Was ist eine Blockchain?
Was eine Blockchain ist, wie sie Informationen dezentral speichert und warum ihr Verlauf so schwer zu verändern ist.
Ratgeber lesenÖffentliche vs. private Blockchain
Die Blockchain-Technologie wird nicht mehr ausschließlich mit Bitcoin und Kryptowährungen in Verbindung gebracht und hat sich zu einer Infrastruktur mit möglichen Anwendungen in so unterschiedlichen Bereichen wie Finanzen, Logistik, digitaler Identität, Dokumentenmanagement und industrieller Rückverfolgbarkeit entwickelt. Allerdings funktionieren nicht alle Blockchain-Netzwerke auf dieselbe Weise. Einer der grundlegenden Unterschiede liegt im Grad des Zugangs und der Kontrolle über das Netzwerk. Aus dieser Unterscheidung ergeben sich zwei große Modelle, öffentliche Blockchains und private Blockchains, die bestimmte technologische Prinzipien teilen, aber auf grundlegend unterschiedliche Bedürfnisse ausgerichtet sind.
Vergleich
| Kriterium | Öffentlich | Privat |
|---|---|---|
| Zugang | Für alle offen | Eingeschränkt, nur mit Genehmigung |
| Wer validiert | Ein offener Kreis von Teilnehmern | Zugelassene Organisationen |
| Governance | Auf die Community verteilt | Von einer Organisation oder einem Konsortium gesteuert |
| Transparenz | Daten öffentlich einsehbar | Nur für berechtigte Teilnehmer sichtbar |
| Zensurresistenz | Hoch | Gering |
| Typische Einsatzbereiche | Kryptowährungen und DeFi | Geschäftsprozesse und Konsortien |
Öffentliche Blockchains
Eine öffentliche Blockchain ist ein offenes Netzwerk, in dem grundsätzlich jeder die aufgezeichneten Informationen einsehen und an bestimmten Netzwerkprozessen teilnehmen kann, ohne eine Genehmigung einer zentralen Instanz zu benötigen. Bitcoin und Ethereum sind die bekanntesten Beispiele. In diesen Systemen ist Dezentralisierung eine der grundlegenden Säulen, da die Infrastruktur nicht von einer einzigen Organisation abhängt, die einseitig entscheiden kann, welche Transaktionen durchgeführt werden dürfen oder welche Informationen innerhalb des Systems verbleiben müssen.
Der offene Charakter einer öffentlichen Blockchain hat wichtige Folgen für ihre Architektur. Die Teilnehmer des Netzwerks verwalten Kopien oder Repliken des verteilten Registers und verwenden Konsensmechanismen, um sich darauf zu einigen, welche Vorgänge gültig sind und in welcher Reihenfolge sie aufgenommen werden sollen. Je nach konkreter Blockchain kann dieser Konsens auf unterschiedlichen Mechanismen beruhen. Bitcoin verwendet Proof of Work, während Ethereum seit seiner als The Merge bezeichneten Umstellung Proof of Stake nutzt. In beiden Fällen besteht das Ziel darin, einen Mechanismus bereitzustellen, um einen gemeinsamen Zustand des Registers zu erreichen, ohne sich auf eine einzelne Autorität zu verlassen.
Diese Dezentralisierung bietet bestimmte Eigenschaften, die für die Entwicklung von Kryptowährungen besonders relevant waren. Zensurresistenz, die Möglichkeit, Transaktionen öffentlich zu überprüfen, und die Schwierigkeit, etablierte Aufzeichnungen nachträglich zu verändern, gehören zu den Faktoren, die das Interesse an diesen Netzwerken erklären. Offenheit bringt jedoch auch Einschränkungen mit sich. Eine öffentliche Blockchain muss ihre Sicherheitsmechanismen sorgfältig gestalten, da jeder Teilnehmer versuchen kann, das Netzwerk anzugreifen. Außerdem kann die Transparenz, die vielen öffentlichen Blockchains innewohnt, mit bestimmten geschäftlichen Anforderungen an die Vertraulichkeit und den Schutz sensibler Informationen unvereinbar sein.
Private Blockchains
Private Blockchains gehen von einer anderen Logik aus. Der Zugang zum Netzwerk ist eingeschränkt, und eine Organisation oder eine definierte Gruppe von Unternehmen bestimmt, wer teilnehmen darf, wer Transaktionen validieren darf und welche Informationen jeder Nutzer einsehen kann. Statt jedem den Beitritt zum System zu ermöglichen, arbeiten diese Netzwerke mit Berechtigungen. Daher werden sie häufig auch als Permissioned Blockchains bezeichnet.
Das private Modell kann für Unternehmen besonders attraktiv sein, die bestimmte Eigenschaften einer Blockchain nutzen möchten, ohne die institutionelle Kontrolle aufzugeben. Ein Unternehmen könnte beispielsweise ein gemeinsames Netzwerk zwischen Lieferanten, Händlern und autorisierten Organisationen einrichten, um die Bewegung von Waren zu dokumentieren. Alle Teilnehmer könnten mit einem gemeinsamen, überprüfbaren Register arbeiten, aber nur bestimmte Unternehmen hätten die Möglichkeit, Vorgänge zu validieren. Dieser Ansatz kann die Governance vereinfachen und eine größere Kontrolle über Daten und interne Prozesse ermöglichen.
Identität und Governance
Der Unterschied zwischen den beiden Modellen wird insbesondere beim Identitätsmanagement deutlich. In einem öffentlichen Netzwerk muss die Teilnahme nicht zwingend mit einer zuvor von einer Organisation genehmigten Identität verbunden sein. In einem privaten Netzwerk sind die Teilnehmer dagegen in der Regel identifiziert und unterliegen Zugangsregeln. Diese Eigenschaft kann die Einhaltung bestimmter regulatorischer Verpflichtungen und die Anwendung von Unternehmensrichtlinien erleichtern, insbesondere in Branchen, in denen nachvollziehbar sein muss, welche Organisation einen bestimmten Vorgang durchgeführt hat.
Governance ist ein weiterer wesentlicher Unterschied. In einer öffentlichen Blockchain können Protokollregeln offenen und verteilten Prozessen unterliegen, an denen Entwickler, Node-Betreiber, Validatoren, Nutzer und andere Gemeinschaften beteiligt sind. Das bedeutet nicht, dass alle öffentlichen Netzwerke exakt denselben Grad an Dezentralisierung aufweisen, da zwischen den einzelnen Projekten erhebliche Unterschiede bestehen. In einer privaten Blockchain ist die Governance in der Regel direkter. Die für das Netzwerk verantwortliche Organisation oder das es verwaltende Konsortium kann bestimmte Parameter schneller ändern und konkrete Verfahren für Streitfälle oder technologische Änderungen festlegen.
Diese größere Kontrollmöglichkeit kann zu betrieblichen Vorteilen führen. Private Blockchains können so gestaltet werden, dass sie eine vorhersehbare Leistung bieten und das System an spezifische geschäftliche Anforderungen anpassen. Da es nur eine begrenzte Anzahl von Teilnehmern gibt, kann der Validierungsprozess außerdem effizienter sein als in einem öffentlichen Netzwerk, das Tausenden oder Millionen von Nutzern offensteht. Dies kann die Latenz reduzieren und die Verarbeitung großer Mengen von Vorgängen erleichtern.
Kontrolle oder Dezentralisierung
Diese Vorteile haben jedoch einen wichtigen konzeptionellen Preis. Je größer die Kontrolle einer Organisation über das Netzwerk ist, desto geringer ist der Grad der Dezentralisierung. Eine private Blockchain kann weiterhin kryptografische Verfahren, verteilte Register und Konsensmechanismen zwischen mehreren Teilnehmern verwenden, aber ihr Vertrauensmodell ist anders. Die Nutzer verlassen sich nicht nur auf das Protokoll, sondern auch auf die Organisationen, die die Infrastruktur verwalten und die Zugangsregeln festlegen.
Aus diesem Grund betrifft eine der wichtigsten Debatten über private Blockchains genau die Frage, inwieweit ein zugangsbeschränktes Netzwerk im selben Sinne eine Blockchain darstellt wie eine dezentralisierte öffentliche Chain. Aus technischer Sicht können beide Datenstrukturen, kryptografische Signaturen, Konsensmechanismen und verteilte Register gemeinsam haben. Aus institutioneller Sicht kann der Unterschied jedoch erheblich sein. In einem öffentlichen Netzwerk liegt ein Teil des Werts darin, Akteuren, die einander nicht unbedingt vertrauen, die Koordination über gemeinsame Regeln zu ermöglichen. In einem privaten Netzwerk wird die Vertrauensbeziehung dagegen meist bereits zuvor durch Verträge, Geschäftsvereinbarungen oder rechtliche Mechanismen festgelegt.
Einsatzbereiche und Mischformen
Das erklärt, warum die beiden Architekturen unterschiedliche Anwendungsbereiche gefunden haben. Öffentliche Blockchains haben eine zentrale Rolle bei offenen digitalen Geldsystemen, dezentralen Finanzanwendungen, Märkten für digitale Vermögenswerte und bestimmten Formen digitalen Eigentums und digitaler Governance gespielt. Private Netzwerke haben dagegen Interesse in Bereichen wie Lieferketten, unternehmensübergreifenden Prozessen, bestimmten Finanzsystemen und Informationsnetzwerken zwischen Organisationen geweckt, die eine strikte Kontrolle über die Teilnehmer benötigen.
Die Grenze zwischen den beiden Modellen ist außerdem nicht vollständig starr. In den vergangenen Jahren sind hybride Architekturen und Konsortialnetzwerke entstanden, die versuchen, Elemente der Dezentralisierung mit Berechtigungsmechanismen zu verbinden. Manche Lösungen ermöglichen, bestimmte Daten eingeschränkt zu halten, während andere Teile eines Vorgangs an eine öffentliche Blockchain angebunden oder über sie verifiziert werden können. Diese Ansätze spiegeln eine immer deutlichere Realität wider. Blockchain-Technologie ist kein einzelnes Infrastrukturmodell, sondern eine breite Gruppe von Designs mit unterschiedlichen Graden an Offenheit, Transparenz, Dezentralisierung und Kontrolle.
Die Wahl zwischen einer öffentlichen und einer privaten Blockchain hängt daher vom zu lösenden Problem ab. Wenn die Priorität darin besteht, eine offene Infrastruktur zu schaffen, die die Abhängigkeit von einer zentralen Instanz minimiert, kann ein öffentliches Netzwerk besonders relevante Eigenschaften bieten. Wenn dagegen Datenschutz, Unternehmens-Governance, Zugriffskontrolle und vorhersehbare Leistung im Vordergrund stehen, kann ein privates Netzwerk besser geeignet sein. Kein Modell lässt sich außerhalb seines technischen, wirtschaftlichen und rechtlichen Kontexts bewerten.
Im Kern beschränkt sich der Unterschied zwischen einer öffentlichen und einer privaten Blockchain nicht darauf, wer auf ein Netzwerk zugreifen kann. Er steht für zwei unterschiedliche Arten, digitales Vertrauen zu organisieren. Das erste Modell versucht, dieses Vertrauen auf eine offene Gemeinschaft und Regeln zu verteilen, die die Teilnehmer überprüfen können. Das zweite konzentriert einen größeren Teil dieses Vertrauens auf identifizierte Akteure, die das System verwalten. Das Verständnis dieses Unterschieds ist entscheidend für eine fundierte Analyse der Zukunft der Blockchain-Technologie, denn hinter jeder Architektur steht eine grundlegende Entscheidung darüber, wer die Daten kontrolliert, wer Vorgänge validiert und wie viel Autonomie die Teilnehmer gegenüber der von ihnen genutzten Infrastruktur behalten.
Quellen
- Consensus mechanisms — ethereum.org (auf Englisch)
- Nodes and clients — ethereum.org (auf Englisch)