Arten von Blockchain

Im Wesentlichen ist die Blockchain eine verteilte Datenbank, in der alle Änderungen in Form einer Kette von Blöcken aufgezeichnet werden. Die Struktur der Blockchain selbst setzt unterschiedliche Ebenen des Informationszugriffs voraus. Dieser Parameter wird als Kriterium zur Klassifizierung von Blockchains verwendet, was nur bedingt gilt, da die Blockchain-Technologie konsistent ist.

Daher gibt es auf Grundlage dieser Kriterien zwei Versionen der Blockchain-Klassifizierung: kanadische und britische.

Die kanadische Version

Die kanadische Version basiert auf der Vision von Vitalik Buterin, dem Schöpfer der Ethereum-Blockchain-Plattform. Die Klassifizierung geht von drei Arten von Blockchains aus.

Eine öffentliche Blockchain ist eine Kette von Blöcken, auf die jeder zugreifen und die jeder lesen kann. Darüber hinaus kann jeder Transaktionen senden, darauf warten, dass sie aufgenommen werden, wenn sie gültig sind, und an einem Konsensprozess teilnehmen. Dieser Prozess bestimmt, welche Blöcke zur Kette hinzugefügt werden, und legt den aktuellen Zustand des Netzwerks fest. Öffentliche Blockchains dienen als Alternative zu zentralisierten oder halbzentralisierten Vertrauenssystemen. Sie beruhen auf wirtschaftlichen Anreizen und kryptografischen Verifikationsmechanismen wie Proof-of-Work oder Proof-of-Stake. Das zugrunde liegende Prinzip ist, dass der Einfluss der Teilnehmer auf den Konsensprozess direkt proportional zu ihren wirtschaftlichen Ressourcen ist. Blockchains sind in der Regel dezentralisiert.

Konsortium-Blockchains sind Blockchain-Typen, bei denen die Validierung von einer vorab ausgewählten Gruppe von Knoten gesteuert wird. Zum Beispiel ein Konsortium aus 15 Finanzinstituten, wobei jedes einen Knoten betreibt. Damit ein Block gültig ist, müssen 10 Institutionen ihn unterzeichnen. Das Zugriffsrecht auf die Blockchain kann öffentlich oder auf Mitglieder beschränkt sein. Eine solche Blockchain kann als "teilweise dezentralisiert" betrachtet werden.

Eine vollständig private Blockchain hat einen eingeschränkten Datenzugriff. Die Bestätigung von Transaktionen, Audits und die Datenbankverwaltung in solchen Netzwerken stehen einer klar definierten Gruppe von Personen zur Verfügung. Beim Datenzugriff kann er öffentlich oder stark eingeschränkt sein.

Die britische Version

Die britische Version basiert auf dem Bericht von Mark Walport, dem leitenden wissenschaftlichen Berater der britischen Regierung. In seinem Bericht "Distributed Ledger Technology: Beyond Blockchain" über verteilte Register und das Potenzial von Blockchain im Bereich der öffentlichen Verwaltung unterteilte er die Blockchain in drei Typen.

• Unbefugte öffentliche Register
• Befugte öffentliche Register
• Befugte private Register 

Diese Klassifizierung ähnelt der von Vitalik Buterin. In dieser Klassifizierung entspricht die Public Blockchain in der britischen Version den Unbefugten öffentlichen Registern, das Äquivalent der Consortium Blockchain den Befugten öffentlichen Registern und das Äquivalent der vollständig privaten Blockchain den Befugten privaten Registern. Darüber hinaus schlägt der Bericht einen kleinen Test namens "Classification of Distributed Registries" vor, der es Einzelpersonen ermöglicht, unabhängig den Typ der Blockchain zu bestimmen, zu dem sie gehört.

Bei öffentlichen Blockchains wird die Teilnahme der Nutzer immer eigenständig bestimmt und hängt von ihren persönlichen (finanziellen oder hardwarebezogenen) Ressourcen ab. Außerdem kann niemand einen Nutzer vom verteilten Netzwerk trennen, da alle Teilnehmer in der öffentlichen Blockchain gleichberechtigt sind. In einigen Fällen können sie einen Nutzer ignorieren oder blockieren, der falsche Transaktionen sendet oder Informationen übermittelt, die nicht dem Protokoll entsprechen. Diese Maßnahmen sind jedoch ausschließlich selbstregulierend und nicht protokollbasiert.

Bei privaten Blockchains können dedizierte vertrauenswürdige Knoten oder Gruppen von Knoten mit höherer Autorität als andere Nutzer bestehende Nutzer mit dem Netzwerk verbinden. Außerdem können sie für deren Trennung verantwortlich sein. Private Blockchains sind hierarchische Strukturen, die aus zwei oder mehr Ebenen bestehen. Schlüsselpaaren, die den Zugriff auf das System gewähren, werden von dedizierten administrativen Knoten ausgegeben und verwaltet und können bei Bedarf widerrufen werden. 

Private Blockchains halten sich nicht vollständig an die Technologieprinzipien - Dezentralisierung und Gleichberechtigung der Teilnehmer. Das liegt daran, dass ihre Implementierung in Unternehmenssystemen erhebliche Risiken bergen kann.

Klassifizierung nach dem Grad der Kontrolle über die Blockchain

Das nächste Kriterium, das der Blockchain-Klassifizierung eine weitere Ebene hinzufügt, ist der Grad der Kontrolle über die Blockchain. Nach diesem Kriterium können Blockchains in vier Gruppen unterteilt werden.

• Öffentliche dezentralisierte Blockchains
• Öffentliche Blockchains mit delegierter Governance
• Privat kontrollierte Blockchains
• Staatliche Blockchains

Moderne öffentliche Blockchains haben einstufige Strukturen. In diesen Systemen gelten alle Teilnehmer als gleichberechtigt, und ein Konsens wird durch indirekte Abstimmung durch die Knoten erreicht, die einen Block erzeugen. Öffentliche dezentralisierte Netzwerke schränken die Teilnahme an der Verwaltung nicht ein, und die Möglichkeiten der Teilnehmer werden ausschließlich durch den Anteil ihrer verfügbaren Ressourcen im Verhältnis zur Gesamtheit bestimmt.

Nach mehr als einem Jahrzehnt der Blockchain-Entwicklung lässt sich feststellen, dass es in der Praxis nahezu unmöglich ist, in selbstregulierten bzw. eher spontan regulierten Netzwerken eine vollständige Dezentralisierung zu erreichen. Öffentliche Blockchains stoßen letztlich auf Zentralisierung. In diesem Zusammenhang wurde versucht, Zentralisierungselemente einzuführen, um Verwaltungsfunktionen und andere Indikatoren der Blockchain zu verbessern. Dies führte 2015 zum Entstehen der ersten öffentlichen Blockchains mit einer zweistufigen Struktur, in denen Knoten mit erweiterten Fähigkeiten eine herausragende Rolle spielten. Es ist ein Zeichen mehrerer Kontrollebenen im Blockchain-Netzwerk mit unterschiedlichen Autoritätsgraden. Dies ist insbesondere bei öffentlichen Blockchains mit delegierter Kontrolle ausgeprägt.

Privat kontrollierte (unternehmensinterne) Blockchains sind technologische Lösungen für Unternehmensanforderungen. In solchen Systemen hat jeder Knoten einen vorab zugewiesenen Zugriffslevel. Im Gegensatz zu einer öffentlichen Blockchain sind Daten nicht immer öffentlich verfügbar, selbst nicht zum Lesen. Die Kontrolle solcher Blockchains erfolgt durch spezielle Knoten mit erhöhter Autorität. Diese Knoten sind für die Umsetzung der Datenverteilungsrichtlinie, die Überprüfung der Benutzeridentifikation und die Bestätigung der Aufnahme von Daten in die Blockchain verantwortlich.

Verteilte Register für den öffentlichen Gebrauch unterscheiden sich im Allgemeinen nur geringfügig von unternehmensinternen Blockchains und erfordern einen kontrollierten Informationszugriff. Staatliche Stellen haben jedoch spezifische Anforderungen an die Blockchain-Technologie, einschließlich des maximalen Grades an unveränderten Informationen, die hinzugefügt werden können. Darüber hinaus üben sie die strengste Kontrolle über deren Hinzufügung aus. Gleichzeitig können bereits auf der Blockchain verfügbare Informationen oft öffentlich gemacht werden, da staatliche Stellen auf mehr Transparenz abzielen sollten. Staatsblockchains können als eigenständige Untergruppe unternehmensinterner Blockchains betrachtet werden, die ihre eigenen einzigartigen Merkmale besitzen und zugleich einer separaten Kategorie angehören.

Somit kann die auf dem Grad des Informationszugriffs basierende Blockchain-Klassifizierung als zweistufige Struktur dargestellt werden. Die erste Ebene bestimmt das Transparenzkriterium, während die zweite Ebene den Grad der Blockchain-Kontrolle festlegt.

Fazit

Öffentliche Blockchains sind offene und erlaubnisfreie Netzwerke, denen sich jeder anschließen und an denen jeder teilnehmen kann. Private Blockchains hingegen sind geschlossene und erlaubnispflichtige Netzwerke, die den Zugang auf bestimmte Teilnehmer beschränken und mehr Kontrolle sowie Datenschutz über die Daten bieten. Öffentliche Blockchains werden häufig für Kryptowährungen und dezentrale Anwendungen verwendet, während private Blockchains oft für Unternehmensanwendungen und Konsortium-Netzwerke eingesetzt werden

Zusammenfassend lässt sich bei der Diskussion der technologischen Aspekte der Blockchain festhalten, dass sie als neues technologisches Paradigma betrachtet werden sollte. Die Technologie umfasst mehrere konzeptionell unterschiedliche Ideen: verteilte Speicherregister, Konsensalgorithmen und kryptografische Daten­schutzmechanismen. Die Blockchain-Technologie basiert auf einer Speicherlogik, die nicht auf einem zentralen Server oder einer Servergruppe beruht. Die Technologie erzeugt und speichert eine Liste geordneter Datensätze, die als Blöcke bezeichnet werden. Jeder Block enthält einen Zeitstempel und vor allem den Abbildwert (Hash) des vorherigen Blocks. Diese Technologie "verbindet" die Datenblöcke wirksam miteinander und verhindert Änderungen an einzelnen Blöcken, ohne die gesamte Sequenz zu verändern.

Durch die Integration technologischer Lösungen besitzt die Blockchain mehrere besondere Merkmale: Offenheit, die Unveränderlichkeit gespeicherter Daten und die Möglichkeit, ausführbare Logik (Programmcode) in einem dezentralen Netzwerk zu veröffentlichen und zu überwachen. All diese Aspekte zeigen, dass die Blockchain nicht nur eine faszinierende und vielversprechende Technologie ist, sondern eine wahrhaft einzigartige technologische Lösung, die eine absolute Dezentralisierung ermöglicht.