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Probleme bisheriger Blockchain-Netzwerke und ihre Lösung

Blockchain 4.0


Zu langsam, zu hohe Transaktionskosten, zu viel Energieverbrauch – bisherige Blockchain-Netzwerke haben einige Probleme, die durch die Blockchain 4.0 behoben werden.

Die Blockchain ist eine computerbasierte Technologie, die für Aufsehen gesorgt hat. Die mehrfach gespeicherte, am Konzept eines buchhalterischen Hauptbuchs orientierte Datenbank ist eng verknüpft mit der Kryptowährung Bitcoin, wurde jedoch rasch in andere Bereiche übertragen. Mit dem Begriff Bitcoin ist üblicherweise Blockchain 1.0 gemeint. Im Jahr 2014 entstand eine neue Blockchain namens Ethereum, die zusammen mit anderen neuen Kryptowährungen als Blockchain 2.0 bezeichnet wird und Smart Contracts als zusätzliche Option einführt. Darunter werden automatisierte Verträge verstanden, die eine Benutzerschnittstelle haben und die Vertragslogik in Software abbilden.

Bitcoin hat einen enormen Energieverbrauch

Die frühen Blockchains haben jedoch eine Reihe von Problemen, die den Schritt zur Blockchain 3.0 nötig machten. Die größte Hürde ist der Konsensalgorithmus, der dafür sorgt, dass alle Instanzen der Blockchain-Datenbank nur verifizierte Transaktionen enthalten. Bei Bitcoin beispielsweise wird das Prinzip Proof of Work (PoW) genutzt. Jeder Teilnehmer muss bestimmte recht aufwändige Rechenoperationen ausführen, um einen neuen Block zu erzeugen und eine bestimmte Menge von Bitcoins ausgezahlt zu bekommen. Diese Vorgehensweise nennt man Mining.

So gut wie die gesamte Rechenleistung des Bitcoin-Netzwerks entfällt auf das Mining durch Proof of Work. Dies erfordert letztlich riesige Serverfarmen und Rechenzentren, die einen erheblichen Energieverbrauch haben. Genaue Zahlen sind schwer zu ermitteln, aber nach bestimmten Berechnungen [1] verbraucht das gesamte Bitcoin-Netzwerk im Moment mit nur einer (!) Transaktion elektrischen Strom in einer Menge, mit der mehr als 30 US-Haushalte einen Tag lang versorgt werden könnten.

Die Trägheit des Netzwerks überwinden

Der Grund für diesen enormen Energieaufwand ist die Sicherheit des Netzwerkes: Es sollen sogenannte 51-Prozent-Angriffe unmöglich gemacht werden. Denn der Konsensalgorithmus bringt es mit sich, dass eine bestimmte Person bei Übernahme von 51 Prozent aller Knoten beliebige Blöcke hinzufügen kann. Wer mehr als die Hälfte aller Transaktionen bestätigt, bestimmt über das Netzwerk und kann gewissermaßen die in der Blockchain niedergelegte Geschichte umschreiben.

Diese und einige andere Probleme haben dazu geführt, dass sich Entwickler über eine Blockc...

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