Blockchain erfreut sich bei zahlreichen Anwendungen zunehmender Beliebtheit, die Unternehmen in einer vielfältigen Auswahl an Netzwerken nutzen können. Am bekanntesten ist sie für ihre zentrale Rolle bei Kryptowährungen, doch Blockchain bietet noch viele weitere Einsatzmöglichkeiten.
Blockchain-Netzwerke lassen sich anpassen, sodass ihre Funktionalität und ihr Aufbau den jeweiligen Anforderungen eines Unternehmens entsprechen. Die Technologie kann zunächst verwirrend wirken, lässt sich im Wesentlichen jedoch in zwei größere Kategorien und vier einzigartige Netzwerktypen unterteilen.
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Kategorien von Blockchain-Netzwerken
Blockchain-Netzwerke gehören im Allgemeinen einer von zwei Kategorien an: permissioned oder permissionless. Jeder der vier einzigartigen Typen lässt sich einer dieser Kategorien zuordnen, wobei einige auch beide umfassen können.
Unternehmen, die den Einsatz der Blockchain-Technologie erwägen, sollten zunächst entscheiden, ob ein permissioned oder permissionless Netzwerk für sie am besten geeignet ist. Netzwerke in diesen beiden übergeordneten Kategorien funktionieren unterschiedlich und haben jeweils ihre Vor- und Nachteile.
Permissionless-Netzwerke
Permissionless-Blockchain-Netzwerke sind wahrscheinlich das Erste, woran die meisten Menschen heute denken, wenn sie Blockchain hören, auch wenn ihnen das vielleicht nicht bewusst ist. Sie sind das klassische dezentrale Register, das durch Kryptowährungen bekannt geworden ist. Jeder kann dem Netzwerk beitreten und neue Datenknoten erstellen. Alle Teilnehmer des Netzwerks sind anonym, und zwischen den einzelnen Knoten gibt es keine Zugriffsrechtebeschränkungen.
Permissionless-Blockchain-Netzwerke sind im Allgemeinen sicherer als permissioned Netzwerke, weil sie dezentralisiert sind. Es gibt so viele Knoten, dass es für Angreifer schwierig ist, das gesamte System zu beschädigen. Sie sind Open Source und leichter zugänglich, wodurch zudem eine gewisse Transparenz entsteht, die die Vertrauenswürdigkeit erhöht. Jeder kann jede Transaktion auf der Blockchain sehen, auch wenn nicht erkennbar ist, wer sie durchgeführt hat.
Das ist natürlich ein zweischneidiges Schwert. Für einige Unternehmen kann die Transparenz permissionless Netzwerke zu einem zu großen Kompromiss beim Datenschutz machen. Außerdem sind sie so umfangreich, dass sie tendenziell deutlich langsamer arbeiten. Die Verarbeitung von Daten dauert in diesen Netzwerken länger, was nicht energieeffizient ist.
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Permissioned-Netzwerke
Permissioned-Blockchain-Netzwerke sind weniger dezentralisiert und offen, da der Zugriff auf bestimmte Bereiche eingeschränkt ist. Benutzer können möglicherweise nur in bestimmten Knoten arbeiten, und nur ausgewählte Personen dürfen Transaktionen validieren. Ihre Identitäten sind auf der Blockchain nicht anonym.
Viele Unternehmen bevorzugen permissioned Blockchains, weil sie deutlich mehr Datenschutz bieten als permissionless Netzwerke. Auf ihre eigene Weise sind sie sicherer, da nur bestimmte Benutzer Transaktionen erstellen, bearbeiten und validieren können. Die Zahl der Knoten ist ebenso begrenzt wie die Zahl der Benutzer, sodass permissioned Blockchain-Netzwerke auch schneller arbeiten als permissionless Netzwerke.
Allerdings sollte man beachten, dass die begrenzte Zahl der Knoten sie anfälliger für Angriffe machen kann, da sie stärker abgeschottet sind.
Arten von Blockchain-Netzwerken
1. Öffentliche Blockchain
Der erste der vier wichtigsten Typen von Blockchain-Netzwerken ist die öffentliche Blockchain. Dies ist der einzige vollständig permissionless Netzwerktyp und der Typ, der am häufigsten für Kryptowährungsanwendungen eingesetzt wird. Einer der entscheidenden Vorteile dieser Distributed-Ledger-Technologie ist ihre inhärente Sicherheit.
Das Register ist Open Source und wird nicht an einem einzigen Ort gespeichert. Jeder, der darauf zugreifen kann, besitzt eine eigene Kopie, sodass es sehr schwierig ist, Daten auf der öffentlichen Blockchain zu zerstören. Sobald eine Transaktion validiert wurde, kann sie nicht mehr verändert werden.
Viele mit der öffentlichen Blockchain verbundene Computer validieren ihre Transaktionen und bestätigen, dass alle Daten legitim sind. Dies erfordert erhebliche Rechenkapazitäten und ist dafür bekannt, enorme Energiemengen zu benötigen. Tatsächlich steht die gesamte Kryptowährungsbranche wegen der CO2-Emissionen in der Kritik, die bei der Verifizierung von Blockchain-Transaktionen auf all diesen Computern entstehen. Die langsame Verarbeitungsgeschwindigkeit und die immense erforderliche Rechenleistung sind große Nachteile einer öffentlichen Blockchain.
Die häufigsten Anwendungen für öffentliche Blockchain-Netzwerke sind Kryptowährungen und die Validierung von Dokumenten. Beispielsweise können Blockchain-Technologien wie Smart Contracts und NFTs eingesetzt werden.
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2. Private Blockchain
Private Blockchains, auch als verwaltete Blockchains bezeichnet, sind permissioned Netzwerke mit eingeschränktem Zugriff und begrenzten Benutzerrechten. Sie sind insofern quasi-zentralisiert, als eine einzelne Instanz sie kontrollieren kann. Anders als öffentliche Blockchains verwenden diese Netzwerke keinen Open-Source-Code. Nur autorisierte Benutzer oder Knoten können Daten anzeigen, erstellen, bearbeiten oder validieren – entsprechend den Vorgaben der für das System zuständigen Stelle.
Private Blockchain-Netzwerke sind für Unternehmen häufig eine attraktive Option. Ein Unternehmen kann diese Technologie nutzen und zugleich einschränken, wer sein Netzwerk sehen darf, etwa indem es Wettbewerber von seinen Daten fernhält. Private Blockchains arbeiten außerdem deutlich schneller als öffentliche Varianten, da weniger Knoten zur Verfügung stehen.
Natürlich sagen einige Kritiker dieser Netzwerke, dass sie weniger sicher sein können. Jeder sachkundige Benutzer kann den Open-Source-Code einer öffentlichen Blockchain analysieren und Fehler sowie Sicherheitslücken finden und beheben. Das ist bei einem privaten Netzwerk nicht der Fall. Unternehmen, die diesen Netzwerktyp nutzen, müssen selbst dafür sorgen, dass er sicher konzipiert und betrieben wird.
Außerdem sollte man berücksichtigen, dass die geringere Zahl der Knoten in privaten Netzwerken selbst eine Schwachstelle darstellen kann. Durch diese Konzentration steht mehr auf dem Spiel, wenn einer dieser Knoten offline geht, und ein Hacker kann möglicherweise größeren Schaden anrichten, wenn es ihm gelingt, in das Netzwerk einzudringen.
3. Hybride Blockchain
Einige Blockchain-Netzwerke weisen Merkmale sowohl permissioned als auch permissionless Varianten auf. Dabei handelt es sich um hybride Blockchains. Dieser Netzwerktyp kann eine gute Balance schaffen, da er Unternehmen viele zentrale Vorteile der Blockchain bietet, etwa die Möglichkeit, Smart Contracts zu nutzen und Transaktionen schnell zu verifizieren. Zugleich sind die Netzwerke nicht vollständig offen oder öffentlich.
Hybride Netzwerke verfügen über eine zentrale Instanz, aber zumindest einige Knoten sind für die öffentliche Validierung geöffnet. So entsteht ein gewisses Maß an Transparenz, ohne die Kontrolle aufzugeben. Menschen können das Netzwerk nutzen, ohne über den für eine feindliche Übernahme erforderlichen Zugriff zu verfügen. Einige Knoten und Transaktionen können öffentlich gemacht werden, andere nicht. Diese Konfigurationsentscheidung liegt bei der kontrollierenden Instanz.
Hybride Blockchains bieten zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Im Immobiliensektor erfreuen sie sich bereits wachsender Beliebtheit, kommen aber auch im Gesundheitswesen, in Behörden und im Einzelhandel zum Einsatz. Bürger könnten beispielsweise auf einer hybriden Blockchain abstimmen, auf der sich Identitäten und gültige Stimmen weder duplizieren noch fälschen lassen. Wahlhelfer könnten die Daten anschließend einsehen und validieren, ohne dass die Gefahr besteht, dass sie dabei etwas verändern.
Ebenso könnte eine hybride Blockchain im Gesundheitswesen medizinischem Personal ermöglichen, Patientenakten einzusehen und darauf zuzugreifen, während gleichzeitig ausreichend Datenschutz gewährleistet bleibt, um unerwünschte Benutzer von diesen Knoten fernzuhalten.
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4. Konsortiale Blockchain
Der letzte Typ von Blockchain-Netzwerk ist die Konsortial-Blockchain. Sie werden auch als föderierte Blockchains bezeichnet und ähneln privaten Systemen, weisen jedoch einige wichtige Unterschiede auf. Konsortialnetzwerke werden von einer Gruppe von Instanzen statt von einer einzigen kontrollierenden Einheit verwaltet. Mehrere Organisationen können sogar dieselbe Konsortial-Blockchain überwachen.
Ein Konsortialnetzwerk ist in gewissem Maße dezentralisiert und bewahrt zugleich die Eigenschaften eines vollständig permissioned privaten Netzwerks. Dieser Blockchain-Typ wird bei Unternehmen zunehmend beliebter; unter anderem setzt IBM ihn ein.
Konsortialnetzwerke erfordern ein hohes Maß an Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten und können ein effektives Modell für Lieferketten, Finanzwesen und Unternehmensanwendungen sein. Die beteiligten Organisationen können Zugriffskontrollen aufrechterhalten und die Verarbeitungsgeschwindigkeit, Sicherheit und Skalierbarkeit eines privaten Netzwerks nutzen.
Natürlich haben Konsortialnetzwerke auch Nachteile, die berücksichtigt werden müssen. Beispielsweise müssen alle Organisationen, die das Netzwerk verwalten, Änderungen genehmigen. Dies kann die Anpassungsmöglichkeiten eines Unternehmens und die Geschwindigkeit einschränken, mit der vorgeschlagene Protokolle umgesetzt werden.
Wie bei privaten Netzwerken kann die mangelnde Transparenz für einige Unternehmen problematisch sein. Schwachstellen in nur einer der überwachenden Organisationen können den Weg für einen Angriff auf das gesamte System öffnen. Außerdem sollte man die Möglichkeit berücksichtigen, dass Unternehmen, die die Blockchain gemeinsam verwalten, Daten voreinander verbergen. Daher erfordert die Pflege einer Konsortial-Blockchain ein hohes Maß an Vertrauen zwischen den Partnern.
Blockchain für Unternehmen
Die Blockchain-Technologie kann für Unternehmen äußerst wertvoll sein. Sie können ein Blockchain-Netzwerk nutzen, um Transaktionen schnell und nahtlos zu verifizieren, Verträge zu validieren und Daten zu verwalten.
Jeder Netzwerktyp hat seine Vor- und Nachteile, doch für jeden Anwendungsfall eines Unternehmens gibt es ein passendes Modell. Die Wahl des richtigen Modells erfordert lediglich, das richtige Gleichgewicht zwischen Transparenz, Sicherheit und Zugriffskontrolle zu finden.
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