Die Blockchain-Technologie ist verheissungsvoll, und inzwischen engagieren sich Konzerne, Risikokapitalfonds und Initial Coin Offerings, die milliardenschwere Investitionen in diese Technologie ermöglichen. Die Aktivitäten der Akteure erscheinen viel versprechend, schliesslich hat die Blockchain, angefangen von einfachen Zahlungsabläufen bis hin zum Strukturprinzip von Unternehmen, das Potenzial, bisher übliche wirtschaftliche Vorgänge von Grund auf zu verändern. In einer dreiteiligen Artikelserie beleuchten wir die Grundlagen der Blockchain-Technologie.
Dezentralisierung stellt Prinzipien von Geschäftsmodellen auf den Kopf
Traditionell sind bekanntlich einige der stärksten Wettbewerbsvorteile aus einer Zentralisierung heraus entstanden. So können beispielsweise Netzwerkeffekte bei Unternehmen, die Transaktionsaktivitäten zentralisieren und steuern - zum Beispiel Zahlungsnetzwerke, Marktplätze, soziale Netzwerke und Terminbörsen - zu enormen Gewinnen führen.
Ebenso kann eine Zentralisierung mit Hilfe von Skaleneffekten Wettbewerbsvorteile schaffen, da sich die Fixkosten auf eine Vielzahl von Transaktionen verteilen. Was die Blockchain-Technologie diesbezüglich angeht, so eröffnet sie bei drei wichtigen Funktionen die Chance auf eine Dezentralisierung: Finanztransaktionen, Identitäts- und Datenmanagement und bei Marktplätzen. Die neuen, dezentralen Lösungen bergen das Potenzial, Unternehmen in Bedrängnis zu bringen, die bisher durch die Zentralisierung solcher Aktivitäten Werte geschaffen haben.
Krypto-Technologie: Mehr als nur eine Währung
Weniger als ein Jahrzehnt nach der Einführung von Bitcoin als Mittel zur Lösung eines Problems im Bereich des digitalen Zahlungsverkehrs ermöglicht die zugrunde liegende Technologie die Dezentralisierung von Aktivitäten aller Art. Krypto-Währungen wurden zunächst nur als Bedrohung für die Zahlungsindustrie wahrgenommen. Doch inzwischen ist klar geworden, dass die Blockchain und Krypto-Ökonomie eines Tages auch eine Vielzahl von anderen Geschäftsmodellen, und möglicherweise sogar die traditionelle Organisation von Unternehmen selbst bedrohen könnten. Denn eine dezentrale, autonome Organisation kann von Algorithmen gesteuert werden und ist nicht auf eine vielschichtige Bürokratie angewiesen.
So, wie das bei jeder neuen Technologie üblich ist, hat Blockchain intensive Diskussionen unter den Prognostikern ausgelöst. Einige von ihnen glauben, dass es auf lange Sicht überhaupt keine brauchbaren Verwendungsmöglichkeiten geben wird. Andere wiederum sind dagegen der Ansicht, dass die Blockchain in fast jeder Branche disruptive Prozesse in Gang setzen wird und dezentrale Netzwerke letztendlich die Leistungsfähigkeit der meisten zentralisierten Unternehmen übertreffen werden. Tatsächlich ist es so, dass die mit einem Nobelpreis ausgezeichnete Theorie von Ronald Coases zur Frage nach dem Grund, warum es überhaupt Unternehmen mit Zentralverwaltung und Aufgabendelegation gibt, auf zu hohen Kosten bei der Nutzung dezentraler Märkte beruht.
Wir vermuten, dass die Wahrheit irgendwo dazwischen liegt. Das heisst, die Blockchain-Technologie hat zwar viel Potenzial, aber es gibt noch immer Hürden auf dem Weg zur Weltherrschaft. Dazu gehören der Technologie selbst innewohnende Schwierigkeiten als auch die etablierten wirtschaftlichen Gräben, welche etablierte Firmen in verschiedenen Branchen in der Form von Wettbewerbsvorteilen um sich herum aufgebaut haben.
Eine noch kurze Historie
Bitcoin war nicht der erste Versuch, eine brauchbare digitale Währung zu schaffen. Vielmehr reicht das Interesse an einem derartigen System mehr als 20 Jahre zurück. Die "Cypher-Punk"-Bewegung, die Elemente der Philosophie, der Informatik und der Mathematik beinhaltete, sowie ein starkes Verlangen nach Privatsphäre, brachte eine Reihe entsprechender Ansätze hervor. Tatsächlich wird gelegentlich behauptet, dass prominente Persönlichkeiten aus dieser Bewegung für das Auftauchen von Satoshi Nakamoto und Bitcoin verantwortlich sind. Als Fehlstarts im Bereich der digitalen Währung erwiesen sich DigiCash (1989), E-Gold (1996) und B-Geld (1998). Auch PayPal war ursprünglich als "neue Weltwährung" gedacht, bevor es in der eher profanen Welt der traditionellen Zahlungsabwicklung Erfolg hatte.
Das White Paper des geheimnisumwitterten Nakamoto aus dem Jahr 2008 führte Bitcoin ein und löste das bei Online-Finanztransaktionen bestehende Vertrauensproblem. Früher erforderte die Übertragung von digitalen Assets die Einbeziehung eines oder mehrerer vertrauenswürdiger Drittparteien. So ist ein Kunde, der eine Limo über eine Debitkarte in einem Convenience Store kauft, beispielsweise auf eine effektive Koordination zwischen seiner Bank, der Bank des Händlers und einem Kartennetzwerk wie Visa oder Mastercard angewiesen. Diese als vertrauenswürdig geltenden Drittparteien kümmern sich um Probleme wie doppelt getätigte Ausgaben oder stornierten Transaktionen. Die Bank des Kunden zeichnet seine Ausgaben auf, das Kartennetzwerk unterstützt die Kommunikation und den Geldtransfer, und die Bank des Händlers erfasst und speichert die Gelder, sobald sie eintreffen. Streitigkeiten werden entsprechend den von den Netzwerken und den darin mitwirkenden Teilnehmern festgelegten Standards gehandhabt.
Bitcoin basiert auf Peer-to-Peer-Netzwerken
Im Gegensatz dazu verwendet Bitcoin ein verteiltes Peer-to-Peer-Netzwerk, um alle Transaktionen in der Reihenfolge ihres Auftretens zu authentifizieren und aufzuzeichnen. Das macht Intermediäre überflüssig. Auf diese Weise können die Teilnehmer eine klare Eigentümerkette für digitale Gelder nachweisen, ohne sich auf eine vertrauenswürdige dritte Partei verlassen zu müssen. Das Peer-to-Peer-Netzwerk, welches das digitale Hauptbuch (oder Blockchain) verwaltet, ist eine dezentrale Aufzeichnung von Transaktionen.
Auch andere Akteure waren schnell vom Potential der Technologie fasziniert und führten Bitcoin-Alternativen sowie neue Blockchain-basierte Funktionalitäten ein. Ethereum könnte von diesen späteren Einführungen die wichtigste sein. Während die Bitcoin-Software eine relativ einfache Transaktionsverarbeitung durchführt, stellt die Software von Ethereum im Wesentlichen ein Betriebssystem bereit, mit dem das Netzwerk so programmiert werden kann, dass es eine Vielzahl von Berechnungen ausführt, wodurch es zu einem "Weltcomputer" wird.
Eine Vielzahl von Anwendungen (dezentrale Anwendungen, auch „dapps“ genannt) können auf Ethereum aufgebaut werden. Beispielsweise ist EtherTweet ein dezentralisierter Konkurrent von Twitter. Während Twitter über bezahlte Programmierer und eigene Rechenzentren und Server verfügt, ist EtherTweet eine Open-Source-Software, die auf der Ethereum-Blockchain läuft. Dadurch kann theoretisch alles, was programmiert werden kann, dezentralisiert werden. Allerdings steckt die Technologie noch in den Kinderschuhen. Nakamotos-Weissbuch wurde veröffentlicht, als das Internet seinen 40. Geburtstag feierte.
Ein Überblick über die Funktionsweise der Technologie
Die Peer-to-Peer-Netzwerke, die Anweisungen verarbeiten und Datensätze in einer Blockchain verwalten, hängen von einigen kryptografischen Prinzipien und dem im Whitepaper von Nakamoto beschriebenen Mechanismus ab. Eines dieser Prinzipien ist die private Schlüssel-Kryptographie, die eine bi-direktionale Nachrichtenübertragung unter Verwendung öffentlicher und privater Schlüssel ermöglicht. So kann ein Absender eine Nachricht mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers verschlüsseln, um sicherzustellen, dass nur der beabsichtigte Empfänger (der den zugehörigen privaten Schlüssel besitzt) diese entschlüsseln kann. Umgekehrt kann ein Benutzer mit seinem privaten Schlüssel eine Nachricht verschlüsseln.
Der Empfänger kann auch den öffentlichen Schlüssel des Absenders verwenden, um ihn zu entschlüsseln, was die rechtmässige Sendung der Nachricht beweist. Diese Methode kann auch zum Signieren von Dokumenten verwendet werden. Ein Absender / Unterzeichner kann den Hash (eine eindeutige, irreversible Zeichenfolge eines vom Algorithmus erzeugten Textes) eines digitalen Dokuments oder Vermögensgegenstandes mit seinem privaten Schlüssel verknüpfen. Wenn das Ergebnis durch seinen öffentlichen Schlüssel entschlüsselt wird, beweist eine Überprüfung des entschlüsselten Hash gegenüber dem zugehörenden digitalen Dokument oder Vermögenswert, dass die "Transaktion" legitim ist (jede Veränderung würde nicht zu einem passenden Hash führen).
Eine Blockchain besteht aus einer Kette solcher signierter "Transaktionen". Jede neue Transaktion wird mit der bestehenden Kette verknüpft, mit dem privaten Schlüssel des Absenders und dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers signiert und kann durch den öffentlichen Schlüssel des Absenders verifiziert werden. Um die Richtigkeit der Daten zu gewährleisten, wird der Prozess mit einem Ausführungsnachweis erschwert. Alle Computer im Netzwerk kombinieren diese nach Erhalt einer neuen Transaktion mit einer Nonce - einer zufälligen Textfolge -, um nach einem gewünschten Ergebnis zu suchen. Im Fall von Bitcoin ist dieses gewünschte Ergebnis eine lange Reihe von Nullen am Anfang des Hashs, aber es könnte auch jede andere schwierig zu findende Zeichenkette sein. Der erfolgreiche Benutzer erhält für seine Bemühungen neue Münzen, und der neue Block wird zum De-facto-Standard für das weiter voranschreitende Netzwerk.
Blockchain-Enthusiasten debattieren heftig über die technische Definition einer Blockchain. Für unsere Zwecke ist eine Blockchain im Wesentlichen eine dezentralisierte Datenbank, die über ein Computernetzwerk genutzt wird. Dabei wird ein Konsensmechanismus anstelle einer zentralen Kontrollstelle verwendet, der die Genauigkeit und Vertrauenswürdigkeit der genutzten Daten gewährleistet. Einige Blockchain-Teilnehmer bestehen darauf, dass eine korrekte Definition eine Beschreibung der wirtschaftlichen Anreize enthalten muss, aber wir gehen davon aus, dass beide Arten von verteilten Datenbanken ähnliche Wettbewerbsbedrohungen darstellen.
Dabei variiert der Grad der Zentralisierung innerhalb der Blockchain-Wirtschaft. Bitcoin und vergleichbare Krypto-Währungen sind öffentliche Blockchains - jeder kann sich an dem Netzwerk beteiligen. Am anderen Ende des Spektrums stehen private Blockketten dagegen nur denjenigen offen, die ausdrücklich zur Teilnahme berechtigt sind. Für eine Wettbewerbsanalyse lohnt es sich, eine Vielzahl von Anwendungen in der gesamten Bandbreite der Dezentralisierung zu prüfen.
Neben dem dezentralen Charakter ist ein unveränderlicher Datensatz ein weiteres wesentliches Merkmal der Technologie. Eine Blockchain enthält eine vollständige Historie der Transaktionen (Änderungen an der Datenbank) und stellt so sicher, dass alle Teilnehmer den Zustand der Datenbank überprüfen können. Ein Block enthält eine Gruppe von Transaktionen, während eine Blockchain mehrere Blöcke enthält. Wenn eine Änderung eintritt (wie im Fall einer einzelnen Transaktion), wird die vorgeschlagene Änderung sehr einfach über das Netzwerk übertragen und durch einen gewählten Konsensmechanismus verifiziert.
Trial-and-Error-Mechanismus liegt dem Ausführungsnachweis zugrunde
Konsensmechanismen sind ein weiteres Schlüsselmerkmal von Blockchains. Anfänglich nutzten Bitcoin und ähnliche Anwendungen eine Ausführungsnachweis-Methode, um einen Konsens zu erzielen. Der Ausführungsnachweis beinhaltet hier ein kompliziertes System zur Berechnung auf Basis einer Trial and Error-Methode. Netzknoten versuchen dabei, die neuen Daten kryptografisch in ein gewünschtes Ergebnis umzuwandeln, was, wie erwähnt, durch Trial and Error erfolgen muss. Ist eine Lösung gefunden, wird sie in das Netzwerk übertragen, das die Transaktion in die bestehende Blockkette einbindet. In jüngster Zeit wurde dieser kostspielige und zeitraubende Konsensmechanismus aber durch andere Methoden ergänzt. Eine dieser Methoden, der so genannte „proof of stake“ oder Anspruchsnachweis, kombiniert typischerweise die Position eines Netzwerkknotenpunkts (gemessen an Besitzrechten, Alter, Reputation oder anderen Mitteln) mit anderen Methoden, einschliesslich einer randomisierten Auswahl.
Blockchains weisen in allen ihren Permutationen mehrere Eigenschaften auf, die sie potenziell für eine Vielzahl von Geschäftsanwendungen nützlich machen. So ist eine Blockchain im Idealfall vertrauenswürdig, transparent und dezentral. Diese Funktionen machen den Grossteil der Attraktivität der Technologie aus und ermöglichen es Unternehmen, Probleme im Zusammenhang mit Vertrauen, Dokumentation und Transaktionskosten zu lösen.
Im zweiten Artikel gehen wir auf den Einsatz der Blockchain-Technologie ein.
