Blockchain Grundlagen (eBook)

Daniel Drescher kommt aus dem Bankenwesen und verfügt über langjährige Erfahrung im elektronischen Wertpapierhandel. Er hat u.a. einen Doktor der Ökonometrie von der TU Berlin und einen MSc in Softwareentwicklung von der University of Oxford.

Cover 1
Titel 3
Impressum 4
Inhaltsverzeichnis 5
Einleitung 13
Über den Autor 19
Über den Fachlektor 19
Teil I: Fachbegriffe und technische Grundlagen 21
Schritt 1: Denken in Schichten und relevanten Aspekten 23
Die Metapher 23
Schichten eines Softwaresystems 24
Gleichzeitiges Betrachten von zwei Schichten 25
Integrität 26
Ausblick 26
Zusammenfassung 27
Schritt 2: Das große Ganze 29
Die Metapher 29
Ein Zahlungssystem 29
Zwei Arten von Softwarearchitektur 30
Vorteile verteilter Systeme 31
Nachteile verteilter Systeme 32
Verteilte Peer-to-Peer-Systeme 34
Vermischen von zentralisierten und verteilten Systemen 34
Identifizieren verteilter Systeme 35
Der Zweck der Blockchain 36
Ausblick 36
Zusammenfassung 37
Schritt 3: Erkennen des Potenzials 39
Die Metapher 39
Wie ein Peer-to-Peer-System eine ganze Branche revolutionierte 40
Das Potenzial von Peer-to-Peer-Systemen 40
Fachbegriffe und die Verbindung zur Blockchain 42
Das Potenzial der Blockchain 43
Ausblick 44
Zusammenfassung 44
Teil II: Warum die Blockchain benötigt wird 47
Schritt 4: Erkennen des Kernproblems 49
Die Metapher 49
Vertrauen und Integrität in Peer-to-Peer-Systemen 49
Bedrohungen der Integrität in Peer-to-Peer-Systemen 50
Das Kernproblem, das die Blockchain lösen soll 51
Ausblick 51
Zusammenfassung 52
Schritt 5: Begriffserklärung 53
Der Begriff 53
Die Verwendung des Begriffs in diesem Buch 54
Vorläufige Definition 55
Die Rolle der Eigentumsverwaltung 55
Das Einsatzgebiet der Blockchain in diesem Buch 56
Ausblick 56
Zusammenfassung 56
Schritt 6: Grundlagen zur Beschaffenheit des Eigentums 59
Die Metapher 59
Eigentum und Zeugen 59
Grundlagen des Eigentums 60
Ein kleiner Abstecher in die Sicherheit 62
Zwecke und Eigenschaften eines Hauptbuchs 64
Eigentum und die Blockchain 65
Ausblick 66
Zusammenfassung 66
Schritt 7: Geld zweimal ausgeben 69
Die Metapher 69
Das Double-Spending-Problem 69
Double-Spending: Begriffsdefinition 70
Wie sich das Double-Spending-Problem lösen lässt 71
Die Verwendung von Double-Spending in diesem Buch 73
Ausblick 73
Zusammenfassung 73
Teil III: Wie die Blockchain funktioniert 75
Schritt 8: Planen der Blockchain 77
Das Ziel 77
Ausgangspunkt 77
Der Weg zum Ziel 78
Ausblick 81
Zusammenfassung 81
Schritt 9: Dokumentieren von Eigentum 83
Die Metapher 83
Das Ziel 83
Die Herausforderung 84
Die Idee 84
Ein kleiner Abstecher in Bestands- und Transaktionsdaten 84
Funktionsweise 84
Warum das funktioniert 86
Bedeutung der Reihenfolge 86
Integrität der Transaktionshistorie 86
Ausblick 88
Zusammenfassung 88
Schritt 10: Anwenden von Hashfunktionen auf Daten 89
Die Metapher 89
Das Ziel 89
Funktionsweise 89
Ausprobieren 91
Schemata zum Anwenden von Hashfunktionen auf Daten 93
Ausblick 97
Zusammenfassung 97
Schritt 11: Hashfunktionen in der Realität 99
Vergleichen von Daten 99
Erkennen von Änderungen an Daten 100
Veränderungssensitive Referenzen auf Daten 101
Veränderungssensitives Speichern von Daten 103
Verursachen zeitaufwendiger Berechnungen 106
Verwenden von Hashfunktionen in der Blockchain 109
Ausblick 110
Zusammenfassung 110
Schritt 12: Identifizieren und Schützen von Anwenderkonten 111
Die Metapher 111
Das Ziel 112
Die Herausforderung 112
Die Idee 112
Ein kleiner Abstecher in die Kryptographie 112
Asymmetrische Kryptographie in der Realität 116
Asymmetrische Kryptographie in der Blockchain 117
Ausblick 118
Zusammenfassung 118
Schritt 13: Autorisieren von Transaktionen 121
Die Metapher 121
Das Ziel 122
Die Herausforderung 122
Die Idee 122
Ein kleiner Abstecher in digitale Signaturen 122
Funktionsweise 125
Warum das funktioniert 126
Ausblick 126
Zusammenfassung 127
Schritt 14: Speichern von Transaktionsdaten 129
Die Metapher 129
Das Ziel 129
Die Herausforderung 130
Die Idee 130
Transformieren eines Buchs in eine Blockchain-Datenstruktur 130
Die Blockchain-Datenstruktur 135
Speichern von Transaktionen in der Blockchain-Datenstruktur 137
Ausblick 139
Zusammenfassung 139
Schritt 15: Verwenden des Datenspeichers 141
Die Metapher 141
Eintragen neuer Transaktionen 142
Erkennen von Änderungen 144
Ordnungsgemäßes Ändern von Daten 147
Absichtliche und unabsichtliche Änderungen 148
Ausblick 149
Zusammenfassung 149
Schritt 16: Schützen des Datenspeichers 151
Die Metapher 151
Das Ziel 152
Die Herausforderung 152
Die Idee 152
Ein kleiner Abstecher in die Unveränderlichkeit 153
Funktionsweise: Das große Ganze 153
Funktionsweise: Die Details 154
Warum das funktioniert 157
Die Kosten für das Manipulieren der Blockchain- Datenstruktur 157
Der unveränderliche Datenspeicher in der Realität 157
Ausblick 158
Zusammenfassung 158
Schritt 17: Verteilen des Datenspeichers unter den Peers 161
Die Metapher 161
Das Ziel 161
Die Herausforderung 162
Die Idee 162
Funktionsweise: Die Übersicht 163
Funktionsweise: Die Details 164
Warum das funktioniert 166
Ausblick 166
Zusammenfassung 166
Schritt 18: Überprüfen und Eintragen von Transaktionen 169
Die Metapher 169
Das Ziel 170
Die Herausforderung 171
Die Idee 171
Funktionsweise: Die Bausteine 171
Funktionsweise: Der Rahmen 175
Funktionsweise: Die Details 175
Warum das funktioniert 176
Umgang mit unehrlichem Verhalten 177
Ausblick 178
Zusammenfassung 178
Schritt 19: Auswählen einer Transaktionshistorie 181
Die Metapher 181
Das Ziel 181
Die Herausforderung 182
Die Idee 182
Funktionsweise 184
Folgen der Entscheidung für eine Kette 189
Bedrohungen für das Abstimmverhalten 193
Die Rolle des Hashpuzzles 194
Warum das funktioniert 194
Ausblick 194
Zusammenfassung 195
Schritt 20: Die Kosten der Integrität 197
Die Metapher 197
Die Rolle der Gebühren innerhalb der Blockchain 198
Wünschenswerte Merkmale eines Zahlungsmittels für die Kompensation von Peers 199
Ein Abstecher in die Ursprünge der Kryptowährungen 200
Ausblick 201
Zusammenfassung 201
Schritt 21: Das Gesamtbild entsteht 203
Vertiefung der Konzepte und Technologien 203
Was ist die Blockchain? 205
Der Zweck der Blockchain: Funktionale Aspekte der Anwendungsschicht 205
Eigenschaften der Blockchain: Nichtfunktionale Aspekte 206
Interne Funktionsweise: Funktionale Aspekte der Implementierungsschicht 208
Abstraktion 212
Ausblick 213
Zusammenfassung 213
Teil IV: Beschränkungen und wie man sie überwindet 215
Schritt 22: Erkennen der Beschränkungen 217
Die Herausforderung 217
Technische Beschränkungen der Blockchain 217
Nicht technische Beschränkungen der Blockchain 221
Überwinden der Beschränkungen 222
Ausblick 222
Zusammenfassung 223
Schritt 23: Neuerfindung der Blockchain 225
Die Metapher 225
Widersprüchliche Ziele der Blockchain 225
Die Ursachen der Konflikte 226
Lösen der Widersprüche 227
Vier Versionen der Blockchain 228
Folgen 228
Der Zweck der Blockchain auf dem Prüfstand 230
Die Verwendung des Begriffs Blockchain im weiteren Verlauf dieses Buchs 231
Ausblick 231
Zusammenfassung 231
Teil V: Verwenden der Blockchain, Zusammenfassung und Ausblick 233
Schritt 24: Verwenden der Blockchain 235
Die Metapher 235
Eigenschaften der Blockchain 235
Allgemeine Anwendungsmuster 236
Besondere Anwendungsfälle 238
Untersuchen von Blockchain-Anwendungen 239
Ausblick 243
Zusammenfassung 243
Schritt 25: Zusammenfassung und Zukunftsausblick 245
Die Metapher 245
Weiterentwicklungen und Alternativen 246
Errungenschaften der Blockchain 251
Mögliche Nachteile 254
Die Zukunft 255
Ausblick 257
Zusammenfassung 257
Stichwortverzeichnis 259