Blockchain. Johannes Kofler AKKT Forschungsgesellschaft

Transkript

1 Blockchain Johannes Kofler AKKT Forschungsgesellschaft Eröffnungskonferenz LIT Lab Digitale Transformation und Recht Johannes Kepler Universität Linz 12. Januar 2018

2 Agenda Was ist Blockchain? Wie funktioniert Blockchain? Was sind die Eigenschaften/Vorteile? Was sind die Anwendungen?

3 Geschichte 2008/09: Satoshi Nakamoto veröffentlicht Open-Source-Implementierung von Bitcoin Zugrundeliegende Technologie: Blockchain Bitcoin-Blockchain: öffentliche Netzwerk- Datenbank, enthält alle jemals getätigten Transaktionen (derzeit ca. 150 GB) Bitcoins sind digital, aber nicht duplizierbar Sicherheit durch kryptographisches Protokoll Blockchains können viel mehr als nur Bitcoin

4 Kryptowährungen Derzeit ca Kryptowährungen (Bitcoin, Ethereum, Ripple, Litecoin, ) Gesamte Marktkapitalisierung: ca. 700 Mrd. USD (sehr volatil) Chart:

5 Über Kryptowährungen Eric Schmidt (Google) [bitcoin] is a remarkable cryptographic achievement and the ability to create something which is not duplicable in the digital world has enormous value (März 2014) Jamie Dimon (JPMorgan) worse than tulip bulbs, it's a fraud (Sept. 2017) Peter Thiel (Clarium Capital, Palantir, Facebook) if bitcoin ends up being the cyber equivalent of gold it has a great potential left (Oct. 2017) Warren Buffett (Berkshire Hathaway) with almost certainty [cryptocurrencies] will come to a bad ending (Jan. 2018)

6 Klassische Buchführung versus Blockchain Klassisch Datenbank kontrolliert durch zentrale und vertrauenswürdige Instanz Blockchain Jeder Teilnehmer hat eine eigene Kopie der Datenbank Bild: Financial Times

7 Alice pays Bob $100 Alice Transaktionen werden in Ledger (Bestandsbuch) eingetragen Signaturen nach einem Public-Key-Verfahren Multiple Signaturen unmöglich durch Zeilennummern Bilder (hier und auf nachfolgenden Seiten): 3Blue1Brown

8 Keine zentrale Instanz; jeder hat ein eigenes Ledger Transaktion ( Alice pays Bob 100 LD ) wird von Alice unterschrieben und veröffentlicht und dann in vielen weiteren lokalen Ledgers eingetragen Aber wie kann man sicherstellen, dass die Ledgers übereinstimmen?

9 Garantie der Übereinstimmung durch Rechenarbeit: Proof of work Hauptwerkzeug: Hash-Funktionen

10 Die Hash-Funktion SHA256 produziert für jeden Input ( Message ) deterministisch einen 256 Bit langen Output ( Hash ) Kleinste Änderungen der Message erzeugen vollkommen anderen Hash Hash quasi-zufällig: unmöglich vom Hash auf Message zu schließen Ein Hash ist wie ein Fingerabdruck (quasi-eindeutige Identifikation),

11 Nach gewisser Ledger-Größe (zb. 1 MB) muss Block verifiziert werden Proof of work: Zahl finden, sodass resultierender Hash mit (zb.) 30 Nullen beginnt Einzige Möglichkeit: Brute-Force-Methode, hier ~1 Mrd. Versuche Überprüfung einfach und schnell: einmaliges Nachrechnen

12 Hash eines Blocks wird zum Header des nächsten Blocks Aneinanderkettung von Blocks: Block Chain Führt zu einer ununterbrochenen Kette aller Transaktionen

13 Ersteller eines Blocks bekommt Belohnung Belohnung wird zur bestehenden Geldmenge einfach hinzugefügt Block-Verifikation: Mining (viel Arbeit, erhöht Ressourcenmenge)

14 Alle Blocks wird Belohnung halbiert; Gesamtzahl schürfbarer Bitcoins: ( ,5 + 6,25 + ) = Weltweiter Stromverbrauch aller Bitcoin-Miner: derzeit ca. 30 TWh pro Jahr (mehr als Irland oder Marokko)

15 Wenn verschiedene Ketten im Umlauf sind, gilt die längere Vertrauen durch Rechenarbeit

16 Nur 4 Transaktionen pro Sekunde durchschn pro Sekunde Miner können zusätzlich Transaktionsgebühren verlangen Bitcoin eher langsam, daher teuer Andere Kryptowährungen besser für Zahlungsverkehr geeignet

17 Zentrale Bestandteile: Digitale Signaturen einzelner Transaktionen Ledger = Währung Dezentrales Netzwerk Verifikation von Blöcken durch Rechenarbeit: Proof of work Belohnung des Verifizierens: Mining Aneinanderreihung von Blöcken: Blockchain

18 Eigenschaften von Blockchain-Kryptowährungen Allgemein für Blockchain Spezifisch für Kryptowährungen Bilder: Finanzfluss

19 Anwendungen von Blockchain vs Quelle: Coinbase Quelle: McKinsey (Jan. 2017) Quelle: Business Insider Quelle: aciworldwide.com

20 Anwendungen von Blockchain Zahlungsverkehr - Kryptowährungen - Cross border payments - Smart Money Smart Contracts - Versicherungspolizzen - Energiewirtschaft - Rechtemanagement Logistik - Supply Chain E-Government - Grundbücher - elektr. Gesundheitsakte - Echtzeit-Besteuerung

21 Zusammenfassung Kryptowährungen (Bitcoin etc) basieren auf Blockchains Blockchains: dezentrale Datenbanksysteme Blöcke werden durch kryptographisches Protkoll aneinandergekettet Sicherheit: basiert auf Rechenleistung in einem Netzwerk vieler Teilnehmer Zahlreiche potentielle Anwendungen