Die Blockchain-Technologie, ursprünglich bekannt durch Kryptowährungen wie Bitcoin, revolutioniert die Art und Weise, wie Daten sicher und transparent gespeichert werden. Ihre dezentrale und kryptografisch gesicherte Natur macht sie zu einem mächtigen Werkzeug für unveränderliche Datensätze.
Was ist Blockchain?
Die Blockchain, oder auf Deutsch Blockkette, ist eine Technologie zur Datenhaltung in verteilten, dezentralen Netzwerken. Anstatt von einer zentralen Instanz verwaltet zu werden, werden die Daten in aufeinanderfolgenden Blöcken gespeichert, die kryptografisch miteinander verbunden sind. Neue Blöcke werden stets am Ende der Kette angehängt, was eine chronologische und manipulationssichere Aufzeichnung gewährleistet. Ein Konsensmechanismus stellt sicher, dass alle Teilnehmer im Netzwerk sich über den aktuellen Zustand der Kette einig sind. Diese Eigenschaften ermöglichen die vertrauensvolle und transparente Verifizierung von Transaktionen, beispielsweise im Zahlungsverkehr mit Kryptowährungen, ohne dass eine zentrale Vermittlungsstelle erforderlich ist. Die konkrete Ausgestaltung bestimmt dabei, wie gut diese Eigenschaften in der Praxis umgesetzt werden. Anfang der 2020er Jahre wurde der Einsatz von Blockchain-Technologien und Smart Contracts für verschiedene Wirtschaftszweige wie die Nachverfolgung von Lieferketten diskutiert, und auch NFTs (Non-Fungible Tokens) erfreuten sich zeitweise großer Beliebtheit. In der breiten Anwendung haben sich jedoch vorrangig Kryptowährungen durchgesetzt.
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Die Kernziele der Blockchain-Technologie umfassen:
- Unveränderliche, manipulationssichere Daten: Einmal in der Kette gespeichert, lassen sich Daten praktisch nicht mehr unbemerkt ändern.
- Verteilte, konsensuale Datenspeicherung ohne zentrale Instanz: Die Daten sind auf vielen Rechnern verteilt, was die Ausfallsicherheit erhöht und Zensur erschwert.
- Transparente und nachvollziehbare Transaktionen: Für alle Nutzerinnen und Nutzer sind die Transaktionen in der Regel einsehbar.
Was sind Kryptowährungen?
Kryptowährungen wie Bitcoin sind die bekannteste Anwendung der Blockchain-Technologie. Sie fungieren als digitale Zahlungsmittel, die auf einem Blockchain-System basieren. Es existieren Tausende verschiedener Kryptowährungen, wobei Bitcoin die bekannteste ist. Rechtlich gesehen stellen Kryptowährungen keine Währung im klassischen Sinne dar, sondern werden von Regulierungsbehörden wie der BaFin als “Finanzinstrumente” eingestuft. Zum Newsletter “Einfach • Cybersicher”.
Da hinter einer Kryptowährung kein materieller oder immaterieller Wert steht, bemisst sich ihr Wert ausschließlich an der Zahlungsbereitschaft der Anleger. Im Gegensatz zu traditionellen Währungen oder digitalem Zentralbankgeld gibt es für Kryptowährungen keine staatliche Regulierung oder Einlagensicherung. Die Nutzung von Kryptowährungen als Zahlungsmethode ist immer noch eine Ausnahme, und nur wenige Geschäfte oder Online-Shops akzeptieren sie.
Die Übertragung von Guthaben wird durch kryptografisch signierte Transaktionen in der Blockchain dokumentiert. Die Verifizierung dieser Transaktionen erfolgt durch die Rechner im Netzwerk, die sich mittels eines Konsensmechanismus auf deren Gültigkeit einigen. Die Abwicklung erfolgt über eine digitale Geldbörse (Wallet), die meist auf dem Smartphone liegt und die geheimen Signaturschlüssel speichert. Nutzer werden typischerweise durch eine abstrakte Adresse repräsentiert, was die pseudonyme Nutzung von Kryptowährungen ermöglicht.
Um Sicherheitsrisiken zu minimieren, empfiehlt das BSI folgende Maßnahmen im Umgang mit Kryptowährungen:
- Verwenden Sie Wallets von vertrauenswürdigen Anbietern.
- Schützen Sie Ihre Zugangsdaten zur Wallet sorgfältig.
- Bewahren Sie keine großen Summen in Ihrer Wallet auf dem PC oder Smartphone auf.
- Erstellen Sie mehrere Sicherheitskopien Ihrer Wallet und verwahren Sie diese sicher und mit Zugriffsschutz.
Kryptowährungen und die Frage nach der Sicherheit
Der Wert von Kryptowährungen kann stark schwanken, da er sich allein an der Nachfrage orientiert. Dies gilt ebenso für NFTs. Je nach Design der Kryptowährung können zudem hohe Transaktionskosten und lange Transaktionszeiten auftreten. Insbesondere bei Konsensmechanismen wie “Proof-of-Work” ist der Energieaufwand für eine Transaktion sehr hoch.
Blockchains werden durch kryptografische Verfahren wie Hashfunktionen und digitale Signaturen gesichert. Sofern sichere und empfohlene Verfahren zum Einsatz kommen, bieten diese nach heutigem Stand einen guten Schutz vor Manipulation und Fälschung. Für andere Teile der Technologie, insbesondere die Konsensmechanismen, gibt es jedoch noch keine belastbaren Sicherheitsaussagen.
Praktische Probleme bei Blockchains, wie sie beispielsweise bei Bitcoin auftreten, ergeben sich oft aus Fehlern in der Implementierung, unsicheren Netzwerkprotokollen oder schlecht abgesicherten Endanwendungen wie Wallets. Für das BSI stehen technisch-gestalterische Aspekte für den sicheren Einsatz von Blockchains im Vordergrund. Herausforderungen bestehen insbesondere in Fragen der Implementierungssicherheit, des Datenschutzes und der Langzeitsicherheit. Angesichts der Fortschritte im Quantencomputing, die langfristig die heute üblichen kryptografischen Algorithmen gefährden könnten, ist auch die Kryptoagilität – die Möglichkeit des Austauschs von Kryptoverfahren – von Bedeutung. Die Auswirkungen von Quantencomputing werden im Leitfaden Kryptografie quantensicher gestalten beschrieben.
Eine ausführliche Diskussion der Sicherheitsaspekte von Blockchains finden Sie im Leitfaden “Blockchain sicher gestalten – Konzepte, Anforderungen, Bewertungen”.
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