In diesem Beitrag werden die drei Arten von Blockchains, die es gibt, genauer unter die Lupe genommen. Was Sie wissen müssen: Es bestehen wesentliche Unterschiede in der Grundlage der Programmierung und Anwendung der jeweiligen Blockchains. Dieses Verständnis bildet einen Teil der Grundlage, um das Potenzial zu erkennen, das diese Technologie der Gesellschaft und dem System zu bieten hat.

Distributed Ledger Technology

Diese Technologie bildet die Grundlage für eine Blockchain. Sie ist dafür zuständig, die Vorgänge der Blockchain zu dokumentieren. Darüber hinaus kommt die DLT bereits erfolgreich in der Finanzbranche und der Versicherungsbranche zum Einsatz. DLT kann mit einem öffentlichen digitalen Kassenbuch verglichen werden, das Transaktion dezentral speichert, und wird deshalb auch „verteiltes Kontobuch“ genannt.

Nutzer des DLT haben eine bestimmte Software heruntergeladen und führen damit dezentral auf ihrem Computer eine aktuelle Version des „Kassenbuchs“. Jede Transaktion im DLT erhält automatisch eine gesicherte kryptografische Signatur und einen eindeutigen Zeitstempel.

Einfach gesagt betreibt jedes Unternehmen eine eigene Datenbank auf einem zentralen Datenserver, auf dem seine Daten gesichert sind und auf dem gearbeitet wird. Die DLT hingegen ist eine Datenbank, die dezentral an mehreren Standorten auf Computern gesichert und geführt wird.

Zusammengefasst, um Irritationen zu vermeiden: Die Blockchain ist eine Variante der DLT und kann auch als eine DLT beschrieben werden. Allerdings ist nicht jede DLT-Anwendung eine Blockchain.   Denn die Blockchain ist eine Folge von Blöcken, und die DLT benötigt diese Art von Verkettung nicht. Die DLT fungiert lediglich als Datenbank, die über mehrere Standorte und Teilnehmer verteilt ist.

Die drei Arten der Blockchain

1. Die öffentliche Blockchain
Wie der Namen es schon sagt, sind öffentliche Blockchains für jeden Teilnehmer zugänglich und einsehbar. Jeder mit einem Internetschluss und einem PC kann sich die jeweilige Open-Source-Software herunterladen und einen Beitrag zur Blockchain leisten, indem er einen eigenen Knotenpunkt betreibt oder sich am Konsensverfahren beteiligt. Resultat ist ein dezentrales globales Netzwerk. Auf die Details der Knotenpunkt-Varianten Full Node und Mining Full Node gehe ich unten ein.

Vorteile: höhere Netzwerksicherheit durch die hohe Anzahl an Nodes (Netzwerkknoten) und kein Bedarf an Anträgen auf Teilnahme oder Prüfung. Jeder – egal, wo und wann – kann eine Blockchain nutzen, einen Full Node oder Mining Full Node betreiben und sich am Konsensverfahren beteiligen.

Beispiele für öffentliche Blockchains sind Dienstleiter wie Bitcoin, Etherum, Cardano und IOTA.

2. Die private Blockchain
Die private Blockchain ist vergleichbar mit dem Intranet –in diesem Beispiel wäre das Internet die öffentliche Blockchain. Daher kommt die Nutzung einer privaten Blockchain vermehrt in einzelnen Unternehmen oder in einem Konsortium von Unternehmen vor, die sich für die Nutzung zusammengeschlossen haben. Hier können den Nutzern unterschiedliche Rechte zum Lese- und Schreibzugriff auf die Blockchain zugweisen werden. Sogar der Lesezugriff kann noch weiter eingeschränkt werden. Die Full Nodes werden nur von autorisierten Benutzern betrieben.

Ein Beispiel hierfür ist der Blockchain-Dienstleiter Hyperledger von der Linux Foundation in Kooperation mit IBM.

3. Die Hybrid Blockchain
Wie es der Name schon andeutet,ist die Hybrid Blockchain ein Hybrid aus öffentlichen und privaten Blockchain-Technologien, der die Vorteile beider Technologien verbindet.

Beispiele dafür sind Blockchain-Dienstleiter wie VeChain und QTUM.

Was heißt Node, Full Node und Mining/Staking Full Node?
Spricht man von „Full Node“, meint man damit die Computer, die die Software einer dApp (decentralized Application) installiert haben und damit die Netzwerkintegrität gewährleisten. Diese Full Nodes sind ein wesentlicher Bestandteil der dezentralen Architektur einer Blockchain. Die Full Nodes haben die Aufgabe, in der Blockchain die Transaktionen und Blöcke zu validieren, eine Kopie der bisherigen Blockchain in sich abspeichern und diese fortlaufend zu synchronisieren. Ohne Node- beziehungsweise Knotenpunkt-Betreiber kann eine Blockchain nicht funktionieren. Je mehr Full-Node-Betreiber das Netzwerk hat, desto sicher und robuster ist es. Daher sind Node-Betreiber essenziell, da diese die Blockchain speichern, verwalten und dafür verantwortlich sind, dass die implementierten Regeln aus dem Algorithmus eingehalten werden.

Mit Mining (PoW)/Staking (PoS) Full Node ist die Erweiterung der Full Nodes um diejenigen gemeint, die den Konsensprozess anhand der kryptografischen Algorithmen durchführen. Sie sind im engeren Sinne dafür verantwortlich, die Blöcke der Blockchain durch das sogenannte Mining oder Staking zu verbinden. Auf Mining/Staking und PoW/PoS gehe ich demnächst im Detail ein.

Beispiel anhand der Bitcoin-Blockchain: Am 31. März 2021 gab es laut https://bitnodes.io/ 10.033 Full-Node-Betreiber, die alle die aktuellen Daten der  gesamten BTC-Blockchain gespeichert haben. Wollte man jetzt Daten innerhalb der Blockchain „ändern“, müsste man auf mindestens 51% der Full-Node-Betreiber einen „Angriff“ starten. Das ist praktisch unmöglich. Daher ist das Netzwerk so sicher, robust und vertrauenswürdig.

Das ist für den Betrieb eines Full Node erforderlich
Die folgenden Eckwerte beschreiben die Voraussetzungen für die Speicherung von BTC-Blockchain-Daten. Für Mining/Mining Full Node ist speziellere Hardware erforderlich. 

• Mindestens eine 500-GB-Festplatte – die BTC Blockchain umfasst aktuell 311 GB.
• Schreibgeschwindigkeit von 100 MB/s
• Min. 2 GB Arbeitsspeicher
• Internet-Traffic mit 50 kB/s Upload-Geschwindigkeit
• Der PC muss konstant in Betrieb sein
• Im Durchschnitt täglich 300.000 Transaktionen (Stand März 2021). Aktueller Überblick: https://www.blockchain.com/de/charts/n-transactions?timespan=2years 

Welchen Speicherumfang hat die BTC-Blockchain insgesamt?
Laut Statista.de hat sich ihr Speicherbedarf von 2017 bis 2021 mehr als verdreifacht:

• Januar 2017: 98 GB
• Januar 2018: 151 GB
• Januar 2019: 197 GB
• Januar 2020: 254 GB
• Januar 2021: 311 GB

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