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Blockchain: Die bahnbrechende Technologie, die fast jede Branche revolutionieren wird

Die Welt steht kurz vor der Dezentralisierung, aber sind Sie bereit?

Blockchain-Technologie mit abstraktem Hintergrund phive2015/iStock

Was machen die stylischen „Live“-DJ-Partys von Decentraland die selbst der Omicron-Virus nicht stoppen konnte, Beeple's 69 Millionen US-Dollar NFT Kunstwerke und der Kryptowährungs-Hype, der auf der ganzen Welt stattfindet? Die Antwort lautet – Blockchain, eine aufstrebende Technologie, die verspricht, die Welt zu verändern, indem Finanzen – und andere Dinge – dezentralisierter werden. Die große Frage ist jedoch, wie Blockchain wirdbringt diese drastische Veränderung mit sich, und ist diese Technologie wirklich die Aufmerksamkeit wert, die ihr zuteil wird?

Was ist Blockchain?

Blockchain bezieht sich auf digitale Ledger oder Aufzeichnungen von Transaktionen, die von allen Benutzern in einem Netzwerk eingesehen und nicht manipuliert werden können; sie wird auch als Distributed-Ledger-Technologie DLT bezeichnet. Das einzige Ziel von Blockchain ist das Speichern und Teilen von Daten. BSperren enthalten die Aufzeichnungen gültiger Transaktionen, die im Netzwerk stattgefunden haben.

In einer Blockchain wird eine Anfrage für eine Transaktion gestellt, das System authentifiziert dann die Anfrage. Dann wird ein „Block“, der die Transaktion darstellt, erstellt und an jeden Knoten dh Teilnehmer im Netzwerk weitergeleitet. Die Knoten konkurrieren dannum die Transaktion mithilfe komplexer Algorithmen zu validieren. Bei erfolgreicher Validierung wird der Block zu den bestehenden Blöcken hinzugefügt und bildet so eine Kette. Der Prozess des Wettbewerbs um die Authentifizierung und Vervollständigung eines Blocks wird als „Mining“ bezeichnet.

Das Update wird über das Netzwerk übertragen und die Transaktion wird abgeschlossen. Die Transaktionen, die in der Blockchain stattfinden, sind mit einem kryptografischen Verfahren gesichert Hashing genannt.

Hashing verwendet komplexe Algorithmen, um aus beliebigen Daten eine Zeichenkette als „Hash“ bezeichnet zu erstellen. Jeder Block speichert seinen eigenen Hash und den Hash des Blocks davor. Wenn jemand versucht, einen Block zu manipulieren, oderTauschen Sie einen gefälschten Block ein, würde sich der Hash ändern und die Kette unterbrechen.In der Kryptowährung verdient der „Miner“ jedes Mal, wenn ein Hash abgebaut und ein Block zum Ledger hinzugefügt wird, auch einen Token oder einen Teil eines Tokens, wie zein Bitcoin.

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Die Dezentralisierung kommt daher, dass Die Daten sind auf mehrere Knoten an verschiedenen Orten verteilt. Dies schafft Redundanz und bedeutet auch, dass, wenn jemand versucht, einen Datensatz an einem Ort zu ändern, die anderen Knoten nicht geändert würden.

Geschichte der Blockchain

Diese Statue in Budapest ist dem Blockchain- und Bitcoin-Erfinder Satoshi Nakamoto gewidmet. Quelle: Fekist/Wikimedia Commons

Die Blockchain wurde erstmals im Jahr 2008 publik gemacht, als Menschen zum ersten Mal Bitcoin kennenlernten, die beliebte Kryptowährung, die von einem anonymen Erfinder oder einer Gruppe von Erfindern namens Satoshi Nakamoto geschaffen wurde; daher wird Nakamoto auch als Erfinder von gutgeschriebenDie Reise der Blockchain kann jedoch bis ins Jahr 1982 zurückverfolgt werden, als der Berkeley-Programmierer David Chum, erfand die Blind-Signatur-Technologie – ein nicht nachvollziehbares Zahlungssystem, das die Identität einer Person von ihrer Transaktion trennte.

Heute gilt dies als Grundlage für die Blockchain-Technologie, die Sie heute kennen.

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Ein weiterer bedeutender Durchbruch wurde 1992 von drei jungen Wissenschaftlern, Stuart Haber, Scott Stornetta und Dave Bayer, erzielt, die Merkle-Bäume einbauten, während sie versuchten, einen Weg zu finden, einige digitale Dokumente zu authentifizieren, wodurch mehrere Dokumentenzertifikate in einem Block gesammelt werden konnten. Der Merkle-Baum ist eine hierarchische Sammlung von Knoten, die eine wesentliche Rolle spielen in verschlüsseln und verifizieren die in einer Blockchain gespeicherten Daten.

Ein binäres Hash-Baumdiagramm. Quelle: Davidgothberg/Wikimedia Commons

Rolle des Merkle-Baums und Daten-Hashing in der Blockchain

In Blockchain-Anwendungen wie Bitcoin werden viele Transaktionen, die in einem Block abgelegt werden, einem Algorithmus unterzogen, um einen Hash zu erzeugen. Hashing ist für die Sicherheit von Daten unerlässlich, da Daten einmal durch einen Hashalgorithmus gelaufen sind und einen Hash habenausgegeben wurde, kann die Ausgabe nicht zur Rekonstruktion des ursprünglichen Dateiinhalts verwendet werden.

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Daher erhält jede Datei eine eindeutige Identität, und diese eindeutige Identität kann verwendet werden, um die Daten zu überprüfen und vor einer Replikation zu schützen. Ein Merkle-Baum ist im Wesentlichen die Struktur, in der die gehashten Daten organisiert sind. In dem oben erwähnten Flussdiagramm,Hash 0 ergibt sich aus der Verkettung oder End-to-End-Verkettung von Hash 0-0 und Hash 0-1. Das ist Hash 0 = Hash Hash 0-0 + Hash 0-1, wobei "+" bezeichnetVerkettungsfunktion.

Nun, hier in unserem Baum, wenn wir die Integrität von Block L2 verifizieren würden, könnten wir zurückgehen, die Hash-Werte von Hash 0-0 und Hash 1 mit dem Hash-Wert von Datenblock L2 kombinieren und schließlich dieErgebnis mit dem Top-Hash.

Merkle-Baum hilft bei der schnellen Verifizierung der Integrität der Datenblöcke durch die Anwendung eines modularen Ansatzes auf den Verifizierungsprozess, da ein kleiner Zweig schnell heruntergeladen werden kann und Integritätsprüfungen dann nur auf diesem Zweig durchgeführt werden können. Sobald der Prozess abgeschlossen ist, kann der Benutzer mit dem Herunterladen der Dateien beginnen.

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Die Kernidee im Herzen der Blockchain war die Notwendigkeit eines Systems, das Dokumente enthält, deren Zeitstempel nicht manipuliert werden können.Stuart Haber glaubte, „Zeit ist ein weltweit vereinbartes soziales Konstrukt. Die Verwendung von Zeit bedeutet also, dass die Welt in der Lage wäre, Ihr Dokument als zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer bestimmten Form existiert zu validieren.“

1997 stellte Adam Beck den ersten erfolgreichen Proof-of-Work-Algorithmus vor, und im folgenden Jahr, InformatikerIm Jahr 2004 entwickelte der Informatiker Hal Finney ein wiederverwendbares Proof-of-Work-Protokoll auf der Grundlage von Becks früherer Arbeit, das es Benutzern ermöglichte, digitale Token zu übertragen. Zur gleichen Zeit startete der Kryptograf und Informatiker Nick Szabo ein Protokoll, das das Konzept zusammenführteder Dezentralisierung wiederverwendbarer Proof-of-Work zur Erstellung von Bit Gold, einer Kryptowährung, die als Vorgänger von Bitcoin diente.

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2008 die Entwickler oder Entwickler unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto hat ein Whitepaper veröffentlicht, in dem das Modell für Blockchain, wie wir es kennen, dargelegt wird. Das Papier definiert eine elektronische Münze als eine „Kette digitaler Signaturen“, bei der Münzen durch „digitales Signieren“ übertragen werdeneinen Hash der vorherigen Transaktion und den öffentlichen Schlüssel des nächsten Besitzers und fügt diese am Ende der Münze hinzu."

Arten von Blockchain

Es gibt hauptsächlichvier Arten von Blockchains:

  1. Öffentliche Blockchains

Diese sind völlig genehmigungsfrei, und jeder kann an Bord dieser Blockchains kommen. Darüber hinaus hat jedes Mitglied das gleiche Recht, auf eine öffentliche Blockchain zuzugreifen, da sie vollständig dezentralisiert ist.Kryptowährungen wie Bitcoin, Ethereum, Litecoin usw. laufen auf öffentlichen Blockchains.

  1. Private Blockchains

Private Blockchains werden von einer einzigen Organisation verwaltet und kontrolliert, sodass eine zentrale Behörde die Befugnis hat, zu bestimmen, wer auf die Knoten in solchen Blockchains zugreifen kann. Beliebte Blockchain-Projekte wie Ripple und Hyperledger sind gute Beispiele für private Blockchains.

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  1. Hybride Blockchains

Obwohl von einer einzigen Organisation kontrolliert, aber von der öffentlichen Blockchain beaufsichtigt, die bestimmte Transaktionsvalidierungen durchführt. Die Kombination aus privatem und berechtigungsbasiertem Zugriff in diesen Blockchains ermöglicht es der zentralen Organisation, den Zugriff auf bestimmte Daten zu kontrollieren. IBM Food Trust,das entwickelt wurde, um die Effizienz in der gesamten Lebensmittelversorgungskette zu verbessern, läuft auf einem hybriden Blockchain-basierten System.

  1. Blockchains des Konsortiums

Konsortial-Blockchains werden von einer Gruppe von Organisationen verwaltet und erfordern Zugriffsberechtigungen für Knoten. Solche Blockchains haben einen höheren Grad an Dezentralisierung, sind jedoch kompliziert einzurichten und zu warten, sodass mehrere Organisationen synchron arbeiten müssen.

Anwendungen von Blockchain

Quelle: amhnasim/Pixabay

Kryptowährung und NFTs sind nicht die einzigen Technologien, die auf der Blockchain laufen; das Distributed-Ledger-System hat ein enormes Potenzial für Anwendungen in verschiedenen Sektoren wie:

  • Gesundheitswesen

Das traditionelle System zur Pflege der Krankengeschichten von Patienten wird oft manuell durchgeführt, was es schwierig macht, Patientendaten von persönlichen Informationen zu trennen. Blockchain hat das Potenzial, die Art und Weise zu revolutionieren, wie Patientenakten erstellt werden. Management erfolgt und wie auf Informationen zugegriffen und zwischen Interessengruppen geteilt wird. Blockchain könnte die gemeinsame Nutzung von Patientenakten ermöglichen, ohne die Vertraulichkeit der Patienten zu gefährden.

Untersuchungen deuten darauf hin, dass die Integration persönlicher tragbarer Sensoren oder medizinischer IoT-Geräte kann medizinisches Fachpersonal unterstützen Zugriff auf Gesundheitsanalysen in Echtzeit. Dies könnte es Patienten ermöglichen, von entfernten Orten aus diagnostiziert und behandelt zu werden, und Wissenschaftlern, zu Forschungszwecken auf Daten in anonymisierten Patientenakten zuzugreifen. Durch die Speicherung solcher Gesundheitsanalysedaten in einer Blockchain könnten Patienten die Gewissheit erhalten, dassihre Privatsphäre würde nicht beeinträchtigt.

Also ein dezentralisiertes System der analytischen Speicherung der Patientengesundheit powered by blockchain wird den Patienten immens zugute kommen und den Ärzten lebensrettende Informationen auf Knopfdruck zur Verfügung stellen.

Ein weiteres Problem, das die Blockchain-Technologie lösen kann, ist die Wartung medizinischer Datenbanken. Früher war die Prüfung von Abrechnungsinformationen im Gesundheitswesen ein teurer und zeitaufwändiger Prozess, da Datenadministratoren die Daten manuell aus verschiedenen Abteilungen einer Organisation beziehen mussten. Darüber hinaus wie die Sammlungund Sortierung manuell durchgeführt wurden, war die Fehlerquote bei der Aufzeichnung, Pflege oder Ausgabe von Informationen beträchtlich.

Allerdings können jetzt mit Hilfe von Blockchain medizinische Datenbanken mit Integrität aus den einfachsten Transaktionseinheiten aufgebaut werden, und Informationen können sortiert und in Echtzeit für die Prüfung bereitgestellt werden. Ein Bericht von Forbes zeigt, dass eine sofortigeEinsatz von Blockchain im Gesundheitswesen könnte Kosten sparen im Wert von 100 Milliarden US-Dollar jährlich bis 2025.

  • Bankwesen

Die Blockchain-Technologie kann Banken und Nichtbanken-Finanzinstituten NBFCs effektive Lösungen zur Verbesserung bieten ihre Zahlungsclearing und Kreditinformationssysteme. Es kann auch die Sicherheit von Online-Banking-Transaktionen erhöhen. Mit Blockchain könnten Banken ihre Zahlungsprotokolle mit intelligenten Verträgen kombinieren, und dies würde es ihnen ermöglichen, mehrere Datenpunkte bei jeder Transaktion.

Diese Datenpunkte würden es den Banken außerdem ermöglichen, ihre Kredite zu überwachen, Transaktionen zu verfolgen und ihre Rechnungsstellung und finanzierungsbezogenen Aktivitäten einfach zu verwalten.

In einem Blockchain-basierten Banksystem kann jedem Benutzer für jede Transaktion im Hauptbuch ein privater Schlüssel zur Verfügung gestellt werden; dieser Schlüssel funktioniert wie eine eindeutige digitale Signatur. Wenn also ein Bankdatensatz geändert wird, ist dies jederzeit die digitale Signaturwird ungültig gemacht, und das gesamte Bankennetzwerk wird über die Anomalie benachrichtigt. Somit ist der Benutzer vor schändlichen Versuchen eines Hackers geschützt, der versucht, sein oder ihr Geld zu stehlen.

  • Währung

Kryptowährungen bieten aus verschiedenen Gründen eine Alternative zum traditionellen Bankwesen für Menschen, die kein Bankkonto haben. Ihre Verwendung wurde auch vorgeschlagen, um Währungen von den traditionellen Geldsystemen zu entkoppeln. Beispielsweise führte die Hyperinflation, die 2016 in Venezuela begann, dazueine steile Verlagerung der Währung des Landes. Infolgedessen wurden von der Regierung viele Anstrengungen unternommen, um die Wirtschaft zu stabilisieren, einschließlich der Einführung einer digitalen Münze namens Petro-Währung, die darauf abzielt, die von den USA geführten Sanktionen zu umgehen und es der Regierung zu ermöglichen, Geld zur Begleichung ihrer Schulden aufzubringen. Im Fall von Petro hat sich dies bisher nicht ausgezahlt, da der Petro größtenteils nicht an Boden gewonnen hatweil unklar ist, wie viel Kontrolle die Regierung über die Kryptowährung ausübt – und ob sie gegen zugrunde liegende Vermögenswerte eingelöst werden kann.

Im Jahr 2020 schloss die venezolanische Regierung das Hauptbuch, in dem alle Petro-Transaktionen gespeichert sind, für einige Zeit. In Wirklichkeit handelt es sich jedoch um ein echtes Blockchain-Hauptbuch.nicht abschaltbar für solche Wartungszwecke.

  • Virtuelle Welt und neue Technologien

Blockchain macht es Ihnen einfacher, digitale Dinge in der virtuellen Welt zu besitzen; es ist bereits möglich, Kryptowährung zu verwenden, um virtuelle Immobilien in Metaversen wie Decentraland, Sandbox usw. zu kaufen, sowie Ihre Lieblingskunstwerke, Memes, Videos,Bild, etc. als nicht fungible Tokens NFTs. Genau wie bei Kryptowährungen können Sie diese digitalen Assets auf einem Online-Marktplatz handeln und echtes Geld verdienen.

Diese Aktivitäten ermutigen die Menschen auch, sich virtuellen Welten anzuschließen, und lösen die Entwicklung von AR und VR-bezogene Technologien. Zum Beispiel lag der VR-Markt im Jahr 2019 bei nur rund 15 Milliarden US-Dollar, aber seitdem ist er exponentiell gewachsen, und jetzt wird erwartet, dass er in den nächsten Jahren einen Wert von mehr als 70 Milliarden US-Dollar erreichen wird.

  • Immobilien

Blockchain kann es Benutzern ermöglichen, Aufzeichnungen über ihre Immobilien in dezentralen Blockchain-Netzwerken hochzuladen und zu verwalten, und dann könnten Smart Contracts für den Kauf und Verkauf von Immobilien verwendet werden. Smart Contracts werden bereits durch die staatliche Gesetzgebung immer mehr zulässig, zum Beispiel im Jahr 2017der Bundesstaat Arizona verabschiedete sogar Gesetze zu Smart Contracts legalisieren für Immobilienverkäufe.

Interessanterweise sind dies nur einige der vielen Sektoren, die Blockchain verändern könnte. Experten glauben, dass sich in den kommenden Jahren verschiedene andere Branchen wie Pharma, Logistik, Versicherungen, Bildung, Aktienhandel, Gastgewerbe, Spiele, Crowdfunding usw. Funktion, würde sich komplett ändern Sobald die Distributed-Ledger-Technologie in großem Umfang eingeführt wird.

Einschränkungen der Blockchain

Die Blockchain-Infrastruktur erfordert einen hohen Stromverbrauch. Quelle: Pixabay/Pexels
  • Niedrige Transaktionsrate

Da die Blockchain von der Hash-Verifizierung durch ein riesiges Netzwerk abhängt, ist die Transaktionsgenehmigungszeit auf einem Blockchain-Ledger vergleichsweise langsamer als bei herkömmlichen digitalen Transaktionsmethoden. Beispielsweise verarbeitet die Bitcoin-Blockchain nur 4,6 Transaktionen pro Sekunde, im Vergleich zu einer beeindruckenden Visa-Rate von 1700 Transaktionen pro Sekunde.

Aufgrund des zusätzlichen Vorteils der Sicherheit und der Knoten-für-Knoten-Verifizierung sind die Transaktionen auf einem Blockchain-basierten System langsam.

  • Hohe Energiekosten

Zehntausende von Computern und Blockchain-MiningZentren saugen Strom aus Stromnetzen für das Hashing und andere Peer-to-Peer Computerberechnungen, durch die Transaktionen validiert und verifiziert werden, daher große Energiemengen werden zur Unterstützung der Blockchain-Infrastruktur benötigt. Dies auch rergibt ein hoher CO2-Fußabdruck was definitiv nicht gut für die Umwelt ist.

Im Jahr 2021 stellte eine Studie der Universität Cambridge fest, dass eine einzige Bitcoin-Transaktion 2203,5 kWh Strom, entspricht dem Stromverbrauch eines durchschnittlichen US-Haushalts über 75,51 Tage.

  • Vermögensverlust

Die Blockchain ist dezentralisiert und es fehlt eine zentrale Autorität, wie eine Bank, die es Ihnen ermöglicht, Ihr Passwort zurückzusetzen. Wenn ein Benutzer also seine eindeutige digitale ID, sein Passwort oder seinen Schlüssel verliert, verliert er dauerhaft den Zugriff auf sein Vermögen. Außerdem gibt eswaren Fälle, in denen Käufer ihre gefunden habenteure NFTs verschwinden aus ihren Krypto-Wallets, weil sie die Bedingungen des Online-Marktplatzes, auf dem sie vorgestellt wurden, nicht erfüllt haben. In diesen Fällen erhielten die Benutzer keine Entschädigung für ihre Verluste.

Blockchain hat einen langen Weg zurückgelegt und sich in vielen Branchen, vom Finanzwesen bis zum Gesundheitswesen, zu einem bedeutenden Umbruch entwickelt. Zweifellos hat diese dezentralisierte Technologie das Potenzial, die Art und Weise, wie wir unser Leben gestalten, zu revolutionieren. Interessanterweise hat sie bereits damit begonnenso an einigen Stellen, besonders im Internet.

Viele Experten glauben, dass die Dezentralisierung digitaler Dienste ein neues Internet entstehen lässt bekannt als Web 3.0. Es gibt jedoch noch viele Herausforderungen zu bewältigen, bevor wir alle in eine echte blockkettenbetriebene Welt eintreten.

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