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Ethereum Chancen und Risiken der Blockchain APP Plattform

Seminararbeit 2018 20 Seiten

Informatik - Wirtschaftsinformatik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis III

Tabellenverzeichnis IV

Abkürzungsverzeichnis V

1. Einleitung 1

2. Blockchain Historie 2
2.1 Aufbau von Blockchains 2
2.1.1 Auswahl des Konsensalgorithmus 3
2.2 Verschiedene Typen der Blockchain 4
2.2.1 Öffentliche Blockchain 4
2.2.2 Permissioned Blockchain 4
2.2.3 Private Blockchain 4
2.3 Erzeugung einer Blockchain 4
2.4 Smart Contracts auf Grundlage der Blockchain 5
2.5 Ethereum 5
2.5.1 Dezentrale Apps (dAPPS) 6
2.5.2 Ether 6
2.5.3 Decentralized Autonomous Organization {DAO} 6
2.5.4 "The DAO" 7

3. Methodik des Literaturreviews 7
3.1 Vorgehensweise 7
3.2 Auswertungsmethode 8
3.3 Ergebnisse 8
3.3.1 Die unterschiedlichen Nutzergruppen von Ethereum 8
3.3.2 Die Anwendungsbereiche von Ethereum 9

4. Vor- und Nachteile der Blockchain von Ethereum 10
4.1 Vor- und Nachteile im politischen/staatlichen Kontext 10
4.2 Vor- und Nachteile im unternehmerischen/wirtschaftlichen Kontext 11
4.3 Vor- und Nachteile im technologischen Kontext 11

5. Diskussion 12

Literaturverzeichnis 13

Anhang 15

1. Einleitung

,,Ich zerstöre Jobs und schaffe bessere" (Moynihan, 2018) mit diesem Satz antwortete Vitalik Butertin, Gründer von Ethereum, auf die Frage, ob seine Technologie Ge- schäftsmodelle einiger Branchen überflüssig machen könnte. In der Tat wird der Blockchain Technologie von Ethereum eine große Zukunft voraus gesagt. So titelt beispielsweise das Handelsblatt ,,Blockchain - eine Technologie verändert die Welt" ( Döner et al., 2018). Auch einflussreiche Politiker wie der Bundesminister Jens Spahn sehen durchaus großes Potenzial in der neuen Technologie: ,,Die Blockchain wird die Welt massiv verändern" (Krempl, 2017).

Bekannt wurde die Blockchain und ihre Einsatzmöglichkeiten vor allem durch Bitcoin. Die Anwendung wurde 2009 von Satoshi Nakamoto ins Leben gerufen und brachte zwei entscheidende Neuheiten. Zum einem entstand die revolutionäre Kryptowährung Bitocoin die ihren Wert seit ihrer Einführung um zwischenzeitlich ,,2.500%" (o.V., 2018) steigern konnte. Und zum anderen entstand die Blockchain Technologie hinter Bitcoin, die vielen andern Anwendungen als eine Art Blueprint gedient hat.

So ist auch Ethereum und dessen Blockchain auf Grundlage der Bitcoin Blockchain aufgebaut. Im Gegensatz zu Bitcoin, welches als reines Währungssystem konzipiert wurde, hat Ethereum allerdings ein weit größeres Einsatzspektrum. So können mithilfe von Smart Contracts, DApps und DAO's viele neue Geschäftsfelder realisiert werden. Die Einsatzmöglichkeiten gehen also weit über die einer reinen Kyrptowährung hin- aus. So kann Ethereum dritte Parteien wie beispielsweise Banken durch direkte Peer to Peer Beziehungen überflüssig machen (Woodside et al., 2017). Aber auch Dienst- leistungsunternehmen wie Uber und Airbnb, die als Intermediär zwischen Kunden fungieren, könnte durch Ethereum die Geschäftsgrundlage genommen werden. Die Veränderungen, die diese Anwendung mit sich bringt, könnten also tatsächlich so weitreichende Folgen haben, wie es Vitalik Buterin durch seine Aussage bereits an- gedeutet hat. Fraglich ist jedoch, ob Ethereum auch tatsächlich ,,[...] bessere [Jobs]" (Moynihan, 2018) schafft. Hierbei lassen sich durchaus Parallelen zu den Anfängen der industriellen Revolution ziehen. Auch dort wurden im Zuge einer neuen Technolo- gie neue Geschäftsmodelle entwickelt. Menschliche Arbeit wurde durch automatisierte Prozesse ersetzt.

Im Gegensatz dazu sieht Vitalik Buterin seine Technologie allerdings als eine Berei- cherung für die Arbeitswelt ,,[...] Instead of putting the taxi driver out of a job, block- chain puts Uber out of a job and lets the taxi drivers work with the customer directly" (Buterin, 2016). Es stellen sich also folgende Fragen: Ist die Blockchain Technologie von Ethereum wirklich die Technologie der Zukunft? Und falls ja, welche Chancen und Risiken ergeben sich nicht nur für die einzelne Unternehmen, sondern auch für die gesamte Gesellschaft und Wirtschaft?

Diese Arbeit befasst sich mit den genannten Fragen, um die spezifischen Vor- und Nachteile der Blockchain Technologie von Ethereum herauszuarbeiten. Zum besseren Verständnis der komplexen Themen, wird sich die Arbeit zunächst mit der Historie, den Grundlagen der Blockchain sowie den Bestandteilen von Ethereum beschäftigen. Darauffolgend wird der Vorgang der Recherche mittels eines Literatur Reviews wie- dergegeben, bevor die Ergebnisse der Vor und Nachteile aufgezeigt, und in einer Dis- kussion abschließend bewertet werden.

2. Blockchain Historie

Um Ethereum und dessen Technologie zu verstehen, ist es wichtig, sich mit dem Grundkonzept der Blockchain auseinander zusetzen. Der Grundbaustein zu Block- chain wurde bereits 1979 von Ralph Merkle mit seinem ,,[...] Prinzip von Hash-Bäumen auch ,Merkle Tree' [genannt gelegt]" (Burgwinkel, 2016, S. 37). So ermöglicht diese Vorgehensweise unter anderem eine sichere und effiziente Verifikation von Inhalten größerer Datenstrukturen, die für die Umsetzung der Blockchain essentiell sind (Schwalm, o. J.). Daran anknüpfend erschien 1991 ein wissenschaftlicher Artikel von Stuart Haber und W. Scott Stornetta über das sogenannte ,,[...] ,linked timestamping'" (Burgwinkel, 2016, S. 37) das sich mit dem Zeitstempeln von Dokumenten und der anschließenden Verkettung mit den Zeitstempeln auseinandersetzt. Die Entwicklung der Blockchain wurde 1997 von Nick Szabo und seiner Idee von sogenannten „Smart Contracts" fortgesetzt, die speziell für Ethereum aber auch für andere Anbieter und deren Blockchain Technologie von großer Bedeutung sind. Die vorangegangen Publi- kationen und Konzepte bildeten die Basis zur Entstehung des wohl bekanntesten und größten Netzwerks Bitcoin (Burgwinkel, 2016). Dort wird die Blockchain und deren Technologie bevorzugt als Plattform von ,,[...] sogenannten ,virtuellen Währungen' [genutzt]" (Brühl, 2017, S. 1). Dabei steht vor allem das sichere und dezentrale Han- deln der Kyrptowährung Bitcoin ohne Intermediäre im Vordergrund (Brühl 2017). Da bei der Fokussierung auf den Handel von Kryptowährungen allerdings viel Potenzial ungenutzt blieb, wurden 2013 mit Ethereum, und 2015 mit Hyperledger zwei weitere Plattformen gegründet, die auf dem Grundgerüst der Bitcoin Blockchain aufbauen. So verfolgt Ethereum das ,,[...] Ziel, eine weltweite, offene Plattform für Blockchain An- wendungen zu gründen" (Burgwinkel, 2016, S. 38), während sich Hyperlegder auf die Entwicklung von Blockchain Anwendungen für Unternehmen fokussiert (Burgwinkel, 2016).

2.1 Aufbau von Blockchains

Grundlegend setzt sich jede Blockchain aus drei Grundelementen zusammen: Dem Block, hierbei handelt es sich um ,,[...] eine Liste mit Transaktionen, die über einen be- stimmten Zeitraum in einem Ledger (Kontobuch) aufgezeichnet werden" (Laurence, 2018, S. 26). Dabei unterscheiden sich die Größe, der Zeitraum und das auszulösen- de Ereignis je nach ausgewählter Blockchain. Jeder Block hat einen sogenannten Header, der aus ID, Zeitstempel, der Komplexität des Codes und einer Buchstaben- und oder Zahlenfolge besteht, die sich aus dem Hash-Wert des vorherigen und dem aktuellen Block zusammensetzt. Des Weiteren gibt es ein Datenfeld, in dem die Transaktionsdaten enthalten sind (Meinel et al., 2018). Alle Blockchains zeichnen ihre Bewegungen von Kryptowährungen und Tokens auf, auch wenn die Aufzeichnung und Sicherung eines Datensatzes über die Bewegung ihrer Kryptowährung nicht im- mer das Hauptziel ist. Eine Transaktion hingegen kann als eine Anhäufung von Daten angesehen werden, welche durch Zuweisung eines Wertes beschrieben wird (Laurence, 2018) .

Bei der Kette (Englisch: Chain) handelt es sich um ,,ein[en] Hash-Schlüssel, der Blö- cke verknüpft [und] sie mathematisch ,verkettet'" (Laurence, 2018, S. 26). So entsteht durch die ,,Hash-Funktion [...] [ein] mathematischer Algorithmus, der Daten beliebiger Größe auf einen Bit-String fester Größe abbildet" (Laurence, 2018, S. 26). Dieser ist im Normalfall 32 Zeichen lang und steht dabei für die Daten, bei denen ,,Hashing durchgeführt wurde" (Laurence, 2018, S. 26). Bei Blockchains wird neben andern ver- schlüsselten Hash Funktionen vermehrt der „Secure Hash Algorithm (SHA) [genauer gesagt der] SHA-256 [genutzt]" (Laurence, 2018, S. 26). Dieser erstellt einen fast un- widerlegbare Hash-Schlüssel ,,fester Größe (256 Bit,32 Byte)" (Laurence, 2018, S. 26). Vereinfacht kann man sich einen Hash-Schlüssel also als eine Art Fußabdruck von Daten vorstellen, mit dem diese in einer festen Position innerhalb der Blockchain gehalten werden. So wird beispielsweise eine doppelte Ausgabe von Geldeinheiten verhindert. (Laurence, 2018)

Die finale und dritte Komponente ist das Netzwerk. Dieses ,,setzt sich aus ,vollständigen Knoten' zusammen" (Laurence, 2018, S. 26). Unter Knoten versteht man die im Netzwerk enthaltenden Computer, die über die ganze Welt verteilt sein können. Diese führen verschiedene Algorithmen im Einzelnen aus, die dann vom gesamten Netzwerk synchronisiert bzw. gesichert werden. So erhält jeder Knoten ,,eine vollständige Auf- zeichnung aller Transaktionen, die je in dieser Blockchain aufgezeichnet wurden" (Laurence, 2018, S. 26). Der Betrieb von Knoten ist komplex und zeitintensiv, weshalb die Betreiber für ihre Dienste durch den Blockchain Algorithmus belohnt werden. Die Belohnung ist in der Regel ein Token oder eine Kryptowährung wie Bitcoin oder Ether. Dieser Vorgang wird auch „Mining" genannt. (Laurence, 2018)

2.1.1 Auswahl des Konsensalgorithmus

Die Problematik, die bei einem System, das auf mehrere Rechner verteilt ist und bei dem einzelne von diesen fehlerhaft sein können, ,,ist auch als Problem der byzantini- schen Generälen bekannt" (Meinel u. a., 2018, S. 44). Um diese Problematik zu ver- hindern und eine richtige Reihenfolge der Blöcke in der Blockkette sowie eine Manipu- lationssicherheit zu gewährleisten, werden in der Praxis verschiedene Konsensalgo- rithmen genutzt. Angefangen mit dem ,,Byzantine Agreement Algorithmus (BA)" (Meinel et al., 2018, S. 45), der eine spezifische Lösung für das Problem der byzanti- nischen Generäle bietet und somit einen Konsens zwischen den Knoten („Generä- len") in einem ,,synchronen System mit einem Drittel fehlerhafter oder böswilliger Kno- ten [bietet]" (Meinel u. a., 2018, S. 45). So erstellt jeder vom Rechner bzw. Nutzer er- zeugter Knoten ,,einen Vektor mit denjenigen Werten, die er von andern Knoten erhal- ten hat" (Meinel u. a., 2018, S. 45). Nach der Konstruktion der Vektoren werden diese untereinander ausgetauscht. So prüft jeder Knoten alle erhaltenen Werte aus jedem Vektor, trifft auf dessen Grundlage eine ,,[...] Mehrheitsentscheidung und verwendet dieses als Ergebnis des Algorithmus" (Meinel et al., 2018, S. 45). Dabei gibt es aller- dings zwei Einschränkungen, die für die Lösung zu beachten sind. So ist das ,,Ver- senden von mündlichen und signierten Nachrichten" (Meinel et al., 2018, S. 45) nicht gestattet. Es sind des Weiteren noch andere Nebenbedingungen nötig, um den Algo- rithmus ,,[...] in einem verteilten Netzwerk mit gleichberechtigten Knoten, deren Anzahl dynamisch wächst, [einzusetzen]" (Meinel et al., 2018, S. 45). Eine Fortführung bzw. Verbesserung des BA ist der ,,Federated Byzantine Agreement Algorithmus (FBA), [der] im Rahmen des Stellar Consensus Protocol (SCP) [auf der] Finanzplattform Stel- lar [entwickelt wurde]" (Meinel et al., 2018, S. 45). Im Vergleich zum Vorgänger weist dieser einige Veränderungen, wie beispielweise das Prinzip der ,,sogenannten Quo- rum Slices [und dem] Federated Voting" (Meinel et al., 2018, S. 45) auf. Der wohl po- pulärste Konsensalgorithmus ist allerdings der sogenannte ,,Proof-of-Work (PoW)" (Meinel et al., 2018, S. 45). Dieser wird zum Beispiel von Bitcoin für die Aufrechterhal- tung der Blockchain sowie die Erzeugung neuer Bitcoins genutzt. Dabei wird der „Mi- ner" (wie bereits oben erwähnt) für jeden neu erstellten Block durch den Algorithmus mit neuen Bitcoins sowie den von Nutzern erfassten Transaktionsgebühren entlohnt. Auch wenn der PoW der im Moment am meisten genutzte Konsensalgorithmus ist, gibt es durchaus Kritik. So entsteht durch den Mining Vorgang der Betreiber ein er- heblicher Stromaufwand. Im Kontrast dazu steht der ,,Proof-of-Stake (PoS) [Algorith- mus]" (Meinel et al., 2018, S. 46). Dieser ist auf Grundlage des Kontingents an digita- len Münzen und nicht auf den reinen Abreitsaufwand für das „Mining" aufgebaut. So ergeben sich die die Zugriffrechte auf die Blöcke auf Grundlage der virtuellen Münzen, die im Besitz des Nutzers (Knotens) sind.(Meinel et al., 2018)

2.2 Verschiedene Typen der Blockchain

Grundlegend ist die Blockchain ,,[...] eine Datenstruktur, die es ermöglicht, eine Art di- gitales Kontobuch (das sogenannte ,Ledger') mit Daten zu erstellen und es über ein Netzwerk unabhängiger Parteien zu teilen" (Laurence, 2018, S. 23). Dabei gibt es un- terschiedliche Arten von Blockchains.

2.2.1 Öffentliche Blockchain

Die öffentliche Blockchain ermöglicht allen Nutzern das Senden und Empfangen von Transaktionen sowie die Einsicht in die Aufzeichnungen der Blockchain (Meinel et al., 2018). Des Weiteren ist sie dezentral und arbeitet mithilfe der Nutzung von speziellen Token. Die Bitcoin Blockchain ist wohl das bekannteste Beispiel für eine öffentliche Blockchain. (Laurence, 2018)

2.2.2 Permissioned Blockchain

Bei permissioned Blockchains erfolgt die Aufteilung der Nutzerrollen auf Grundlage der Blockchain. So ergeben sich unterschiedliche Nutzungsrechte innerhalb der Blockchain. Wie bei den öffentlichen Blockchain handelt es sich zunehmend ,,[...] um große und verteilte Systeme, die ein natives Token verwenden." (Laurence, 2018, S. 23) Das bekannteste Beispiel für eine permissioned Blockchain ist die Ripple Block- chain.

2.2.3 Private Blockchain

Private Blockchains werden in der Regel in einem kleineren Rahmen umgesetzt. Des Weiteren haben Nutzer unterschiedliche Zugriffsrechte. Sie haben beispielweise kei- nen Zugriff auf die Aufzeichnungsdaten der Blockchain. Auch ,, [...] die Berechtigung, die Blockchain fortzuschreiben und Transaktionen zu erstellen, ist auf eine Gruppe von Nutzern eingeschränkt" (Meinel u. a., 2018, S. 58) Durch diese Maßnahmen und der geringeren Anzahl von Nutzern sind Veränderungen bei der Software allerdings leichter durchzuführen. Die Private Blockchain ist deshalb vor allem für Unternehmen und deren interne Aktivitäten geeignet. (Meinel u. a., 2018)

2.3 Erzeugung einer Blockchain

Zu Beginn der Bildung einer Blockchain werden einzelne ,,[...] Datensätze von einer Applikation erzeugt [...]" (Burgwinkel, 2016, S. 22). Daraufhin werden diese zu den im Netzwerk ,,[...] verteilten Rechnen übertragen und jedes Rechnersystem (Knoten) führt die kryptographische Funktion aus" (Burgwinkel, 2016, S. 24) Die darauffolgende Blockbildung wird von dem Knoten ausgeführt, ,,[...] welcher den ,Wettbewerb' gewinnt [...]" (Burgwinkel, 2016, S. 24). Wird die Blockchain mit einer Kryptowährung betrie- ben, so wird dem Rechnerknoten (Miner) ein Betrag als Belohnung gutgeschrieben. Im nächsten Schritt werden ,,die Datensätze [zu] einem Block zusammengefasst und ein Hashwert [wird] erzeugt" (Burgwinkel, 2016, S. 25). Dabei werden die Daten und Hashwerte ,,[...] mit der Nummer des Vorgängerblock in Block Nr.1 gespeichert" (Burgwinkel, 2016, S. 25). Im darauffolgenden Block Nr.2 wird auf Block Nr.1 verwie- sen und die neuen Datensätze werden hinzugefügt. Die Blockchain, welche sich nun aus Block Nr.1 und Block Nr.2 zusammensetzt, wird nun auf alle im Netzwerk enthal- tenden Rechner kopiert. Somit existieren gleich mehrere Kopien der Blockchain. (Burgwinkel, 2016)

[Abb. in dieser Leseprobe nicht enthalten]

Abbildung 1 : Beispiel des Blockchain Prinzips (Burgwinkel, 2016, S. 6)

2.4 Smart Contracts auf Grundlage der Blockchain

In seinem Artikel bezeichnet Thomas Heinz Meitinger das Internet „[...] als Internet of Information" (Meitinger, 2017). Nur Daten und Informationen können unmittelbar und ohne Intermediär zwischen zwei Beteiligten transferiert werden. So benötigt man bei- spielsweise für den Kauf von Gegenständen ,,[...] eine dritte vertrauenswürdige In- stanz, zum Beispiel einen virtuellen Marktplatz" (Meitinger, 2017, S. 1), um einen rei- bungslosen und sicheren beziehungsweise betrugsfreien Handel zu gewährleisten. Hier können die Smart Contracts eingesetzt werden, um dritte Parteien und Interme- diäre überflüssig zu machen. Blockchains haben zwei Merkmale, die Vertrauen in die durchgeführte Transaktion herstellen können. Zum einem ist die Transparenz zu nen- nen, die sich innerhalb der Blockchain durch die allgemeine Einsehbarkeit ergibt (Meitinger, 2017). Zum anderem sind es die automatisierten Smart Contracts, die ver- traglich vordefinierte Regelungen ausführen. So können „[...] echte Peer-to-Peer- Geschäfte über Waren oder Geld [ermöglicht werden]" (Meitinger, 2017, S. 1). Das „[...] Internet of Information" wird [zum] „Internet of Values" (Meitinger, 2017).

2.5 Ethereum

Ethereum basiert wie sein bekannter Vorgänger Bitcoin auf einer Blockchain Techno- logie. Der Unterschied liegt (wie Anfangs bereits erwähnt) im Anwendungsbereich. So wurde Ethereum bereits zu Beginn als ,,Software-Entwicklungsplattform für dezentrale Applikationen konzipiert, und die Ethereum-Blockchain [...] speziell entwickelt, um die Ausführung [von] dezentralen Apps (auch dAPPS genannt) zu unterstützen" (Sixt, 2017, S. 189).

[...]

Details

Seiten
20
Jahr
2018
ISBN (eBook)
9783668758797
ISBN (Buch)
9783668758803
Dateigröße
677 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v431810
Institution / Hochschule
Otto-Friedrich-Universität Bamberg
Note
1,7
Schlagworte
ethereum chancen risiken blockchain plattform

Autor

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Titel: Ethereum Chancen und Risiken der Blockchain APP Plattform