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Blockchain. Das disruptive Potential im Finanzsektor

Seminararbeit 2017 16 Seiten

Informatik - Internet, neue Technologien

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Hintergrund und Relevanz der Blockchain
1.2 Vorgehensweise

2 Die Blockchain-Technologie
2.1 Blockchain im Überblick
2.2 Consensus-Mechanismen
2.2.1 Hashing
2.2.2 Proof of Work (PoW)
2.3 Ownership und Verschlüsselung

3 Bedeutung von Blockchain im Finanzsektor
3.1 Disruption durch Distributed Ledgers
3.1.1 Zahlungsverkehr
3.1.2 Wertpapierhandel
3.1.3 Smart Contracts
3.2 Herausforderungen und Risiken

4 Fazit

Literaturverzeichnis

Internetquellen

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Veränderung des Transaktionsmodells durch die Blockchain

Abbildung 2: Der Lawineneffekt

Abbildung 3: Blockchain mit temporären Abzweigungen

1 Einleitung

1.1 Hintergrund und Relevanz der Blockchain

“The one thing that’s missing, but that will soon be developed, is a reliable e-cash, a method whereby on the Internet you can transfer funds from A to B, without A knowing B or B knowing A”[1] Milton Friedman, der US-amerikanische Wirtschaftswissenschaftler, prophezeite bereits 1999 die Einführung von virtuellen Kryptowährungen. Unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto wurde 2008 die heute bekannteste digitale Währung „Bitcoin“ BTC vorgestellt. Eine lange Zeit wurde dieser digitalen Währung jedoch wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Erst durch einen exponentiellen Anstieg des Wechselkurses im Jahr 2013 geriet Bitcoin immer mehr in den Fokus verschiedenster Wirtschaftsakteure und wurde zunehmend als Investmentanlage wahrgenommen.

Die der Bitcoin zugrunde liegende Technologie ist die Blockchain. Sie ist die technische Realisierung einer verteilten Datenbank in der die Integrität der enthaltenen Daten durch kryptographische Verfahren sichergestellt wird. Diese Art der Datenbanken wurde in verschiedenen theoretischen Arbeiten in den 1990er Jahren entwickelt und abschließend von Stefan Konst allgemein beschrieben.[2]

Die Blockchain erlaubt als dezentrale Datenbank eine Übertragung von Werten, Rechten oder Eigentum ohne die Zwischenschaltung eines Intermediär. Nicht zuletzt aufgrund des ihr deshalb zugeschriebenen disruptiven Potentials für den klassischen Finanztransaktionssektor gewinnt sie immer mehr an Bedeutung. Die Einsatzmöglichkeiten gehen jedoch weit über die Anwendung von Kryptowährungen hinaus. Vor allem nach dem Bekanntwerden der massiven Überwachung durch die Geheimdienste wird vermehrt von vielen Netzaktivisten eine dezentrale Lösung für die Verwaltung von sensiblen Daten jeder Art gefordert.[3]

1.2 Vorgehensweise

Die vorliegende Arbeit nimmt es sich zur Aufgabe einen Überblick über die wesentlichen Möglichkeiten und Grenzen der Blockchain zu geben und auf dieser Grundlage zu bewerten, welches disruptive Potential der Technologie im Bereich des Finanzsektors zugeschrieben werden kann. Zur Erreichung dieser Zielsetzung werden zunächst begriffliche und theoretische Grundlagen beschrieben. Die Funktionsweise der Blockchain wird am Beispiel der Bitcoins erläutert, um im Folgenden auf die potentiellen Anwendungsfelder und deren Bedeutung für den Finanzsektor eingehen zu können. Zuletzt sollen Kernaussagen konkludiert werden.

2 Die Blockchain-Technologie

2.1 Blockchain im Überblick

In öffentlichen Diskussionen werden die Begriffe Blockchain und Distributed Ledger Technology (DLT) oft synonym verwendet. Unter der DLT versteht man eine verteilte Datenstruktur, bei der alle Teilnehmer zusammen agieren um einen Konsens über die Validität der geteilten Daten zu erhalten. Die DLT nutzt dazu ein Peer-to-Peer (P2P) Netzwerk zur Verteilung der Daten und einen Konsensmechanismus um die Integrität der bei allen Peers liegenden Daten sicherzustellen Die Blockchain stellt die bekannteste mögliche Realisierung der DLT dar. Es verwendet jedoch nicht jeder Distributed Ledger eine Blockkette.[4]

Vereinfacht gesagt ist die Blockchain ein dezentrales Netzwerk von Datenbanken für den Austausch und die verteilte Speicherung von Informationen, bei der die Datensätze in Blöcken (Blocks) verpackt und in einer Kette (Chain) organisiert werden. Durch kryptografische Signatur wird dabei sichergestellt, dass neue Blöcke lediglich am Ende der Kette hinzugefügt, nicht aber innerhalb der Kette eingefügt oder aus ihr entfernt werden können. Die so entstehende Kette wird auf alle Teilnehmer (Nodes) des Netzwerks synchronisiert und redundant gespeichert. Durch die Dezentralisierung sollen Manipulationen am System verhindert werden. Ein weiterer Effekt der Dezentralisierung besteht darin das für die Übertragung von Informationen zwischen zwei Akteuren A und B keine vermittelnde Instanz, ein so genannter Intermediär, benötigt wird (vgl. Abb. 1). Aus diesem Grund ist bei der Verwendung von Kryptowährungen keine Bank erforderlich die den Intermediär bei klassischen Finanztransaktionen darstellt. Im Grunde kann in einer verteilten Datenbank allerdings jegliche Art von digitalem Eigentumsrecht übertagen werden. Die Anwendungsmöglichkeit der Blockchain-Technologie ist damit nicht nur auf die Funktion eines Finanztransaktionsbuches beschränkt, sondern geht weit über diesen Anwendungsbereich hinaus.[5]

Abbildung 1: Veränderung des Transaktionsmodells durch die Blockchain

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Kastrati, G., Weissbart, C., Kurz zum Klima: Blockchain, 2016, S. 74.

So genannte Smart Contracts sollen verschiedene Verwaltungs- und Prozesssanwendungen ermöglichen, womit beispielsweise Leasingverträge über eine Blockchain in Echtzeit organisiert und gesteuert werden können. Dementsprechend ist nicht zuletzt das Interesse von Staaten und Unternehmen zur Erforschung dieser Technologie immens gestiegen. Die Hauptbeweggründe dafür sind die Steigerung von Effizienz, Transparenz und Sicherheit, denn jeder jemals getätigte Eintrag in eine Blockchain ist offen einsehbar und kann nicht mehr gelöscht oder geändert werden.[6]

Dabei muss man bedenken, dass es nicht die „eine Blockchain“ gibt. Eine Blockchain die in einer Verwaltungsbehörde eingesetzt wird, muss ganz anderen Anforderungen genügen und wird deshalb anders implementiert sein als eine Blockchain für eine Kryptowährung wie BTC.

Um das Konzept der Blockchain-Technologie besser erklären zu können wird im folgendem vereinzelt Bezug auf die Funktionsweise der Kryptowährung BTC genommen. Sie ist die erste praktische Anwendung der Blockchain und bietet sich somit als verständliches Beispiel an.

Die Grundlage einer funktionierenden Währung ist, dass die vorhandene Geldmenge reguliert und gleichzeitig eine Reihe von Sicherheitsmerkmalen eingehalten wird. Im Falle einer herkömmlichen Währung wie dem Euro ist das unter anderem die Aufgabe der europäischen Zentralbank. Genau dieses Problem gehört auch zu der größten Herausforderung eines dezentralen und digitalen Netzwerks wie der virtuellen Währung BTC. Nur durch das Erreichen eines Konsens zwischen den einzelnen Nodes, wem welcher Besitz zu einem gewissen Zeitpunkt zuzuordnen ist, kann ein dezentrales Zahlungssystem einwandfrei funktionieren. Bei einer Blockchain wird diese Sicherheitsfunktion nicht durch eine zentrale Instanz, sondern durch rein technologische Prozesse gewährleistet. Dazu müssen die technologischen Prozesse zwei wesentliche Mechanismen realisieren:

- Der Consensus-Mechanismus sorgt dafür, dass die Integrität der Daten auf allen Nodes sichergestellt ist, obwohl sich die Nodes untereinander nicht vertrauen können.
- Ein Mechanismus zur Validierung des Ownerships von Einheiten der digitalen Währung sorgt dafür, dass nur derjenige über solche Einheiten verfügen kann, der sie auch besitzt.[7]

2.2 Consensus-Mechanismen

In einem dezentralen Datenbanksystem wie der Blockchain kann es keine zentrale Stelle geben der alle anderen Nodes vertrauen und die so dafür sorgt, dass die Konsistenz und die Integrität der verteilen Daten sichergestellt ist. Im Prinzip kann von jedem Teilnehmer eine Manipulation der Daten ausgehen bevor diese weiterverteilt werden, sodass sich alle Nodes des Netzwerks gegenseitig misstrauen müssen. Um trotzdem Konsistenz und Integrität der Daten auf allen Nodes sicherzustellen wird im Netzwerk ein Consensus-Mechanismus implementiert. Im Fall von Bitcoin wird dieser Consensus-Mechanismus durch das Hashing, einer kryptografischer Signatur der gespeicherten Daten, und dem so genannten Proof of Work realisiert.[8]

Neben dem Verhindern von Manipulationen an der Blockchain wird im Falle von Bitcoin durch diesen Mechanismus auch das Problem des Double-Spending verhindert.

Bei dem Double-Spending-Problem geht es darum, dass der Empfänger einer Transaktion nicht verifizieren kann, ob der Initiator diesen digitalen Wert vorher schon an eine dritte Person versendet hat. Es ist also möglich, dass die Reihenfolge der Persistierung von Transaktionen nicht der Reihenfolge der Initiierung entspricht.[9]

Angenommen Person X transferiert eine Geldeinheit an Person Y. Sobald der Block, der die Information über diese Transaktion enthält, in die Blockchain des Knotens von Y eingefügt wurde, versendet Person Y die Ware. Daraufhin versendet Person X denselben Auftrag an ein anderes Konto. Dabei besteht die Gefahr, dass die zweite Transaktion schneller im System weitergeleitet wird und zuerst von der Mehrheit der Nodes persistiert und damit vom Netzwerk akzeptiert wird. In diesem Fall wird Person Y durch das Netzwerk keine Geldeinheit von X zugewiesen, da die in der Transaktion verwendeten Geldeinheiten bereits dem dritten Konto zugewiesen wurden.

2.2.1 Hashing

Um Manipulationen an der Blockchain zu verhindern muss sichergestellt werden, dass Blöcke lediglich am Ender der Blockchain hinzugefügt, nicht aber an anderer Stelle eingefügt, entfernt oder verändert werden können. Um dies zu erreichen wird in jedem Block eine kryptografische Signatur des vorherigen Blocks gespeichert. Dabei wird bei der Bestimmung der kryptografischen Signatur eines Blocks auch der Wert der kryptografischen Signatur seines Vorgängerblocks einbezogen, sodass eine Kette entsteht bei der die Veränderung eines Blockes sich auf die kryptografischen Signaturen aller auf ihn folgender Blöcke auswirkt. Dadurch erfordert eine Manipulation eines Blockes die Neuberechnung aller zeitlich nachgelagerten Blöcke der Blockchain.[10]

Die kryptografische Signatur eines Blocks wird dabei durch einen durch eine sogenannte Hash-Funktion berechneten Hashwert realisiert.

Eine Hash-Funktion muss folgende Eigenschaften aufweisen:

1. Der Hashwert hat immer die gleiche Länge, unabhängig vom Input.
2. Ein bestimmter Input ergibt immer denselben Hashwert und unterschiedliche Inputs ergeben niemals den gleichen Output (Kollisionsresistenz).
3. Der Hashwert ermöglicht keinerlei Rückschluss auf den Input (Einwegfunktion).
4. Ähnliche Inputs haben keine ähnlichen Hashwerte (Lawineneffekt).[11]

Diese Eigenschaften machen den Hashwert auch zu einer kryptografischen Signatur der Eingabedaten. Im Fall von BTC wird der Secure Hash Algorithm (SHA) 256 angewandt. Die Eingabemenge des Algorithmus kann beliebig groß sein, der Output (Hashwert) hat jedoch eine fest definierte Länge von 256 Bit. Abbildung 2 verdeutlicht die Auswirkungen eines minimal geänderten Inputs auf den generierten Hashwert. Es ist zu erkennen, dass bereits eine kleine Veränderung des Inputs eine erhebliche Konsequenz für den Output zur Folge hat.

[...]


[1] http://www.coindesk.com/economist-milton-friedman-predicted-bitcoin/, Zugriff am 13.06.2017.

[2] Vgl. Konst, S., Sichere Log-Dateien auf Grundlage kryptographisch verketteter Einträge, 2000.

[3] Vgl. Sauerland, A., Möglichkeiten und Grenzen, 2017, S. 108.

[4] Vgl. Bolesch, L., Mitschele, A., Revolution oder Evolution, 2016, S. 35.

[5] Vgl. Jörn, T., Blockchain in der Finanzbranche, 2016, S. 37.

[6] Vgl. https://www.btc-echo.de/was-ist-die-blockchain/, Zugriff am 13.06.2017.

[7] Vgl. Sixt, E., Bitcoins und andere dezentrale Transaktionssysteme, 2017, S. 31 f.

[8] Vgl. Nakamoto, S., Bitcoin: A Peer-to-Peer Eeletronic Cash System, 2008, S. 1.

[9] Vgl. Sixt, E., Bitcoins und andere dezentrale Transaktionssysteme, 2017, S. 43.

[10] Vgl. Brühl, V., Bitcoins, Blockchain und Distributed Ledgers, 2017, S. 137.

[11] Vgl. Kerscher, D., Bitcoin: Funktionsweise Risiken und Chancen, 2013, S. 21 f.

Details

Seiten
16
Jahr
2017
ISBN (eBook)
9783668518933
ISBN (Buch)
9783668518940
Dateigröße
870 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v374118
Institution / Hochschule
FOM Hochschule für Oekonomie & Management gemeinnützige GmbH, Bonn früher Fachhochschule
Note
1,3
Schlagworte
Blockchain Bitcoin DLT Distributed Ledger Technologie Kryptowährung Konsens Banken Finanztransaktionen Bankenregulierung Zukunft Zahlungsverkehr Wertpapierhandel Smart Contracts BTC Coins Finanzsektor

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Titel: Blockchain. Das disruptive Potential im Finanzsektor