Lektion 4: Wie Blockchains funktionieren

Hallo!

Willkommen zur vierten Lektion des Blockchain-Grundlagenkurses der Kriptomat Academy. In dieser Lektion lernen wir, wie Blockchains funktionieren.

Los geht’s!

Kryptowährungstransaktionen sind erst dann abgeschlossen, wenn die Transaktionen zu einem Block hinzugefügt und in der Blockchain veröffentlicht werden. Schauen wir uns die Bitcoin-Blockchain an und sehen wir, wie sie funktioniert.

• Bitcoin-Transaktionen – d. h. Überweisungen von Bitcoin von einer Adresse zu einer anderen – werden an Listener-Knoten übertragen, die Kopien der Blockchain und der App zur Ausführung der Blockchain-Datenbank besitzen.
  
• Jeder Knoten, der eine Transaktion erhält, leitet sie an die übrigen Knoten und an die Miner weiter. Das sind Netzwerkcomputer, die Programme zur Überprüfung von Transaktionen ausführen, um im Gegenzug neu geprägte Bitcoins zu verdienen.

• Jeder Miner fügt eingehende Transaktionen zu einem einzigartigen Block zusammen, der in die Blockchain aufgenommen werden kann.
  
• Nur einer der Kandidatenblöcke kann der Blockchain-Datenbank hinzugefügt werden – hier kommt das Mining ins Spiel. Wir werden in zukünftigen Lektionen mehr über das Mining sagen.

Ein Bitcoin-Block beginnt mit Metadaten – Informationen, die notwendig sind, um den Block sicher zur Blockchain-Datenbank hinzuzufügen.

• Die Metadaten beginnen mit einer achtstelligen Zahl, die den Block als Bitcoin-Daten identifiziert. Die Entwickler nennen sie die „magische Zahl“.
  
• Zu den Metadaten gehören auch die Versionsnummer der Bitcoin-Blockchain, eine Kennung für den vorherigen Block und eine einzige kumulative Kennung, die auf allen Blöcken basiert, die in die Blockchain eingestellt wurden. Diese beiden Bezeichner sind „gehashte“ Werte. Das Hashing auf der Grundlage der gesamten Historie bedeutet, dass der Transaktionsdatensatz nicht geändert werden kann, ohne dass alle Knoten im Netzwerk davon erfahren. In unserem Kurs über die Sicherheit der Blockchain werden wir mehr über Hashing erfahren.
  
• Dann erhalten Sie einen Zeitstempel, das Schwierigkeitsziel für Miner und die Nonce – eine Zufallszahl, die von Minern erraten werden kann. Das ist das Ende der Metadaten.

Nach den Metadaten enthält der Rest des Blocks Informationen über Transaktionen.

• Nach den Metadaten folgen die Blockgröße, ein sechs Elemente umfassender Blockkopf und eine Zahl, die die Anzahl der Transaktionen innerhalb des Blocks angibt.
  
• Es folgen die Transaktionen. Für jede Transaktion speichert der Block die Adressen des Senders und des Empfängers, den zu überweisenden Bitcoin-Betrag, den Nachweis, dass der Sender den richtigen privaten Schlüssel für die Sendeadresse hatte, und einen Zeitstempel.
  
• Ein einzelner Bitcoin-Block enthält etwa 2.000 Transaktionen.
  
• Jede Transaktion in einem Block wird mit einer Methode verschlüsselt, die als Verschlüsselung mit öffentlichem Schlüssel bezeichnet wird.
  
• Jede Blockchain definiert ihre eigene Blockstruktur. Ethereum-Blöcke enthalten beispielsweise die Menge an „Gas“, die die Miner zur Erstellung des Blocks verwendet haben, sowie ein Limit dafür, wie viel Gas durch alle Transaktionen innerhalb des Blocks verbraucht werden kann.

Level-2-Ketten und Sidechains koordinieren sich mit der Hauptblockchain.

• Sidechains sind unabhängige Blockchains, die auf der Architektur der Parentchain basieren.

• Einige Sidechains sollen die Leistung der Blockchain durch eine Technik namens Sharding verbessern.

• Beim Sharding kann eine viel genutzte Blockchain wie Ethereum in Dutzende von separaten „Shard Chains“ aufgeteilt werden, die Transaktionen unabhängig und schnell aufzeichnen. Die Ergebnisse werden mit der Hauptblockchain verknüpft.

Was haben wir also gelernt?

• Jede Blockchain hat eine spezifische Struktur für Blöcke, die aus Kopfdaten und Transaktionen bestehen.
• Blöcke werden von Minern erstellt. Der Block, der der Bitcoin-Blockchain hinzugefügt wird, ist derjenige, der von dem Miner erstellt wurde, der das kryptografische Problem zuerst gelöst hat.
• Sharding ist eine Technik zur Verbesserung der Blockchain-Leistung, bei der Transaktionen auf separaten Blockchains aufgezeichnet und dann die Hauptblockchain aktualisiert wird.

Das ist das Ende dieser Lektion! Testen Sie Ihr Wissen und sammeln Sie Punkte für ein Leistungszertifikat der Kriptomat Academy, indem Sie den Test machen.

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die in Bitcoin-Blöcken gespeicherten Daten am besten?

Die Daten sind verschlüsselt und hinter Firewalls versteckt, um sicherzustellen, dass niemand darauf zugreifen kann.

Sie besteht aus Metadaten und Transaktionsdatensätzen.

Benutzernamen werden verschlüsselt, auch wenn dies von den Behörden verlangt wird.

Jeder Block enthält eine Aufzeichnung aller vorangegangenen Blöcke.

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Wie trägt das Hashing zur Sicherheit der Bitcoin-Blockchain bei?

Beim Hashing werden die Identitäten der Nutzer verschlüsselt, sodass sie nicht ohne Vorladung aus der Blockchain extrahiert werden können.

Hashing ist eine Methode zur Verschlüsselung von Transaktionen, die sicherstellt, dass niemand den Absender, den Empfänger oder den Betrag kennt.

Unter Hashing versteht man das Ver- und Entschlüsseln von digitalen Daten.

Beim Hashing werden Verknüpfungen erstellt, die jeden Block mit dem vorherigen Block und allen davor liegenden Blöcken verbinden.

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Wie werden Blockchains mit öffentlichen Schlüsseln verschlüsselt?

Die Transaktionen werden mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers verschlüsselt und mit dem privaten Schlüssel des Empfängers entschlüsselt.

Die Transaktionen werden mit dem öffentlichen Schlüssel des Absenders verschlüsselt und mit dem privaten Schlüssel des Empfängers entschlüsselt.

Die Transaktionen werden mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers verschlüsselt und mit dem privaten Schlüssel des Absenders entschlüsselt.

Die Transaktionen werden mit dem öffentlichen Schlüssel des Absenders verschlüsselt und mit dem privaten Schlüssel des Absenders entschlüsselt.

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Wie werden Transaktionsdatensätze zur Bitcoin-Blockchain hinzugefügt?

Jeder Knoten fügt Transaktionen in der Reihenfolge hinzu, in der sie im Blockchain-Netzwerk eingehen.

Die Knoten speichern die Transaktionsinformationen in einer zentralen Datenbank, die vom siegreichen Miner in einen Netzwerkblock umgewandelt werden.

Miner erstellen Kandidatenblöcke, die der Blockchain hinzugefügt werden sollen; der Miner, der das kryptografische Rätsel löst, erhält eine Belohnung und seine Version des Blocks wird der Blockchain auf jedem Knoten hinzugefügt.

Die Miner genehmigen die einzelnen Transaktionen, die dann an den zentralen Server der Kryptowährung geschickt werden, wo sie auf ihre Gültigkeit geprüft werden, bevor sie der Blockchain-Datenbank hinzugefügt werden.

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Wozu dient das Sharding?

Verbesserung der Genauigkeit der Blockchain.

Bereitstellung der Blockchain-Technologie für Fiat-Banken und andere Fiat-basierte Unternehmen.

Dies ist ein wesentlicher erster Schritt zum Forking der Blockchain-Datenbank.

Verbesserung der Geschwindigkeit der Blockchain-Transaktionsvalidierung.

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