nachvollzogen werden kann, ist Bitcoin pseudonym, nicht anonym. Adressen sind keine Namen, aber sobald jemand Coins bei einem Anbieter mit Identitätsprüfung in normales Geld tauscht, kann die Spur zu einer Person führen. Aus seiner Sicht macht das Bitcoin zu einem schlechten Werkzeug für Kriminelle, was auch immer der Mythos behauptet.

Die Sicht von John Bax

John Bax versteht Dezentralisierung außerdem als Skala statt als Ja-oder-Nein-Etikett. Nach seiner Einschätzung steht Bitcoin oben auf dieser Skala und viele andere Projekte weit darunter. Ethereum-Anwendungen sind zum Beispiel für alle offen („permissionless“), doch die Webseiten, über die die meisten Menschen darauf zugreifen, werden von privaten Unternehmen betrieben und können abgeschaltet werden. Seine praktische Lehre: Vergleichen Sie Werte nur innerhalb derselben Kategorie und gehen Sie nicht davon aus, dass „auf einer Blockchain“ „dezentral“ bedeutet.

Blockchain, Bitcoin und Smart Contracts

Blockchain und Bitcoin sind nicht dasselbe. Bitcoin ist die erste Kryptowährung, die Blockchain ist die Datenstruktur, auf der sie läuft. Andere Netzwerke nutzen dieselbe Idee anders. Ethereum hat Smart Contracts ergänzt, Programme auf der Blockchain, die automatisch laufen, wenn ihre Bedingungen erfüllt sind. Sie treiben dezentrale Finanzen an, kurz DeFi, eine Reihe von Finanzdiensten ohne klassischen Vermittler. Unser Ratgeber zu DeFi behandelt Chancen und Risiken. Ein Stablecoin, ein Token, der eine Währung wie den US-Dollar nachbilden soll, liegt ebenfalls auf einer Blockchain, wie wir in unserem Stablecoin-Ratgeber erklären.

Vorteile und Grenzen

Die Blockchain hat echte Stärken, aber auch Grenzen, die das Marketing gern verschweigt:

• Transparenz. In öffentlichen Ketten kann jeder das Ledger einsehen. Das BSI nennt unveränderliche, manipulationssichere Daten sowie transparente und nachvollziehbare Transaktionen als wichtigste Ziele der Technologie.
• Ausfallsicherheit. Es gibt keinen einzelnen Server, den man abschalten könnte, weil viele Nodes dieselben Daten halten.
• Kosten und Tempo. Je nach Netzwerk und Auslastung können Gebühren steigen und Bestätigungen dauern. Das BSI weist auch darauf hin, dass Proof of Work pro Transaktion sehr viel Energie verbraucht.
• Kein Schutz vor Betrug. Eine in die Kette geschriebene Transaktion lässt sich kaum rückgängig machen, eine an Betrüger gesendete Zahlung ist daher meist weg. Hacks und gefälschte Apps bleiben ein großes Risiko, wie unser Ratgeber zu Krypto-Betrug zeigt.
• Nicht das ganze Krypto. Der Handel an einer Börse läuft im eigenen System der Börse, nicht auf der Blockchain. Nur Einzahlungen, Auszahlungen und On-Chain-Aktivität berühren die Kette.

Aufsichtsbehörden erinnern zudem daran, dass die Technik das Marktrisiko nicht beseitigt. Die Europäischen Aufsichtsbehörden (EBA, ESMA und EIOPA) warnten 2022, dass viele Kryptowerte hochriskant und spekulativ sind und Sie Ihr gesamtes eingesetztes Geld verlieren können.

Was das für Ihre eigenen Coins bedeutet

Wer die Kette versteht, trifft bessere praktische Entscheidungen. Ihre Coins liegen an einer Adresse auf der Blockchain, und der Schlüssel dazu gehört nur Ihnen, wenn Sie ihn kontrollieren, weshalb die Seed Phrase so wichtig ist. Wenn Sie neu sind, begleitet Sie unser Ratgeber zum sicheren Krypto-Kauf durch den ersten Kauf. John Bax’ Buch Kryptowährungen für Einsteiger behandelt Blockchain, Wallets und Börsen in wenigen verständlichen Kapiteln, bevor es zum Investieren übergeht.

Automatisierter Handel ist eine andere Ebene. Ein Trading-Bot sendet seine Aufträge normalerweise an eine Börse, und diese Aufträge werden nicht auf der Blockchain gespeichert. Wenn Sie sich dafür interessieren, lesen Sie, wie ein Krypto-Trading-Bot funktioniert, und beachten Sie, dass der Crypto Go Bot ein Handelswerkzeug ist und kein Weg, Risiko zu vermeiden.

So beginnen Sie zu lernen, Schritt für Schritt

1. Lernen Sie eine Blockchain nach der anderen. Beginnen Sie mit Bitcoin und schauen Sie sich dann Ethereum an.
2. Sehen Sie sich einen Block-Explorer an. Das ist eine Webseite, die Blöcke und Transaktionen live zeigt und die Idee greifbar macht.
3. Lernen Sie, was eine Wallet und eine Seed Phrase sind, bevor Sie irgendwo Geld anlegen.
4. Beginnen Sie mit einem kleinen Betrag, den Sie verschmerzen können, und nutzen Sie nur etablierte Plattformen.
5. Seien Sie bei Angeboten vorsichtig. Wer sichere Renditen verspricht, weil es „auf der Blockchain“ liege, ist ein Warnsignal.

Checkliste

• Ich kann einen Block, einen Node und einen Hash in je einem Satz erklären.
• Ich weiß, dass eine öffentliche Blockchain Adressen zeigt, keine Namen.
• Ich weiß, dass Orders an einer Börse nicht immer auf der Kette stehen.
• Ich bewahre meine Seed Phrase offline auf und tippe sie nie auf einer Webseite ein.
• Ich vertraue einem Projekt nicht allein deshalb, weil es Blockchain nutzt.

Für wen es sich eignet

Blockchain zu verstehen lohnt sich für alle, die mit Krypto zu tun haben, und für manche, die es nicht tun.

• Einsteiger vor dem ersten Kauf: Wer weiß, was eine Wallet, eine Adresse und eine Bestätigung sind, erlebt die erste Überweisung deutlich entspannter.
• Langfristiger Anleger: Das Verständnis von Ausgaberegeln und Sicherheit hilft, die Versprechen eines Projekts über mehrere Jahre einzuordnen.
• Neugierige Berufstätige: Wer in Bank, Logistik oder Software arbeitet und ständig von Blockchain hört, sieht mit den Grundlagen, wo sie wirklich passt und wo eine normale Datenbank besser ist.
• Aktiver Trader: Wer On-Chain-Aktivität vom Börsenhandel unterscheidet, versteht Gebühren, Verzögerungen und warum Einzahlungen Zeit brauchen.

Wichtige Begriffe

• Blockchain (Blockkette): ein Kassenbuch aus verknüpften Blöcken, das in einem Netzwerk von Computern kopiert wird.
• Node: ein Computer, der die Netzwerksoftware ausführt und eine Kopie des Ledgers hält.
• Hash: ein aus Daten berechneter Fingerabdruck fester Länge, der sich komplett ändert, wenn sich die Daten ändern.
• Konsensmechanismus: die Regeln, mit denen sich das Netzwerk auf den nächsten gültigen Block einigt.
• Proof of Work: ein Konsensverfahren, bei dem Miner Rechenleistung einsetzen, um einen Block anhängen zu dürfen.
• Smart Contract: ein Programm auf einer Blockchain, das automatisch läuft, wenn festgelegte Bedingungen erfüllt sind.

Häufige Fragen

Was ist Blockchain in einfachen Worten?

Es ist ein gemeinsames Notizbuch für Transaktionen, das viele Computer in identischen Kopien führen. Neue Einträge kommen in Blöcken hinzu, die mit den vorherigen verknüpft sind, sodass sich alte Einträge kaum unbemerkt ändern lassen.

Wie funktioniert die Blockchain?

Ein Nutzer signiert eine Transaktion, Nodes prüfen sie, und das Netzwerk einigt sich auf einen neuen Block, der sie enthält. Jeder Block enthält den Hash des vorherigen, wodurch die Blöcke verkettet werden und Manipulationen sichtbar machen.

Ist Blockchain dasselbe wie Bitcoin?

Nein. Bitcoin ist eine Kryptowährung, die Blockchain ist die Technik, mit der sie Transaktionen aufzeichnet. Viele andere Kryptowährungen und Anwendungen haben ihre eigene Blockchain.

Ist Blockchain sicher, und kann sie gehackt werden?

Die Kryptografie gut gebauter Ketten ist breit erprobt, doch das Risiko liegt oft drumherum. Börsen, Wallets, Smart Contracts und Menschen sind die üblichen Ziele, daher zählt der Schutz Ihrer Schlüssel und das Meiden unbekannter Plattformen mehr als die Kette selbst.

Ist Blockchain anonym?

Meistens nicht. In öffentlichen Ketten sind Adressen und Transaktionen sichtbar, und sie sind pseudonym statt anonym. Ein Bezug zu einer realen Identität kann entstehen, zum Beispiel wenn Coins über einen Dienst mit Identitätsprüfung getauscht werden.

Muss ich Blockchain verstehen, um in Krypto zu investieren?

Sie nutzen sie indirekt, sobald Sie Coins senden oder empfangen, müssen aber nicht jedes technische Detail kennen. Die Grundlagen helfen, Versprechen einzuordnen und Ihr Vermögen zu schützen.

Lässt sich eine Blockchain ändern?

Alte Einträge sind so angelegt, dass sie extrem schwer zu ändern sind, weil man die Arbeit für jeden späteren Block wiederholen und das Netzwerk überzeugen müsste. Die Regeln einer Blockchain können sich aber ändern, wenn sich ihre Community auf ein Update einigt.

Quellen

• Wikipedia, Blockchain
• BSI, Blockchain & Kryptowährung
• Deutsche Bundesbank, Blockchain – Zukunft oder Hype? Die Perspektive der Aufsicht
• Satoshi Nakamoto, Bitcoin: Ein elektronisches Peer-to-Peer-Cash-System (deutsche Übersetzung), 2008
• NIST, Blockchain Technology Overview (NISTIR 8202), Oktober 2018
• Bank für Internationalen Zahlungsausgleich, Annual Economic Report 2018, Kapitel V: Cryptocurrencies: looking beyond the hype, 24. Juni 2018
• ethereum.org, Blöcke und Energieverbrauch von Ethereum
• Bitcoin Wiki, Controlled supply
• EBA, ESMA und EIOPA, Warning on the risks of crypto-assets, 2022