5. Blockchain Flashcards
Was versteht man unter einer Blockchain, und wie ist sie aufgebaut?
Eine Blockchain ist eine dezentrale, digitale Datenbank (Ledger), die Transaktionen in einer chronologischen, unveränderbaren, transparenten und sicheren Weise speichert. Die Daten werden in Blöcken organisiert, die durch kryptografische Verfahren miteinander verbunden sind.
Welche Akteure gibt es in einer Blockchain, und welche Rollen spielen sie?
- Nodes (Knoten): Jeder Knoten enthält eine vollständige Kopie des Ledgers und kann Transaktionen validieren und zur Blockchain hinzufügen.
- User (Benutzer): Sie können öffentlich oder privat sein und verschiedene Rollen übernehmen, z. B. als Nutzer, Miner oder Validatoren.
- Validatoren: Diese Teilnehmer validieren Transaktionen durch einen Konsensmechanismus (Proof of Stake) und garantieren die Sicherheit der Blockchain.
- Miner: Sie validieren Transaktionen im Proof-of-Work-Mechanismus, indem sie kryptografische Rätsel lösen.
Was ist der Unterschied zwischen Proof of Work (PoW) und Proof of Stake (PoS)?
- Proof of Work (PoW): Validierung durch Lösen kryptografischer Rätsel (hoher Energieverbrauch und hohe Rechenleistung), Wettbewerb zwischen Minern, Belohnung durch Block Rewards und Transaktionsgebühren.
- Proof of Stake (PoS): Validierung durch Staking und Überprüfung von Transaktionen (energieeffizient), keine Konkurrenz, Belohnung durch Staking Rewards und Transaktionsgebühren, erfordert Kryptowährung als Einsatz.
Was ist ein Mempool, und welche Funktion erfüllt er in der Blockchain?
Ein Mempool (Memory Pool) ist ein temporärer Speicherort in der Blockchain, in dem unbestätigte, aber gültige Transaktionen gesammelt werden, bevor sie in einen Block aufgenommen und zur Blockchain hinzugefügt werden.
Was versteht man unter einem Konsensmechanismus, und welche Rolle spielt er?
Ein Konsensmechanismus ist ein Algorithmus, der sicherstellt, dass alle Teilnehmer einer Blockchain über den Zustand des Ledgers übereinstimmen. Beispiele sind Proof of Work (PoW) und Proof of Stake (PoS). Sie garantieren die Sicherheit und Unveränderlichkeit der Daten in der Blockchain.
Was sind Smart Contracts, und wie funktionieren sie?
Smart Contracts sind programmierbare Verträge, die Transaktionen oder Vereinbarungen zwischen Parteien automatisch ausführen, kontrollieren und dokumentieren. Sie benötigen keine Zwischenhändler, da die Blockchain die Verträge absichert und überprüft. Beispiele sind Tokenisierung, digitale Identitäten und Abstimmungen.
Welche Sicherheitsmechanismen existieren in der Blockchain, um Manipulationen zu verhindern?
- Mehrheit (51%-Angriff): In PoW benötigt ein Angreifer die Kontrolle über mehr als 50 % der Rechenleistung, in PoS über mehr als 50 % des gestakten Kapitals.
- Bestrafungsmechanismen (Slashing): Validatoren, die Fehlverhalten zeigen, verlieren ihren Einsatz.
- Dezentralisierung fördern: Geringere Staking-Anforderungen und höhere Belohnungen für kleinere Teilnehmer.
Wie wird die Dezentralisierung in Proof of Stake-Systemen gefördert?
Einige PoS-Systeme setzen Anreize wie niedrigere Staking-Anforderungen oder höhere Belohnungen für kleinere Teilnehmer, um die Teilnahme kleinerer Validatoren zu fördern.
Was sind die Hauptvorteile einer dezentralen Datenbank wie der Blockchain?
Sicherheit, Transparenz, Unveränderlichkeit, Dezentralisierung, reduzierte Intermediäre.
Welche Herausforderungen bestehen bei der Implementierung von Blockchain-Technologien?
- Skalierbarkeit: Blockchains stoßen bei hohen Transaktionsvolumen auf Leistungslimits, was zu langsamen Transaktionen und hohen Gebühren führt
- Regulatorische Unsicherheiten: Viele Länder haben keine klaren Regelungen für Blockchain-Anwendungen, was rechtliche Unsicherheiten schafft.
- Komplexität der Integration: Die Integration von Blockchain in bestehende Systeme erfordert technisches Fachwissen und erhebliche Anpassungen.
- Interoperabilität: Verschiedene Blockchains sind oft nicht miteinander kompatibel, was den Datenaustausch zwischen Plattformen erschwert.
Welche Rolle spielen kryptografische Hash-Funktionen in der Blockchain?
Kryptografische Hash-Funktionen sichern die Datenintegrität, machen Änderungen sofort erkennbar und verknüpfen Blöcke in der Blockchain.
Wie kann Blockchain in der Lieferkette angewendet werden?
Transparenz, Fälschungsschutz, Effizienz durch Automatisierung mit Smart Contracts, Vertrauen durch eine gemeinsame Datenbasis.
Welche Vorteile bieten Smart Contracts im Vergleich zu traditionellen Verträgen?
Automatisierung, Kosteneffizienz, Transparenz, Schnelligkeit, Manipulationssicherheit.
Was versteht man unter einem „51%-Angriff“?
Ein 51%-Angriff in der Blockchain bezeichnet ein Szenario, in dem eine einzelne Entität oder eine Gruppe von Akteuren mehr als 50 % der gesamten Rechenleistung (bei Proof of Work) oder der Stimmrechte (bei Proof of Stake) eines Blockchain-Netzwerks kontrolliert. Dies gibt der Mehrheit die Möglichkeit, das Netzwerk zu manipulieren.
Welche wirtschaftlichen Auswirkungen hat die Einführung der Blockchain-Technologie auf traditionelle Geschäftsmodelle?
Die Einführung der Blockchain-Technologie hat tiefgreifende wirtschaftliche Auswirkungen auf traditionelle Geschäftsmodelle, da sie grundlegende Prozesse in vielen Branchen verändert. Sie fördert Transparenz, Effizienz und Dezentralisierung, bringt aber auch Herausforderungen mit sich.
- Reduktion von Transaktionskosten: Durch die Automatisierung und Dezentralisierung der Transaktionsabwicklung werden Intermediäre (z. B. Banken, Notare) überflüssig. Dies senkt Kosten für Abwicklungen, Prüfungen und Verwaltung.
- Effizienzsteigerung: Blockchain ermöglicht durch Smart Contracts die automatische Ausführung von Verträgen und Prozessen, was zu schnelleren und zuverlässigeren Abläufen führt.
- Erhöhte Transparenz: Die unveränderliche Speicherung von Daten in der Blockchain erhöht die Transparenz und Vertrauen zwischen Geschäftspartnern und Verbrauchern.
- Neue Geschäftsmodelle: Blockchain ermöglicht innovative Geschäftsmodelle, die auf Dezentralisierung und Tokenisierung basieren. Tokenisierung von Vermögenswerten: Immobilien, Kunst oder Patente können in Token umgewandelt und gehandelt werden.
Wie adressiert die Blockchain das Problem des Double Spending, und warum ist dies so bedeutend?
Verhindert durch dezentrales Ledger, Konsensmechanismen und kryptografische Sicherheit. Double Spending zu verhindern ist essenziell für Vertrauen in digitale Systeme.
Welche rechtlichen Herausforderungen bestehen bei der Nutzung von Blockchain und Smart Contracts?
Der Einsatz von Blockchain und Smart Contracts bringt zahlreiche rechtliche Herausforderungen mit sich, da diese Technologien häufig über bestehende Gesetze und Vorschriften hinausgehen. Diese Herausforderungen betreffen insbesondere folgende Bereiche:
- Rechtsverbindlichkeit von Smart Contracts: Es ist unklar, ob Smart Contracts in allen Ländern als rechtsgültige Verträge anerkannt werden, da sie keinen traditionellen schriftlichen oder mündlichen Vertragsabschluss beinhalten.
- Datenschutz und DSGVO: Die unveränderliche und transparente Speicherung von Daten in einer Blockchain widerspricht Prinzipien der Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO), wie dem „Recht auf Vergessenwerden“. Ein Unternehmen speichert Kundendaten in einer Blockchain. Diese Daten können weder anonymisiert noch gelöscht werden, was gegen Datenschutzbestimmungen verstößt.
- Haftungsfragen: Bei Fehlern oder unvorhergesehenen Problemen in einem Smart Contract ist unklar, wer haftet. Wer ist verantwortlich, wenn ein Smart Contract falsche Ergebnisse liefert oder unberechtigt Zahlungen auslöst – der Programmierer, die Plattform oder die Nutzer?
