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Entwickler Magazin
Zum technischen Hintergrund von Smart Contracts

Zwischen Hype und Weltverbesserung

Wer sich in den letzten Monaten im Businessumfeld von Blockchains umgehört hat, der weiß Bescheid: Smart Contracts sind nahezu magische Problemlöser, von der automatisierten Abrechnung von Solarstrom und anderen Güterlieferungen bis hin zum selbstständigen Auslösen von Vertragsstrafzahlungen in eng überwachten Bereichen wie den vereinbarten Höchsttemperaturen einer Kühlkette. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielseitig, scheinen sogar endlos. Doch was davon stimmt und was ist Hype? Und vor allem: Was steckt technisch wirklich dahinter?

Ingo Rammer


Um die Rolle von Smart Contracts zu verstehen, ist es wichtig, dass wir uns zuerst kurz vor Augen führen, was eine Blockchain eigentlich ist. Auf der untersten inhaltlichen Ebene handelt es sich um eine Liste signierter Aussagen einzelner Teilnehmer. Diese Aussagen können zu einem späteren Zeitpunkt technisch nicht mehr geändert oder gelöscht werden. In der Praxis werden hierzu maschinenlesbare Transaktionen verwendet, die wie bei einem Transaktionslog einer Datenbank den aktuellen Ist-Zustand aller Daten des Gesamtsystems ermitteln. Jeder einzelne Node in einem Blockchain-Netzwerk speichert – ebenfalls genau wie eine Datenbank – den jeweils aktuellen Ist-Zustand in einem zweiten Format ab, das sich einfacher für Abfragen eignet.

So weit, so gut. Aber warum verwendet man dann eine Blockchain anstelle einer replizierten Datenbank? Die kurze Antwort dafür liegt im Timing der Regelprüfung (auf technischer und auf geschäftlicher Ebene) und in der Fehlerbehandlung. Diese ist in einer Blockchain im Vergleich zur Datenbank zeitlich nach vorne geschobenen und wird bereits frühzeitig beim Erfassen der Transaktion und nicht erst beim späteren Replizieren durchgeführt. Genau das ist die Aufgabe der Smart Contracts, die verteilt in einem Blockchain-Netzwerk laufen.

Ein Blockchain-tauglicher Anwendungsfall wäre die Portierung von Telefonnummern zwischen Mobilfunkanbietern. Ein Ausschnitt daraus gibt einen tieferen Einblick in die zugrunde liegenden Vorgänge: Vereinfacht gesehen, bildet in Deutschland eine zentrale Datenbank die Zuordnung von Rufnummern zum jeweilig dahinterstehenden Mobilfunkbetreiber ab. Wie müsste man vorgehen, wenn man diese Informationen und die dahinter liegenden Prozesse stattdessen dezentral in einem Blockchain-Netzwerk verwalten möchte?

Beispiel Rufnummernportierung: das Netzwerk

Für den vorliegenden Anwendungsfall ist es sinnvoll, ein privates Blockchain-Netzwerk als Implementationsplattform zu etablieren. Anders als bei einem öffentlichen Netz wie z. B. Ethereum ist der Zugang zu einem privaten Netzwerk nur ausgewählten Teilnehmern gestattet. In unserem Beispiel wären sowohl die Bundesnetzagentur als auch die größeren Mobilfunkanbieter Teilnehmer des privaten Blockchain-Netzwerks. Jeder Teilnehmer betreibt einen kompletten Node im Blockchain-Netzwerk. Kleinere Anbieter, die diesen Aufwand nicht betreiben wollen, würden den Dienst durch Verbindung zu einem dieser Netzwerkteilnehmer nutzen.

Als technische Plattform für ein derartiges privates Bl...

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Zum technischen Hintergrund von Smart Contracts

Zwischen Hype und Weltverbesserung

Wer sich in den letzten Monaten im Businessumfeld von Blockchains umgehört hat, der weiß Bescheid: Smart Contracts sind nahezu magische Problemlöser, von der automatisierten Abrechnung von Solarstrom und anderen Güterlieferungen bis hin zum selbstständigen Auslösen von Vertragsstrafzahlungen in eng überwachten Bereichen wie den vereinbarten Höchsttemperaturen einer Kühlkette. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielseitig, scheinen sogar endlos. Doch was davon stimmt und was ist Hype? Und vor allem: Was steckt technisch wirklich dahinter?

Ingo Rammer


Um die Rolle von Smart Contracts zu verstehen, ist es wichtig, dass wir uns zuerst kurz vor Augen führen, was eine Blockchain eigentlich ist. Auf der untersten inhaltlichen Ebene handelt es sich um eine Liste signierter Aussagen einzelner Teilnehmer. Diese Aussagen können zu einem späteren Zeitpunkt technisch nicht mehr geändert oder gelöscht werden. In der Praxis werden hierzu maschinenlesbare Transaktionen verwendet, die wie bei einem Transaktionslog einer Datenbank den aktuellen Ist-Zustand aller Daten des Gesamtsystems ermitteln. Jeder einzelne Node in einem Blockchain-Netzwerk speichert – ebenfalls genau wie eine Datenbank – den jeweils aktuellen Ist-Zustand in einem zweiten Format ab, das sich einfacher für Abfragen eignet.

So weit, so gut. Aber warum verwendet man dann eine Blockchain anstelle einer replizierten Datenbank? Die kurze Antwort dafür liegt im Timing der Regelprüfung (auf technischer und auf geschäftlicher Ebene) und in der Fehlerbehandlung. Diese ist in einer Blockchain im Vergleich zur Datenbank zeitlich nach vorne geschobenen und wird bereits frühzeitig beim Erfassen der Transaktion und nicht erst beim späteren Replizieren durchgeführt. Genau das ist die Aufgabe der Smart Contracts, die verteilt in einem Blockchain-Netzwerk laufen.

Ein Blockchain-tauglicher Anwendungsfall wäre die Portierung von Telefonnummern zwischen Mobilfunkanbietern. Ein Ausschnitt daraus gibt einen tieferen Einblick in die zugrunde liegenden Vorgänge: Vereinfacht gesehen, bildet in Deutschland eine zentrale Datenbank die Zuordnung von Rufnummern zum jeweilig dahinterstehenden Mobilfunkbetreiber ab. Wie müsste man vorgehen, wenn man diese Informationen und die dahinter liegenden Prozesse stattdessen dezentral in einem Blockchain-Netzwerk verwalten möchte?

Beispiel Rufnummernportierung: das Netzwerk

Für den vorliegenden Anwendungsfall ist es sinnvoll, ein privates Blockchain-Netzwerk als Implementationsplattform zu etablieren. Anders als bei einem öffentlichen Netz wie z. B. Ethereum ist der Zugang zu einem privaten Netzwerk nur ausgewählten Teilnehmern gestattet. In unserem Beispiel wären sowohl die Bundesnetzagentur als auch die größeren Mobilfunkanbieter Teilnehmer des privaten Blockchain-Netzwerks. Jeder Teilnehmer betreibt einen kompletten Node im Blockchain-Netzwerk. Kleinere Anbieter, die diesen Aufwand nicht betreiben wollen, würden den Dienst durch Verbindung zu einem dieser Netzwerkteilnehmer nutzen.

Als technische Plattform für ein derartiges privates Bl...

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