ERLÄUTERN SIE DLT UND WIE ES SICH IN DER PRAXIS VON BLOCKCHAIN UNTERSCHEIDET.

Grundlagen von DLT und Blockchain

Die Distributed-Ledger-Technologie (DLT) ist ein dezentrales Datenbankprotokoll, das es mehreren Teilnehmern ermöglicht, einen synchronisierten Transaktionsdatensatz ohne zentrale Instanz zu führen. Jeder Teilnehmer, auch Knoten genannt, verwaltet typischerweise eine identische Kopie des Hauptbuchs. Dies fördert Transparenz, Ausfallsicherheit und Sicherheit durch Konsensalgorithmen.

Die Blockchain ist eine Teilmenge der DLT und stellt eine spezifische strukturelle Implementierung dieses Konzepts dar. Eine Blockchain organisiert Daten in diskreten Blöcken, die mithilfe von Hash-Mechanismen kryptografisch in einer sequenziellen Kette verknüpft sind. Sobald ein Block durch Konsens (z. B. Proof-of-Work oder Proof-of-Stake) bestätigt wurde, ist er unveränderlich und wird dauerhaft an die Kette angehängt.

Der Unterschied ist subtil, aber bedeutsam.

Alle Blockchains sind verteilte Ledger, aber nicht alle verteilten Ledger sind Blockchains.

Verständnis der Distributed-Ledger-Technologie (DLT)

DLT bezeichnet allgemein jedes Protokoll, das Daten auf mehrere Knoten verteilt und sicherstellt, dass jeder Knoten jederzeit Zugriff auf exakt dieselben Informationen hat. Hier sind die wichtigsten Eigenschaften:

• Dezentralisierung: Es gibt keine zentrale Instanz, die die Daten verwaltet; Stattdessen werden die Aufgaben auf die Teilnehmer verteilt.
• Konsensmechanismen: Transaktionen werden anhand vorab vereinbarter Regeln und nicht durch einen zentralen Kontrollknoten validiert.
• Unveränderlichkeit: Sobald eine Transaktion vereinbart und dem Ledger hinzugefügt wurde, kann sie nicht mehr ohne Weiteres geändert werden.
• Transparenz: Alle teilnehmenden Knoten können gleichzeitig auf dieselben Daten zugreifen, was die Nachvollziehbarkeit ermöglicht.

Verschiedene DLT-Systeme unterscheiden sich stark in Architektur und Datenstruktur. Alternativen zur Blockchain sind beispielsweise gerichtete azyklische Graphen (DAGs), wie sie in IOTA oder Hedera Hashgraph verwendet werden. Diese optimieren Transaktionsgeschwindigkeit und Skalierbarkeit, ohne auf verkettete Blöcke angewiesen zu sein.

Die einzigartige Struktur der Blockchain

Das markanteste Merkmal der Blockchain ist ihre Datenorganisation. Anstatt einzelne Transaktionen direkt im Ledger zu speichern, fasst die Technologie sie in Blöcken zusammen. Jeder Block enthält einen Zeitstempel, einen Verweis auf den vorhergehenden Block (über einen Hash) und eine Sammlung von Transaktionsdaten.Diese Methode gewährleistet eine vollständig nachvollziehbare Datenhistorie und erhöht die Sicherheit durch kryptografische Verknüpfung. Da Blockchains auf Konsensprotokollen wie PoW oder PoS basieren, sind sie in der Regel ressourcenintensiver als andere DLT-Varianten. Dieser Kompromiss verbessert jedoch die Sicherheit und Unveränderlichkeit erheblich.Obwohl die Blockchain eine strukturierte und sichere Form der DLT darstellt, ist sie nicht der einzige Ansatz im Bereich der verteilten Ledger und in manchen Fällen möglicherweise nicht der effizienteste.

Wesentliche Unterschiede in Architektur und Design

Obwohl DLT und Blockchain dasselbe grundlegende Ziel verfolgen – die dezentrale und sichere Datenverwaltung –, gibt es einige wesentliche Unterschiede in der Umsetzung. Diese Unterschiede werden in ihren strukturellen, operativen und Governance-Rahmenwerken sichtbar.

Strukturelle Unterschiede: Blockbasierte vs. andere Modelle

Der auffälligste architektonische Unterschied liegt in der Datenspeicherung. Die Blockchain verwendet Blöcke, die eine Kette bilden, wobei jeder Block kryptografisch mit dem vorherigen verbunden ist. Diese Struktur gewährleistet Datenintegrität, Nachverfolgbarkeit und Sicherheit, bindet das System jedoch an eine sequentielle Verarbeitung.

Andere DLT-Systeme verzichten hingegen möglicherweise gänzlich auf die Verwendung von Blöcken. Zum Beispiel:

• Gerichtete azyklische Graphen (DAGs): Anstatt Blöcke zu verknüpfen, bestätigt jede Benutzertransaktion eine oder mehrere vorherige Transaktionen und bildet so ein netzartiges Hauptbuch.
• Konsens-Zeitstempelung: Wird in einigen DLTs wie Hashgraph verwendet und ordnet Transaktionen nach Konsenszeitpunkt anstatt nach Reihenfolge ihrer Hinzufügung.

Diese alternativen Architekturen bieten mehr Flexibilität und können einen höheren Durchsatz und eine geringere Latenz erreichen, insbesondere in Umgebungen, die Echtzeit-Datenverarbeitung erfordern.

Konsensmechanismen

In der Blockchain sind Konsensalgorithmen wie Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS) oder deren Hybride unerlässlich, um Blöcke zu validieren, bevor sie der Kette hinzugefügt werden können. Diese Konsensmethoden sind grundlegend für die Sicherheit der Blockchain, können aber erhebliche Rechenleistung und Zeit in Anspruch nehmen.

In anderen DLT-Architekturen kann der Konsens effizienter erreicht werden. Beispiele hierfür sind:

• Virtuelle Abstimmung: Wie bei Hashgraph, wo Konsens durch Gossip-Protokolle und virtuelle Abstimmung erreicht wird.
• Zeugenaussage: Wird in Systemen wie Corda verwendet, wo nur die an einer Transaktion beteiligten Parteien diese validieren, wodurch der Bedarf an netzwerkweitem Konsens reduziert wird.

Solche Methoden können zu schnelleren Transaktionsbestätigungszeiten und einem geringeren Energieverbrauch führen.

Governance- und Berechtigungsmodelle

DLT-Systeme können je nach Verwendungszweck und Governance-Modell öffentlich, privat oder konsortialbasiert sein:

• Öffentliche Blockchain (z. B. Bitcoin, Ethereum): Für alle zugänglich, mit vollständig transparenten Daten und dezentraler Validierung.
• Berechtigungsbasierte DLT (z. B. Hyperledger, Corda): Die Teilnehmer werden von einer zentralen Instanz ausgewählt. oder durch Konsens unter Gleichgesinnten. Der Zugriff auf Informationen kann eingeschränkt werden.

Viele DLT-Systeme, die keine Blockchain nutzen, sind als Unternehmenslösungen konzipiert und konzentrieren sich auf betriebliche Effizienz, Datenschutz und flexible Governance. Dadurch sind sie besonders attraktiv für Branchen wie Banken, Versicherungen und Supply-Chain-Management, in denen Datenschutz und Compliance höchste Priorität haben.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Architektur und das Design eines DLT-Systems dessen Anwendungsfälle, Leistung und Compliance maßgeblich beeinflussen. Blockchain stellt eine Form dar, die Transparenz und Dezentralisierung priorisiert, während andere DLT-Formen vielfältige Vorteile für unterschiedliche Geschäftsanforderungen bieten.

Praktische Anwendungen und Branchenrelevanz

Die theoretischen Strukturen von Blockchain und DLT sind zwar wichtig, doch erst das Verständnis ihrer Funktionsweise in realen Anwendungsfällen verdeutlicht ihren Nutzen. Beide Technologien sind zunehmend integraler Bestandteil von Branchen wie Finanzen, Logistik, Gesundheitswesen und Verwaltung.

Finanzen und Bankwesen

Blockchains, insbesondere öffentliche wie Bitcoin und Ethereum, sind bekannt als Grundlage für Kryptowährungen.

Private DLT-Systeme – oft nicht auf Blockchain basierend – verändern die traditionelle Bankeninfrastruktur jedoch rasant:RippleNet: Nutzt eine Form der DLT, um grenzüberschreitende Zahlungen zwischen Banken ohne Blockchain-Blöcke zu ermöglichen und so schnellere Abwicklungen zu gewährleisten.JPM Coin: Entwickelt auf Quorum, kombiniert JPM Coin Elemente der Blockchain und der erlaubnisbasierten DLT für interne Überweisungen im Netzwerk von JPMorgan Chase.Diese Implementierungen zielen nicht nur auf Geldtransfers ab, sondern auch auf verbesserte Prüfbarkeit, kürzere Abwicklungszeiten und niedrigere Transaktionsgebühren.Lieferkette und Logistik: DLTs bieten eine unveränderliche Aufzeichnung von Waren entlang der Lieferkette und verbessern so Rückverfolgbarkeit und Verantwortlichkeit. IBMs Food Trust nutzt beispielsweise Blockchain, um Herkunft und Verarbeitung von Lebensmitteln zu dokumentieren und so das Vertrauen der Verbraucher sowie die Effizienz von Rückrufaktionen zu erhöhen.Viele Lieferkettensysteme, insbesondere solche von privaten Konsortien, verwenden jedoch Ledger-Systeme, die keine verketteten Blockstrukturen aufweisen. Diese basieren häufig auf authentifizierten APIs und Zugriffsberechtigungen, die Agilität und bessere Datenschutzkontrollen ermöglichen.Anwendungen im GesundheitswesenDie Wahrung der Datenintegrität und des Datenschutzes ist im Gesundheitswesen von entscheidender Bedeutung. Distributed-Ledger-Technologien (DLTs) ermöglichen den sicheren Austausch von Patientendaten zwischen autorisierten Stellen, ohne die Integrität zu beeinträchtigen. Blockchain-basierte Systeme wie Medicalchain oder nicht-Blockchain-basierte DLTs wie die KSI-Blockchain von Guardtime werden für das Patientendatenmanagement, die klinische Forschung und die Rückverfolgung von Arzneimittellieferungen eingesetzt.DLTs können an die Anforderungen von Vorschriften wie der DSGVO oder HIPAA angepasst werden, indem sie Mechanismen für berechtigungsgesteuerten Zugriff und Prüfprotokolle bieten. Traditionelle Blockchains hatten damit aufgrund von Unveränderlichkeit und Problemen mit dem öffentlichen Zugriff zu kämpfen.Öffentliche Dienste und IdentitätsprüfungRegierungsbehörden weltweit erproben DLTs für die Verwaltung öffentlicher Aufzeichnungen, Wahlsysteme und die digitale Identitätsprüfung:Estlands E-Government: Nutzt die KSI-DLT (keine Blockchain) zur Sicherung öffentlicher Aufzeichnungen und zur Bereitstellung von Zeitstempeln und Integritätsvalidierung.Brasiliens Justiz: Verwendet Blockchain zur Zeitstempelung von Gerichtsverfahren, um die Transparenz zu erhöhen.Jedes System übernimmt Schlüsselfunktionen, die für den öffentlichen Bereich geeignet sind. Rechenschaftspflicht oder Datenschutz – diese Faktoren entscheiden darüber, welches DLT-Modell dem anderen vorgezogen wird.

Welche Technologie passt am besten?

Letztendlich hängt die Wahl zwischen Blockchain und anderen DLT-Formen von den Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalls ab. Wichtige Aspekte sind:

• Skalierbarkeit: DAGs und Nicht-Blockchain-DLTs können höhere Datenmengen verarbeiten.
• Datenschutz: Permissioned DLTs bieten robustere Kontrollmöglichkeiten.
• Governance: Unternehmenssysteme benötigen flexible und konforme Frameworks.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Blockchain zwar die Idee dezentraler Register populär gemacht hat, alternative DLT-Architekturen sich aber als ebenso transformativ erweisen. Der praktische Unterschied liegt in der Anpassungsfähigkeit: Blockchains bieten beispiellose Transparenz, während andere DLTs maßgeschneiderte Leistung, regulatorische Konformität und Skalierbarkeit für Unternehmensumgebungen bieten.