Die Blockchain-Technologie, bekannt durch Kryptowährungen wie Bitcoin, revolutioniert die Art und Weise, wie Daten gespeichert und verifiziert werden. Sie ermöglicht manipulationssichere, transparente und dezentrale Transaktionssysteme.
Was ist die Blockchain-Technologie?
Die Blockchain (engl. Blockkette) ist eine innovative Technologie zur Datenverwaltung, die auf dezentralen, verteilten Netzwerken basiert. Anstatt von einer zentralen Instanz verwaltet zu werden, werden Daten hier in einer Kette von Blöcken chronologisch aneinandergereiht und auf den Computern im Netzwerk gespeichert. Kryptografische Verfahren stellen sicher, dass diese Reihenfolge erhalten bleibt und nachträgliche Manipulationen sofort erkennbar sind. Ein Konsensmechanismus sorgt dafür, dass sich alle Teilnehmer im Netzwerk über den aktuellen Stand der Kette einig sind.
Diese Technologie ermöglicht die vertrauensvolle und transparente Verifizierung von Transaktionen, wie beispielsweise im Zahlungsverkehr mit Kryptowährungen, ganz ohne zentrale Mittelsmänner. Die Effektivität dieser Eigenschaften hängt jedoch stark von der jeweiligen Implementierung ab.
Die wichtigsten Vorteile der Blockchain-Technologie umfassen:
- Unveränderlichkeit und Manipulationssicherheit: Einmal gespeicherte Daten können nicht unbemerkt verändert werden.
- Dezentrale und konsensuale Speicherung: Daten werden ohne eine zentrale Kontrollinstanz gespeichert und von allen Teilnehmern bestätigt.
- Transparenz und Nachvollziehbarkeit: Transaktionen sind für alle Nutzerinnen und Nutzer einsehbar und nachvollziehbar.
Obwohl Blockchain-Technologien und Smart Contracts für diverse Wirtschaftsbereiche, wie die Nachverfolgung von Lieferketten, diskutiert wurden und NFTs (Non-Fungible Tokens) zeitweise populär waren, haben sich vor allem Kryptowährungen als dominierender Anwendungsfall durchgesetzt.
Kryptowährungen: Digitale Zahlungsmittel auf Blockchain-Basis
Kryptowährungen wie Bitcoin sind das bekannteste Beispiel für die Anwendung der Blockchain-Technologie. Dabei handelt es sich um digitale Zahlungsmittel, die auf einem Blockchain-System basieren. Der Markt zählt tausende verschiedene Kryptowährungen, wobei Bitcoin die bekannteste ist. Rechtlich gesehen stellen sie keine Währung dar, sondern werden von Aufsichtsbehörden wie der BaFin als “Finanzinstrumente” eingestuft.
Da Kryptowährungen keinen materiellen oder immateriellen zugrunde liegenden Wert besitzen, bemisst sich ihr Wert ausschließlich an der Zahlungsbereitschaft der Anlegerinnen und Anleger. Im Gegensatz zu digitalem Zentralbankgeld gibt es für Kryptowährungen keine staatliche Regulierung und keine Einlagensicherung.
Die Nutzung von Kryptowährungen als Zahlungsmethode ist eher selten. Nur wenige Geschäfte oder Online-Shops akzeptieren sie als Zahlungsmittel. Die Übertragung von Guthaben wird durch eine kryptografisch signierte Transaktion in der Blockchain dokumentiert. Diese Transaktionen werden von den Rechnern im Netzwerk verifiziert, die sich über einen Konsensmechanismus auf deren Gültigkeit einigen.
Die Abwicklung von Zahlungen erfolgt über eine digitale Geldbörse, eine sogenannte Wallet, die oft auf dem Smartphone installiert ist. Diese Wallet speichert die geheimen Signaturschlüssel, die zur Verfügung über das Guthaben berechtigen. Nutzer werden in der Regel 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, ähnlich wie bei Bargeld.
- Erstellen Sie mehrere Sicherheitskopien Ihrer Wallet und verwahren Sie diese sicher, idealerweise mit kryptografischem Zugriffsschutz.
Sicherheit von Kryptowährungen im Fokus
Da Kryptowährungen keinen intrinsischen Wert haben und ihr Kurs stark von der Nachfrage und dem Vertrauen der Anleger abhängt, sind hohe Wertschwankungen möglich. Dies gilt ebenso für NFTs. Je nach Design können zudem hohe Transaktionskosten und lange Übertragungszeiten auftreten. Insbesondere der Konsensmechanismus “Proof-of-Work” ist für seinen hohen Energieverbrauch bekannt.
Blockchains sind durch kryptografische Verfahren wie Hashfunktionen und digitale Signaturen geschützt. Solange sichere und vom BSI empfohlene Algorithmen verwendet werden, bieten diese bewährte Konzepte gegen Manipulation und Fälschung. Bei Konsensmechanismen und anderen Aspekten der Technologie gibt es jedoch noch keine umfassend belastbaren Sicherheitsaussagen.
Zahlreiche weitere Faktoren, insbesondere die praktische Umsetzung, spielen eine Rolle bei der Sicherheitsbewertung von Blockchains. In der Praxis treten Probleme häufig durch Fehler in der Implementierung, unsichere Netzwerkprotokolle oder schlecht abgesicherte Endanwendungen wie Wallets auf.
Das BSI legt Wert auf technisch-gestalterische Aspekte für den sicheren Einsatz von Blockchains. Herausforderungen bestehen vor allem in der Implementierungssicherheit, dem Datenschutz und der Langzeitsicherheit. Angesichts der Fortschritte im Quantencomputing besteht langfristig die Gefahr, dass heute gängige kryptografische Algorithmen in Blockchain-Anwendungen kompromittiert werden könnten. Der Leitfaden Kryptografie quantensicher gestalten thematisiert die Auswirkungen des Quantencomputings.
Da Blockchains für eine langfristige Nutzung konzipiert sind, ist die Kryptoagilität von großer Bedeutung. Dies bezeichnet die Fähigkeit, kryptografische Verfahren im Bedarfsfall austauschen zu können, falls während des Betriebs einer Blockchain kryptografische Schwächen entdeckt werden.
Eine detaillierte Erörterung der Sicherheitsaspekte von Blockchains finden Sie im Leitfaden “Blockchain sicher gestalten”.