Grundlagen der Blockchain Technologie und deren Anwendungsfälle durch Smart Contracts und Non Fungible Tokens

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Die Geschichte des Bitcoins
1.2 Hinführung zum Thema
1.3 Themeneingrenzung und Forschungsfrage

2 Theoretische Fundierung
2.1 Blockchain-Technologie
2.2 Smart Contracts
2.3 Non-Fungible Tokens vs. Fungible Tokens

3 Methodik

4 Die Entwicklung von Kunst und Fälschungen

5 Anwendungsfälle durch NFTs und Smart Contracts

6 Praxisbeispiel: Erstellung eines NFTs

7 SWOT Analyse NFTs

8 Kritik an Kryptowährungen und NFTs

9 Fazit und Ausblick in die Zukunft

10 Literaturverzeichnis

I. Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Inflationsrate im Jahr 2021 in Deutschland und USA

Abbildung 2: Transaktionen von Bitcoins

Abbildung 3: Wie ein Smart Contact funktioniert

Abbildung 4: Crypto Punk #7523

Abbildung 5: Wallet und IU NFT

Abbildung 6: NFT auf Sol Scan

Abbildung 7: SWOT-Analyse für die Nutzung von NFTs im Bereich Digital Arts

II. Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

1.1 Die Geschichte des Bitcoins

Im November 2008 wurde das Konzept des Bitcoins in einem White Paper von einer Person oder Gruppe unter dem Pseudonym „Satoshi Nakamoto“ auf einer Mailing-Liste über Kryptographie vorgeschlagen. Bis heute ist ungeklärt, wer sich hinter diesem Pseudonym verbirgt. Das Konzept beschreibt eine Peer-to-Peer Version von elektronischem Bargeld, welche es ermöglicht „Online-Zahlungen direkt von einer Partei an eine andere zu senden, ohne ein Finanzinstitut bemühen zu müssen“ (Satoshi Nakamoto, 2008). In der Einführung des Whitepapers und in einem Forum werden die Beweggründe für eine solche Währung dargelegt: „Das Kernproblem konventioneller Währungen ist das Ausmaß an Vertrauen, das nötig ist, damit sie funktionieren. „Der Zentralbank muss vertraut werden, dass sie die Währung nicht entwertet, doch die Geschichte des Fi­atgeldes ist voll von Verrat an diesem Vertrauen. Banken muss vertraut werden, dass sie unser Geld aufbe­wahren und es elektronisch transferieren, doch sie verleihen es in Wellen von Kreditblasen mit einem kleinen Bruchteil an Deckung“ (Satoshi Nakamoto, 2009). Es lässt sich erkennen, dass hier vor allem die unendlichen Ressourcen des Geldes und die daraus resultierende steigende Inflation und Entwertung des Geldes als Hauptproblem angesehen werden. Als weitere Probleme gelten, dass den Banken die Privatsphäre der Kun­den anvertraut werden muss und dass durch den hohen bürokratischen Aufwand und die Zusatzkosten so­genannte „Micropayments“, die Überweisung von kleinen Summen, nicht möglich ist.

Diese Probleme sollen durch den Bitcoin gelöst werden, welcher, anders als bei der Ausgabe neuer Bankno­ten durch Zentralbanken, neue Bitcoin-Einheiten durch das computerbasierte Lösen kryptischer Aufgaben (Mining) erschafft. Wichtig ist hierbei, dass die Maximalmenge jedoch auf 21 Millionen Bitcoins beschränkt ist und somit als endlich gilt. Das System hinter dem Bitcoin ist eine von allen Teilnehmern verwaltete de­zentrale Datenbank, in der alle Transaktionen einsehbar in einer Blockchain aufgezeichnet werden. Eine ge­naue Erklärung erfolgt im Kapitel „2.1 Blockchain Technologie“.

Im Laufe der Zeit erlangte der Bitcoin eine steigende Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit, Finanzmarktteilneh­mern und Anlegern sowie institutioneller Investoren. So wurde im April 2013 ein Bitcoin mit 200$ bewertet. Wohingegen fünf Jahre später im Dezember 2017 der Wert eines Bitcoins fast 20.000$ erreichte. Als Gründe hierfür gelten vor allem auf der Etablierung weiterer Kryptowährungen und „den im Vergleich zu anderen Vermögenswerten ausgeprägten Wertschwankungen und die oft gestiegenen Bewertungsniveaus“ (Deut­sche Bundesbank, 2021). Zusätzlich befindet sich die amerikanische und europäische Wirtschaft in einer durch die Zentralbanken veranlassten extremen Inflation, wie Satoshi Nakamoto im Jahr 2008 vorausgesagt hat. So stieg die Inflation in der USA im Oktober 2021 auf ein 30-jähriges Hoch, was dazu führte, dass der Bitcoin ein Allzeithoch von knapp 69.000$ erreichte. Hierbei wird angemerkt, dass die verschiedensten Ein­flüsse, wie die Covid-19 Pandemie oder Lieferengpässe zu dieser Inflationsrate führten.

Abbildung 1: Inflationsrate im Jahr 2021 in Deutschland und USA

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1.2 Hinführung zum Thema

Nach dem Erfolg des Bitcoins haben sich zahlreiche weitere Kryptowährungen etabliert, wobei der Bitcoin bezüglich der Marktkapitalisierung immer noch auf Platz eins steht. Der Nachfolger „Ethereum“, welcher im Jahr 2015 offiziell launchte, basiert, genauso wie Bitcoin, auf der Blockchain-Technologie. Der große Unter­schied besteht jedoch darin, dass Ethereum keine reine Kryptowährung ist, sondern auch eine Plattform für sogenannte dezentrale Applikationen (DApps), welche aus Smart Contracts bestehen. Die Funktionsweise und Technik wird in dem Kapitel „2.2 Smart Contracts“ näher betrachtet. Durch DApps lassen sich eine un­zählige Menge an Anwendungsfällen generieren und automatisieren. So können beispielsweise dezentrale Finanzsysteme, E-Voting Systeme oder das Identitätsmanagement automatisiert werden. Ein einfaches Bei­spiel ist, dass bei dem Kauf eines Grundstückes die Eintragung in ein Grundbuch ohne Notar und mit der Hilfe von Smart Contracts erfolgen könnte und auf der Blockchain vollzogen und festgehalten werden. Somit würde eine Dritte Instanz, in diesem Fall ein Notar, wegfallen. Im Zuge dessen sind noch viele weitere Kryp- towährungen wie beispielsweise Tron, Cardano, und Solana entstanden, welche alle auf dem Prinzip der Blockchain Technologie basieren, sich aber in der Technik unterscheiden.

1.3 Themeneingrenzung und Forschungsfrage

Da es zum Zeitpunkt dieser Arbeit bereits unzählige Anwendungsfälle im Bereich DApps und Smart Contracts gibt, wird sich auf das Thema Digital Arts und Non fungible Tokens (NFT) fokussiert. Allerdings werden wei­tere Anwendungsfälle thematisiert. Es soll im Zuge der Arbeit die Forschungsfragen geklärt werden: „ Was ist ein NFT und worin liegt der Unterschied zu einem Fungible Token (FT)“ und „macht die Umsetzung von digital Arts mit NFTs Sinn und welche weiteren Anwendungsfälle können mit NFTs und Smart Contracts abgedeckt

werden? Zusätzlich soll auf Basis der Analyse ein Fazit und ein Ausblick in die Zukunft sowohl für NFTs als auch Kryptowährungen verfasst werden.

Um die Funktionsweise und den Zusammenhang hinter Kryptowährungen und NFTs zu verstehen, werden im nächsten Schritt wichtige technische Begriffe erklärt.

2 Theoretische Fundierung

2.1 Blockchain-Technologie

Bitcoin und Blockchain-Technologie sind mittlerweile den meisten Menschen ein Begriff, allerdings wissen nur wenige, was dahintersteht und wie diese funktionieren. Eine allgemeine und einfache Definition für die Blockchain-Technologie liefert Julian Hosp (2018): Eine Blockchain ist eine digitale Datei, in der dieselben Informationen von allen Mitgliedern einer Gesellschaft abgespeichert und Updates in regelmäßigen Zeitblö­cken an die bereits bestehende Information gehängt werden, sodass jeder Teilnehmer die gesamte Informa­tion besitzt und sich nicht auf andere verlassen muss.

Um diese Funktionsweise im Detail zu verstehen, müssen die Begriffe Konsensus, Dezentralisierung und Blockchain definiert und anschließend ihr Zusammenspiel erklärt werden.

„Der Konsensus ist die Übereinstimmung darüber, was passiert ist und was nicht“ (Hosp, 2018). Aktuell wird dies vor allem zentral beschlossen, zum Beispiel durch eine Person, eine Firma, den Staat. Ein Beispiel hierfür ist, dass eine Internetfirma wie Facebook oder Google die Entscheidung trifft, ihre Kundendaten abzuspei­chern oder nicht. Bei einer zentralen Konsens Findung besteht allerdings nicht die Gefahr, dass zwei gegen­sätzliche Fälle als Realität gelten. Dies wird im Folgenden noch vertiefend erläutert.

„Die Dezentralisierung ist das Antonym von Zentralisierung und bedeutet, dass etwas wie Macht, Kontrolle, oder Vertrauen nicht nur auf einige wenige fokussiert ist, sondern sich auf viele oder sogar alle verteilt.“ (Hosp, 2018). In einem dezentralen System speichern nicht Facebook oder Google zentralisiert die Daten ihren Kunden, sondern jeder Nutzer speichert dezentralisiert einen Teil der Daten von jedem anderen. So wird ein Vertrag zwischen zwei Parteien auch nicht zentral in einem Grundbuch gespeichert, sondern von jeder anderen Partei, die auch einen Vertrag eingehen will, dezentral abgespeichert.

Die Blockchain Technologie stellt einen dezentraler Datenspeicher dar, welcher von einer Gruppe von Teil­nehmern abgespeichert wird und in regelmäßigen Zeitabständen auf dem gleichen Stand gehalten wird. Das Updaten des dezentralen Datenspeichers erfolgt durch eine Abstimmung der Teilnehmer einer Gemein­schaft. Wenn sich beispielsweise in einem Zeitblock von 30 Minuten die Mehrheit der Teilnehmer, also 51%, auf einen neuen Dateieintrag geeinigt hat, wird dieser als Informationsblock in der Datei festgehalten und mit dem vorherigen Informationsblock der Datei verknüpft, beziehungsweise verkettet. Diese Verknüpfung geschieht, indem der letzte Eintrag des vorherigen Informationsblockes zugleich der erste Eintrag in dem neuen Informationsblock ist. Aus diesem Grund heißt es auch „Blockchain“: Block steht für die 3

Informationsblöcke und „chain“ bedeutet im englischen „verketten“. Danach wird die Datei bei jedem Teil­nehmer geupdatet und somit ist für jeden ersichtlich, welcher Konsens kreiert wurde. Dadurch, dass diese Informationsblöcke verkettet und aneinandergehängt werden, sind sie unveränderlich und manipulationssi­cher. In diesem Dateispeicher werden nun alle Transaktionen von Bitcoin festgehalten und aneinander ge­kettet. Dabei besitzt jedes Konto einen öffentlich einsehbaren Schlüssel, weshalb Kryptowährungen auch keine anonyme, sondern eine pseudonyme Währung sind. Der Wert eines Kontos entsteht folglich aus dem Saldo aller Transaktionen in der Vergangenheit.

Nun stellt sich die Frage, wie es möglich ist, dass es in dem gesamten Netzwerk ein Konsens über die Reihen­folge der Transaktionen gibt. Darin bestand die große Innovation des Bitcoins. „So schlug Nakamoto (2008) ein Konsensprotokoll (Consensus Protocol) vor: ein Regelwerk, das mithilfe kryptografischer Methoden die Reihenfolge der Transaktionen sowie die Schreibrechte für neue Transaktionen festlegt, ohne dass eine zent­rale Instanz darüber bestimmen muss“ (Deutsche Bundesbank, 2021). Durch eine sogenannte Hash-Funktion wird auf den Input einer Transaktion ein scheinbar beliebiger Output geliefert. Dieser ist allerdings nicht zu­fällig, sondern ein deterministisch bestimmtes Ergebnis in Form einer neuen Zeichenkette mit festgelegter Stellenzahl. Entscheidend ist dabei, dass es keine Möglichkeit gibt, von dem Output zurück auf den Input zu schließen. Die einzige Möglichkeit den richtigen Output zu erzielen ist es also verschiedene zufällige Inputs zu versuchen, bis der richtige erreicht wird. Bei einer Bitcoin Transaktion geschieht nun folgendes: „Damit ein neuer Eintrag vom Netzwerk anerkannt wird, muss der eintragende Teilnehmer einen passenden Hash­Input gefunden haben. Weil dies für jeden einzelnen Versuch sehr unwahrscheinlich ist, kann davon ausge­gangen werden, dass eine extrem hohe Anzahl von Versuchen unternommen worden sein muss und damit eine große Menge Rechenleistung investiert wurde“ (Deutsche Bundesbank, 2021). Im Anschluss wird der nächste Output generiert und der Prozess startet von vorne. Für das Bereitstellen von dieser Rechenleistung werden die Miner, durch welche die komplexen mathematischen Berechnungen erfolgen, in Bitcoins be­lohnt. Dieses Prinzip wird auch „Proof of Work“ genannt.

Die folgende Abbildung stammt aus dem Whitepaper von Satoshi Nakamoto und visualisiert den Zusammen­hang zwischen Informationsblöcken, der Hashfunktion und den Signaturen.

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