Blockchain. Technologie, Anwendung und disruptives Potential


Seminararbeit, 2018

25 Seiten, Note: 1,3

Anonym


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Gang der Untersuchung
1.3 Zielsetzung

2 Technologie der Blockchain
2.1 Grundlagen der Blockchain
2.2 Distributed Consensus und Double Spending Problem
2.3 Konsens durch Proof-of-work
2.4 Kryptografische Verfahren

3 Anwendung und disruptives Potential
3.1 Anwendungsmöglichkeiten der Blockchain
3.1.1 Entwicklung der Kryptowährungen
3.1.2 Smart Contracts
3.2 Distributed Ledgers als Grundlage des disruptiven Potentials
3.2.1 Disruptives Potential der Blockchain im Finanzsektor
3.2.2 Chancen des Finanzsektors durch Nutzung von Blockchain

4 Fazit
4.1 Zusammenfassung der Ergebnisse
4.2 Kritische Würdigung und Ausblick

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Darstellung einer verteilten Netztopologie

Abb. 2: Ver- und Entschlüsselung (Public to Private Anwendung)

Abb. 3: Signieren und Verifizieren (Private to Public Anwendung)

Abb. 4: Strategische Einsatzgebiete der Blockchain in einem Kreditinstitut

Abkürzungsverzeichnis

BTC Bitcoin

Dapps Dezentrale Applikationen

DLT Distributed Ledgers Technology

P2P Peer-to-Peer

POW Proof-of-work

SEPA Single Euro Payment Area

1. Einleitung

1.1 Problemstellung

Kaum jemand vermag 2009 das Potential der im Whitepaper von Satoshi Nakamoto1 vor­gestellten Kryptowährung namens Bitcoin anfänglich erkannt haben. Wahrlich war Bit­coin zunächst nur in Fachkreisen bekannt und wurde nicht weitreichend genutzt. Erst durch exponentielle Kursanstiege insbesondere im Jahre 2017 erlangte Bitcoin zuneh­mend Aufmerksamkeit in der Bevölkerung: Der Bitcoin fand seinen Weg in den allge­meinen Sprachgebrauch und avancierte auch außerhalb der Fachkreise zur volatilen Wert­anlage.

Das 2009 vorgestellte Whitepaper beinhaltete jedoch nicht allein die Kryptowährung Bit­coin, sondern ferner die zugrundeliegende Technologie der Blockchain. Nachdem der Bitcoin allgemeine Bekanntheit erlangt hat, rückt nun die ihm zugrundeliegende Block­chain Technologie in den Fokus von Staaten, Banken und Unternehmen. Die Anwen­dungsbereiche sowie das Innovationspotential der Blockchain sind so vielfältig wie kont­rovers und gehen über den Einsatz von Kryptowährungen hinaus. Diese Arbeit soll zu­nächst eine grundlegende Erklärung der Blockchain Technologie darstellen, um im wei­teren Verlauf mögliche Anwendungsfelder aufzuzeigen, um abschließend zu konstatie­ren, ob und in welchem Maße die Technologie der Blockchain ein disruptives Potential innehat und welche Chancen und Risiken sich daraus insbesondere im Hinblick auf den Finanzsektor ergeben können. Hierfür wird als Methode dieser theoretischen Arbeit das Literaturstudium gewählt.

1.2 Gang der Untersuchung

Die vorliegende Seminararbeit ist wie folgt aufgebaut: Der Hauptteil der Arbeit ist in zwei Bereiche aufgegliedert. Der erste Teil (Kapitel zwei) beschäftigt sich zunächst mit den Grundlagen der Blockchain Technologie. Im weiteren Verlauf werden Methoden erläu­tert, mit welchen Ansätze die Blockchain Technologie Problemen wie der Sicherstellung von Verbindlichkeit, Authentizität, Schaffung eines gemeinsamen Konsenses sowie die Wahrung einer verbindlichen Transaktionsreihenfolge begegnet. Im zweiten Teil der Ar­beit (Kapitel 3) sollen zunächst Anwendungsmöglichkeiten der Blockchain Technologie aufgezeigt und neue technologische Möglichkeiten erläutert werden. Darauffolgend wird, unter Fokussierung auf das Distributed Ledgers Konzept, beispielhaft aufgezeigt, welches disruptive Potential die Blockchain Technologie im Finanzsektor aufweist und ferner, welche Chancen sich durch ihren Einsatz ergeben. Im letzten Teil der Arbeit wird ab­schließend ein Fazit gezogen, sowie ein kurzer Ausblick auf die zukünftige Entwicklung gegeben.

1.3 Zielsetzung

Ziel dieser Seminararbeit soll es sein, herauszufinden, ob und in wie fern die Verwendung der Blockchain Technologie bereits heute ein disruptives Potential außerhalb der Ver­wendung von Kryptowährungen allein aufweist und welche Chancen und Risiken sich hieraus insbesondere im Finanzsektor ergeben.

2. Technologie der Blockchain

2.1 Grundlagen der Blockchain

Um ein disruptives Potential aufzeigen zu können soll zunächst geklärt werden, in wel­chem Zusammenhang der Begriff der Disruption in der vorliegenden Arbeit behandelt wird. Im wirtschaftlichen Zusammenhang wird der Begriff der Disruption auf den Har­vard-Ökonomen Clayton Christensen zurückgeführt. Er leitet sich aus dem Englischen Wort „disrupt“ ab und bedeutet „unterbrechen“. Ökonomisch gesehen beschreibt dieser Begriff eine Innovation, die eine bestehende Technologie, eine bestehende Dienstleis­tung bzw. ein Produkt größtenteils oder ganz von einem Markt verdrängt.2 Das disruptive Potential der Blockchain Technologie stützt sich im Wesentlichen auf zwei ihr zu Grunde liegende Faktoren: Die Organisation der Akteure in einem dezentralen Netzwerk ohne Intermediäre, sowie der Einsatz kryptologischer Methoden. Im Sprachge­brauch werden die Begriffe Blockchain und Distributed Ledgers Technology (DLT) oft­mals synonym verwendet. Distributed Ledgers, also verteilte Register, bilden tatsächlich einen Grundstein der Blockchain Technologie. Sie verwendet eine verteilte Datenbank, bei der die teilnehmenden Akteure zusammenarbeiten um die Validität der gemeinsamen Daten sicherzustellen. Blockchain nutzt die DLT, nicht jede DLT hingegen ist auf einer Blockchain basiert.3 Vereinfacht dargestellt stellt die Blockchain eine in Blöcken organi­sierte, dezentrale Datenbank für die Speicherung von Datensätzen dar, die kryptogra­phisch geschützt, global über ein Peer-to-Peer (P2P) Netzwerk ohne den Einsatz von In­termediären verteilt ist, und blockweise irreversibel kryptographisch verkettet ist. Eine kryptographische Signatur stellt sicher, dass neue Transaktionen ausschließlich am Ende der Kette angefügt werden können, nicht jedoch innerhalb einer bestehenden Kette er­gänzt oder daraus entfernt werden können. Die dezentrale Struktur wird durch ein verteil­tes (Distributed Ledgers) Netzwerk4 sowie eine Datenredundanz auf allen Systemen und damit verbundener unabhängiger Berechnung der Kette realisiert, die Manipulationssi- cherheit fördert und die Notwendigkeit einer dazwischengeschalteten Instanz, des soge­nannten Intermediärs erlässt. Jeder Teilnehmer im P2P Netzwerk verfügt selbst über die gesamte Blockkette und verfügt über dieselben Rechte neue Blöcke zu kreieren.5

Die Blockchain erweitert die Datenbank in regelmäßigen Abständen mit neuen Transak­tionen, die blockweise am Ende verkettet werden. Somit beinhaltet eine Blockchain die vollständige Historie chronologisch angeordneter Transaktionen. Die einzelnen Konto­stände, sowie der aktuelle Systemzustand können nicht ohne weiteres ausgelesen werden, sondern müssen aus der Transaktionshistorie errechnet werden.6

2.2 Distributed Consensus und Double Spending Problem

Die verteilte und redundante Datenstruktur bietet zwar die im vorhergehenden Kapitel genannten Vorteile, erschafft allerdings auch eine wesentliche Herausforderung: Das Er­reichen eines gemeinsamen Konsenses innerhalb eines verteilten Netzwerkes, in dem an­deren Teilnehmern und Knoten mangels Identifizierung grundsätzlich nicht vertraut wer­den kann. Ein valides Transaktionssystem kann jedoch nur dann funktionieren, wenn ein eben solcher Konsens untereinander getroffen werden kann. Die Annahme eines Grund­satzes nachdem nur die zuerst angemeldeten Transaktionen eines Wertes valide sein dür­fen gestaltet sich in einem P2P Netzwerk aus verschiedenen Gründen als Herausforde­rung: Bereits durch die verteilte Netzstruktur (vgl. Abb. 1) ergibt sich ein Problem, das „Double-Spending“ genannt wird.7 Da Transaktionen von den unterschiedlichen Knoten­punkten weitergegeben werden, ist es möglich, dass die Reihenfolge der ankommenden Transaktionen bei einem Empfänger nicht zwangsläufig der Reihenfolge der Initiierung derselben darstellt. Hierdurch bedingt könnte der Fall entstehen, in dem eine spätere Transaktion vor einer zuvor getätigten empfangen wird und als scheinbar valide ange­nommen, obwohl der Initiator den Wert schon zwischenzeitlich an eine dritte Person ver­sendet hat. Die Werte dieser Transaktion könnten aber bereits in einer zuvor getätigten abgeflossen sein. Auf Grund fehlender Intermediäre gibt es keine zentrale Kontrollinstanz die dies verhindern würde, die Integrität der Transaktionen muss daher auf anderem Wege gewährleistet werden.8 Alle Teilnehmer müssen zu einem gemeinsamen Konsens kom­men, der durch technische Verfahren wie Mehrheitsbestätigungen gewährleistet wird, wie im folgenden Abschnitt beispielhaft für das Bitcoin Blockchain Protokoll beschrieben wird, das als erste dezentrale Digitalwährung das Double Spending Problem gelöst hat.9

2.3 Konsens durch Proof-of-work

Der dem Bitcoin zugrundeliegende und daher weit verbreitete Konsens Algorithmus ist der Proof-of-work (POW). Die Teilnehmer konkurrieren darum, der Kette neue Blöcke anfügen zu können. Nicht jede einzelne Transaktion bildet einen Block: Neue Transakti­onen werden zunächst zwischengespeichert, bevor sie dann einem Block hinzugefügt werden können um dann per Konsens an die Kette angehängt zu werden.10 Im ursprüng­lichen Bitcoin Whitepaper wurde der POW Prozess vereinfacht wie folgt dargestellt:

Alle Teilnehmer erhalten neue Transkationen, die diese dann in einem neuen Block sam­meln. Daraufhin versucht jeder Knoten die im Proof-of-work Algorithmus definierte Auf­gabe für seinen Block zu lösen. Diese stellt sich als ein mathematisches Rätsel dar, das durch die Veränderung eines Parameters, der sog. Nonce für den Block so lange per Brute Force getestet wird, bis der richtige Hash Wertebereich erreicht wird und somit der pas­sende Wert für die Nonce gefunden wird. Sobald diese Berechnung von einem Teilneh­mer fertiggestellt wurde, wird sie an alle Teilnehmer geschickt. Wird der Block durch die Überprüfung der anderen Teilnehmer als valide akzeptiert, so verwenden diese Teilneh­mer die digitale Signatur dieses Blocks, um ihn im nächsten Block eindeutig als voran­gegangenen zu identifizieren.11 Er gilt als akzeptiert und dient zur Weiterführung des Blockchainsystems.12 Der Prozess der Berechnung eines Knotens ist kosten- und rechen­intensiv, die Überprüfung durch andere Knoten jedoch vergleichsweise einfach. In An­lehnung an den Bergbau wird die Berechnung auch als „Mining“ bezeichnet, da durch eine erfolgreiche Berechnung und Ankettung eines Blocks neue Anteile der Kryptowäh- rung (vorausgesetzt es handelt sich um eine Blockchain, die für eine Kryptowährung ge­nutzt wird) kreiert und dem „Miner“ zugeschrieben werden. Alle Teilnehmer haben durch POW zu einem Zeitpunkt immer den gleichen Wissensstand, ohne dass ein Intermediär erforderlich wäre. Ist ein Konsens erreicht, wird durch die Blockbildung die Abfolge der Transaktionen als valide angesehen und irreversibel in die Kette aufgenommen. Eine Transaktion kann dann nicht mehr rückgängig gemacht werden.13 Auch wenn sich per zufälliger gleichzeitiger Berechnung die Blockchain durchaus gabeln kann, stabilisiert sie sich im Verlauf der Zeit, nachdem die längste Kette (die die meiste Rechenleistung bein­haltet) als valide angenommen wird. So ist es Teilnehmern auch möglich das Netzwerk zwischenzeitlich zu verlassen oder neu beizutreten.14

[...]


1 Der Name Satoshi Nakamoto stellt lediglich ein Pseudonym dar unter dem das Bitcoin Whitepaper ver­öffentlicht wurde. Die wahre Identität hinter diesem Pseudonym ist nicht zweifelsfrei geklärt. Es ran­ken sich bis heute verschiedene Thesen wer sich hinter der Bitcoin Technologie verbirgt. Mehr zum Thema vgl. Rosenberger, P., Bitcoin & Blockchain, 2018, S. 32.

2 Vgl. Wolters, U., Digitale Disruption, 2016, S. 30f.

3 Vgl. Bolesch, L., Mitschele, A., Potentiale der Blockchain Technologie, 2016, S. 22.

4 Vgl. Baran, P., Distributed Communication Networks, 1964, S. 1f.

5 Vgl. Roßbach, P., Blockchain-Technologien, 2016, S. 3.

6 Vgl. Swan, M., Blockchain, 2015, S. 1f.

7 Vgl. Androulaki, E., Karame, G., Bitcoin Security, 2016, S. 60.

8 Vgl. König, A., A Beginner’s Guide to Blockchain, 2016, S. 108f.

9 Vgl. Allen, P. et al., Blockchain: A Practical Guide, 2018, S. 15.

10 Vgl. Roßbach, P., Blockchain-Technologien, 2016, S. 7.

11 Vgl. Nakamoto, S., Bitcoin Whitepaper, 2008, S. 3.

12 Vgl. Bonneau, J. et al., Cryptocurrencies Technologies, 2016, S. 57.

13 Vgl. Sixt, E., Dezentrale Transaktionssysteme, 2017, S. 31f.

14 Vgl. Nakamoto, S., Bitcoin Whitepaper, 2008, S. 1.

Ende der Leseprobe aus 25 Seiten

Details

Titel
Blockchain. Technologie, Anwendung und disruptives Potential
Hochschule
FOM Essen, Hochschule für Oekonomie & Management gemeinnützige GmbH, Hochschulleitung Essen früher Fachhochschule
Veranstaltung
Interdisziplinäre Aspekte der Wirtschaftsinformatik
Note
1,3
Jahr
2018
Seiten
25
Katalognummer
V963118
ISBN (eBook)
9783346312983
ISBN (Buch)
9783346312990
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Blockchain Anwendung Disruption Technologien Digitalisierung
Arbeit zitieren
Anonym, 2018, Blockchain. Technologie, Anwendung und disruptives Potential, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/963118

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