DAS MAGAZIN ZUM
2. SCHWEIZER DIGITALTAG
25. OKTOBER 2018

digitalswitzerland

Social Media

Daten & Vertrauen

Arbeit & Beruf

Leben & Gesellschaft

Sponsored

DAS MAGAZIN ZUM 2. SCHWEIZER DIGITALTAG 25. OKTOBER 2018

Steigt die Block(chain) Party wirklich?
Adrian Meyer

Die Euphorie um Blockchain ist ungebrochen. Denn die Technologie könnte nicht nur die Finanzbranche revolutionieren.

Blockchain-Tomaten in Holz-Boxen (Symbolbild).
Thinkstock

Wer weiss schon, woher das Tomätli auf seinem Teller wirklich kommt – und wie es angebaut wurde? Der Konsument vertraut dem Supermarkt, der dem Händler vertraut, der dem Bauern vertraut, dass er die Tomaten nach der Qualität produzierte, wie es auf der Verpackung steht. Schnell und unkompliziert überprüfen kann der Konsument dies nicht. Dies zu ändern, verspricht eine Technologie, die in den letzten Monaten einen gewaltigen Hype erlebt hat: Blockchain.

Anstatt bloss den Händlern zu vertrauen, hat der Konsument die totale Kontrolle

So will etwa das US-Start-up Ripe.io dank Blockchain und dem Internet der Dinge die Nahrungsmittelkette transparent und rückverfolgbar machen. Der Plan: Sensoren überwachen Tomaten beim Wachsen, speichern die Daten zu Temperatur oder zur -Bewässerung, zu Reife oder Zuckergehalt automatisch auf einer Blockchain. Das Gleiche passiert bei der Lagerung, dem Transport bis hin zur Auslieferung. Kontinuierlich werden Daten erfasst. Sie sind für alle einsehbar, und können dank der Blockchain-Technologie nicht manipuliert werden. Anstatt bloss den Händlern zu vertrauen, hat der Konsument die totale Kontrolle.

Adam Glanzman/Bloomberg via Getty Images

Blockchain und Tomätli, das klingt zunächst nach einer seltsamen Kombination. Doch sie zeigt, in welche Bereiche die Blockchain-Technologie bereits vordringt: Sie gilt nicht nur als Basis für Kryptowährungen wie Bitcoins, sondern verspricht in unzähligen Bereichen der Wirtschaft eine Revolution.

Adam Glanzman/Bloomberg via Getty Images

Die Schweiz mischt vorne mit. Im selbst ernannten Crypto Valley zwischen Baar und Zug haben sich bereits Dutzende Start-ups angesiedelt, die sich der Blockchain-Technologie verschrieben haben. Auf der Webseite Cryptovalley Directory sind sogar über 500 Schweizer Start-ups, Organisationen oder Dienstleister eingetragen, die an Blockchain-Lösungen arbeiten. Die Anwendungen reichen dabei von neuen Kryptowährungen und Handelsplattformen in der Finanzindustrie über Car-Dossiers bei Occasion-Autos, die Überwachung von Medikamenten-Transporten und intelligenten Frachtcontainern bis hin zu neuen Lösungen für Spenden oder E-Voting (siehe Seite 50). Gemäss einer Umfrage von IBM sehen rund 70  Prozent aller Schweizer Unternehmen das Potenzial der Blockchain-Technologie.

Aber was zum Teufel ist eigentlich eine Blockchain? Im Grunde genommen beschreibt die Blockchain eine dezentrale Datenbank. Die Daten werden nicht auf einem Computer, sondern auf vielen Rechnern verteilt gespeichert. Die Datenbank funktioniert dabei als unendlich erweiterbare Liste, von der jeder Nutzer eine exakte Kopie besitzt. Neue Einträge werden jeweils zu Datensätzen gebündelt (sogenannte Blocks). Mittels Verschlüsselungs-Techniken werden diese Blocks miteinander verkettet (sogenannte Chain) und regelmässig an die Rechner im Netzwerk geschickt.

Sehen Sie im Video: So funktionieren Bitcoin und die Blockchain-Technologie.

Die einzelnen Einträge in der Blockchain sind grundsätzlich zwar für alle einsehbar. Die Urheber aber bleiben dank Verschlüsselung anonym. Dies ist der Fall bei einer öffentlichen Blockchain, wie sie etwa Bitcoin verwendet. Firmen nutzen aber vermehrt private Blockchains, bei denen nur Berechtigte Einsicht in die Daten erhalten (so-genannte permissioned Blockchain, siehe -Grafik auf Seite 51). Bei beiden gleich ist: Was einmal auf die Blockchain gespeichert wird, bleibt dort. Die Einträge zu löschen oder zu manipulieren, ist fast unmöglich, da jede Änderung entdeckt würde. Denn jeder Block besitzt einen eigenen, verschlüsselten Fingerabdruck: den sogenannten Hashwert, ein Begriff aus der Kryptografie. Der nachfolgende Block muss eine Kopie dieses Fingerabdrucks besitzen, zusätzlich zu seinem eigenen Fingerabdruck. Nur damit kann er sich dem vorangegangenen Block anhängen. Der dritte Block wiederum hat eine Fingerabdruck-Kopie des zweiten Blocks und seinen eigenen – und so weiter. So baut jeder Block auf dem vorangegangenen auf.

Wer einen Eintrag in einem Block nachträglich manipuliert, verändert automatisch den Fingerabdruck dieses Blocks. Der nachfolgende Block kann diesen neuen Finger-abdruck nicht mehr lesen, da er nur eine Kopie des ursprünglichen Abdrucks hat. Die Manipulation sprengt also die Kette – alle nachfolgenden Blocks sind somit ungültig. Da jeder Nutzer im Netzwerk eine Kopie der ursprünglichen Blockchain besitzt, merken sie sofort, dass etwas nicht mehr stimmt. Eine Blockchain ist somit vergleichbar mit einem virtuellen, transparenten, nicht zu manipulierenden und dezentral gespeicherten Logbuch, über das keine einzelne Instanz wacht – sondern ein Netzwerk.

In Zukunft könnten Verträge automatisch abgeschlossen und aufgelöst werden, ohne dass es einen Anwalt braucht.

Die Technologie verspricht bei Transaktionen das Ende aller Mittelsmänner, die für ein Vertrauensverhältnis sorgen. So könnten in Zukunft Verträge automatisch abgeschlossen und aufgelöst -werden, ohne dass es einen Anwalt braucht. Oder Geld getauscht werden, ohne eine Zentralbank – wie bei Bitcoin. Bitcoin basiert auf der gegenwärtig ältesten noch existierenden Blockchain. Sie wurde im Jahr 2008 durch Satoshi Nakamoto ins Leben gerufen – ein Pseudonym einer bis heute unbekannten Person. Die zugrunde liegende Technologie erforschten und beschrieben Wissenschaftler bereits Anfang der 90er-Jahre.

Bei Bitcoin werden getätigte Transaktionen im Netzwerk alle zehn Minuten zu einem Block gebündelt und an die Blockchain angehängt. Die gesamte Bitcoin-Blockchain ist auf Millionen von Rechnern gespeichert – und wird laufend aktualisiert. Mitte des Jahres hatte sie bereits eine Grösse von rund 180 Gigabyte erreicht. Neu geschaffene Blocks werden alle zehn Minuten von sogenannten «Minern» («Schürfern») überprüft und bestätigt. Wer einen Block als Erster für gültig erklärt, bekommt als Belohnung eine bestimmte Menge an neuen Bitcoins. Somit schöpfen die Miner dezentral neues, digitales Geld. Aktuell erhalten Miner pro bestätigtem Block 12,5 Bitcoins – was beim aktuellen Bitcoin-Kurs etwa 75 000 Schweizer Franken entspricht. Täglich werden so 1800 neue Bitcoins geschaffen.

Shutterstock

Was einfach klingt, ist jedoch unfassbar schwierig. Denn um einen neuen Block für gültig zu erklären, müssen komplizierte mathematische Rechenaufgaben gelöst werden. Je grösser die Rechenleistung eines Miners, desto eher die Chance, diese Aufgabe zu lösen. Wer also mehr Computerpower hat, gewinnt eher Bitcoins. Somit funktioniert das Mining wie eine Lotterie: Wer viele Lose kauft, hat höhere Chancen auf einen Sieg.

Aus diesem Grund wird das Mining heute nur noch industriell in gewaltigen Rechenfabriken betrieben – mit einem unfassbar hohen Energieverbrauch. Denn weil immer mehr Menschen mit immer leistungsstärkeren Prozessoren Bitcoins schürfen wollen, werden die zu lösenden Rechenaufgaben immer schwieriger. Nur so wird die Schaffung neuer Blocks konstant gehalten und können Manipulationen verhindert werden. Zudem ist die gesamte Anzahl Bitcoins auf 21 Millionen beschränkt. Aktuell sind bereits über 80 Prozent aller Bitcoins geschürft. Immer mehr Miner kämpfen somit mit immer schwererem Geschütz um immer weniger Ressourcen. Man kann sich das vorstellen wie Goldsucher in einer Mine, bei der die grössten Nuggets längst weg sind: Nur wer mit Dynamit und riesigen Baggern arbeitet, hat noch Chance auf Erfolg.

Aktuell sind bereits über 80 Prozent aller Bitcoins geschürft.

Dieser Wettkampf um Rechenleistung hat gravierende Folgen für die Umwelt. Aktuell verbrauchen die Mining-Rechner im Bitcoin-Netzwerk laut des «Bitcoin Energy Index» jährlich rund 73 Terrawattstunden Strom. Das entspricht dem Stromverbrauch von ganz Österreich – und etwa 0,33 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs. Eine einzelne Transaktion im Bitcoin-Netzwerk benötigt so viel Strom wie etwa 30 US-Haushalte an einem Tag. Damit ist Bitcoin eine gewaltige Dreckschleuder. Denn ein Grossteil aller Mining-Fabriken befindet sich in China, wo sie mit billigem Kohlestrom betrieben werden. Ein enormer Ressourcenverbrauch.

Man kann Bitcoin wegen all seiner Makel als Blockchain 1.0 betrachten: unhandlich, oldschool, langsam. Aber dennoch eine bahnbrechende Grundidee, die laufend weiterentwickelt wird. So arbeiten Softwareentwickler weltweit an vielen neuen Lösungen, um die Blockchain-Technologie umweltfreundlicher, effizienter und schneller zu machen. Und in völlig neuen Bereichen der Wirtschaft anzuwenden. Blockchain werde die Welt so sehr verändern wie das Internet, das war der Tenor beim Höhenflug des Bitcoin-Kurses Ende 2017. Damals stieg der Kurs innert Wochen auf knapp 20 000 Schweizer Franken – nur um dann genauso rasant wieder zusammenzufallen. Aktuell liegt er bei rund 6509 Franken.

Die Technologie ist eigentlich jahrzehntealt.

Der Bitcoin-Hype setzte eine riesige Innovationswelle frei. Hunderte Start-ups gründeten sich, um die Blockchain-Technologie weiterzuentwickeln und in komplett neue Anwendungen einzuführen. Sie sammelten dabei in kurzer Zeit Milliarden an Investitionen. Die Euphorie überraschte sogar Forscher, die sich seit langem mit der Blockchain-Technologie auseinandersetzen. «Der Hype um Blockchain ist mir nicht ganz erklärlich», sagt etwa Roger Wattenhofer (48), Professor für Verteilte Systeme an der ETH Zürich. «Denn die Technologie ist eigentlich jahrzehntealt.» Wattenhofer glaubt, dass sich die anfängliche Euphorie bald wieder legen werde. «Die Frage ist», sagt Wattenhofer, «braucht es wirklich immer eine Blockchain, oder sind andere Lösungen nicht besser?» Denn bereits jetzt würden Daten zuverlässig in verteilten Systemen gespeichert. E-Mails, Bankkonten, Kundendaten, «es wäre sehr verwunderlich, wenn solche Daten immer noch zentral gespeichert werden», sagt er.

Roger Wattenhofer, Professor für Verteilte Systeme
ETH Zürich

Wattenhofer ist überzeugt: Blockchain ist derzeit eher ein Marketingwort – und eine Lösung unter vielen in der Digitalisierung der Wirtschaft. «Ich glaube nicht, dass Blockchain die Welt so grundlegend verändert, wie viele sagen», sagt er. «Die Digitalisierung als ganzes ist viel umfassender». Blockchain sei nur ein Teil davon. «Dennoch sehe ich derzeit unglaublich viele gute Ideen für die Technologie.» Das grosse Schürfen in der Blockchain hat sogar erst begonnen.