Blockchain

Was ist eine Blockchain?

Eine Blockchain ist wie eine Datenbank, die niemandem allein gehört, aber jedem zur Verfügung steht. Dank dieser und weiterer Eigenschaften löst die Blockchain Vertrauensprobleme, die in unserer Wirtschaft und Gesellschaft oft auftreten. Aus diesem Grund wird die Blockchain oft als "Layer of Trust" oder "Trust Machine" bezeichnet.

Die Blockchain hat das Potenzial, viele Aspekte unserer Gesellschaft und Wirtschaft zu verändern. Durch die Dezentralisierung und die hohe Sicherheit, die durch kryptografische Verfahren gewährleistet wird, können viele Vertrauensprobleme und Betrugsrisiken eliminiert werden. Dadurch eröffnen sich neue Möglichkeiten für sichere und transparente Transaktionen, Verträge und Datenmanagement. Auch könnten mittels Blockchain beispielsweise administrative Prozesse in vielen Bereichen effizienter und kostengünstiger gestaltet werden.

Die Idee zur Blockchain wurde erstmals im Jahr 2008 veröffentlicht, obwohl die zugrunde liegenden technologischen Konzepte weiter zurückreichen. Die ursprüngliche Idee bestand darin, mittels Blockchain eine dezentrale Währung zu schaffen, die frei vom Einfluss der Banken und Regierungen ist. Diese Währung wurde Bitcoin genannt und steht bis heute stellvertretend für die Technologie. Bis heute weiß niemand, wer die Publikation ("White Paper") zum Bitcoin wirklich verfasst hat, da sich als Autor lediglich die Person oder Gruppe unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto dafür verantwortlich zeigte. Der disruptive Ansatz von Blockchain liegt in der Funktionsweise begründet. Die Technologie soll es ermöglichen, einen grenzenlosen Austausch von Informationen, Werten und Gütern jeglicher Art zu gewährleisten, ohne dabei auf Intermediäre Institutionen wie Konzerne, Banken oder Regierungen zurückgreifen zu müssen. Hierzu ersetzt die Technologie die Aufgabe dieser Institutionen, nämlich Unsicherheiten zu minimieren und Vertrauen zu schaffen.

Wie funktioniert die Blockchain genau?

Die Blockchain fungiert als ein elektronisches Logbuch, das alle Daten in chronologischer Reihenfolge aufzeichnet. 

Aber wofür braucht man das?

Nehmen wir an, Sie möchten eine elektronische Geldüberweisung durchführen, ohne Bargeld zu verwenden. In diesem Fall sind Sie normalerweise auf eine vertrauenswürdige Dritte Partei, wie eine Bank, angewiesen, um die Transaktion abzuwickeln. Die Bank stellt sicher, dass das Geld sicher zum Empfänger gelangt und dass der Betrag von Ihrem Konto abgebucht wird. Es kann während der Überweisung kein Geld "erzeugt" oder "verloren" gehen, und der Betrag, der von Ihnen abgebucht wird, landet bei dem Empfänger, abzüglich der anfallenden Gebühren.

Wenn Sie jedoch eine Peer-to-Peer-Zahlung durchführen möchten, benötigen Sie einen Beweis dafür, dass der vereinbarte Betrag tatsächlich an die Zielperson übergeht. Da eine elektronische Überweisung keinen physischen Gegenstand wie Bargeld hat, kann dies schwierig sein. Zudem möchten beide Parteien sicherstellen, dass der Betrag nicht nachträglich erhöht oder reduziert werden kann, ohne dass dies nachvollziehbar ist. Wenn es keine zentrale Autorität gibt, der beide Parteien vertrauen, kann dies schwierig sein. In diesem Fall kann die Blockchain Abhilfe schaffen.

In der Blockchain wird der Proof-of-Work-Algorithmus angewendet, um Transaktionen zu validieren und in die Blockchain aufzunehmen. Jeder Block in der Blockchain enthält einen Hash-Wert, der den Inhalt des vorherigen Blocks enthält und somit eine Kette von Blöcken bildet. Der Proof-of-Work-Algorithmus wird angewendet, um den Hash-Wert des aktuellen Blocks zu erzeugen, wodurch einzigartige Blöcke geschaffen werden, die nicht manipuliert werden können, da jede Änderung den Hash-Wert des Blocks ändern würde, was die gesamte Kette ungültig machen würde.

Die Blockchain nutzt also den Proof-of-Work-Algorithmus, um die Konsensbildung und damit die Sicherheit der Transaktionen in einem öffentlichen Netzwerk zu gewährleisten. Da jeder Block in der Kette auf den vorherigen Block verweist, kann die Integrität der gesamten Blockchain durch Überprüfung jedes Blocks bestätigt werden. Dies macht es sehr schwierig, die Blockchain zu manipulieren oder Transaktionen zu fälschen, da jede Änderung an einem Block die gesamte Kette ungültig machen würde.

Ist die Technologie Blockchain revolutionär?

Die Blockchain-Methodik ist revolutionär, da sie die Art und Weise verändert, wie Daten gespeichert, verwaltet und übertragen werden. Traditionelle Datenbanken haben in der Regel eine zentrale Struktur, bei der eine zentrale Stelle für die Speicherung und Verwaltung der Daten verantwortlich ist. Im Gegensatz dazu ist die Blockchain eine dezentrale Datenbank, bei der die Daten auf vielen verschiedenen Knotenpunkten gespeichert und verwaltet werden.

Dies führt zu einer höheren Transparenz und Sicherheit, da jeder Teilnehmer in der Blockchain-Community die Transaktionen überprüfen und validieren kann. Darüber hinaus bietet die Blockchain auch eine höhere Robustheit gegenüber Cyberangriffen und Ausfällen, da die Daten auf vielen verschiedenen Knotenpunkten gespeichert sind und somit eine einzelne Schwachstelle schwer zu finden ist.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Blockchain-Methodik ist, dass sie eine Möglichkeit bietet, Transaktionen zwischen Parteien durchzuführen, ohne dass eine vertrauenswürdige Dritte Partei erforderlich ist. Dies kann die Transaktionskosten senken und die Effizienz erhöhen, insbesondere in Branchen wie der Finanzwirtschaft oder der Lieferkette, wo viele Intermediäre beteiligt sein können.

Insgesamt hat die Blockchain-Methodik das Potenzial, die Art und Weise zu verändern, wie wir Geschäfte tätigen, Verträge abschließen und Daten speichern und teilen. Es gibt jedoch auch Herausforderungen und Risiken, die mit der Implementierung und Anwendung dieser Technologie verbunden sind, und es wird noch einige Zeit dauern, bis die volle Wirkung der Blockchain spürbar wird.

Die Eigenschaften einer Blockchain

Dezentralität

In der Blockchain-Technologie spielt Dezentralität eine entscheidende Rolle. Das bedeutet, dass die Macht innerhalb des Systems gleichmäßig auf viele Teilnehmer verteilt ist, um die Entstehung zentraler Parteien zu verhindern. So müssen die Nutzer der Blockchain nicht mehr auf zentrale Institutionen wie Banken, Regierungen oder Unternehmen vertrauen und sind nicht mehr deren möglichen Machtmissbrauch ausgesetzt. Diese Institutionen befinden sich oft in monopolistischen oder oligopolistischen Strukturen und haben eine zentrale Position in bestimmten Branchen inne. Durch die Dezentralität der Blockchain können solche Institutionen umgangen und neue, alternative Strukturen aufgebaut werden.

Irreversibilität 

Durch die Verkettung der Blöcke wird eine permanente Historie der gesamten Transaktionen in der Blockchain erzeugt. Sobald ein Block erstellt und in die Kette eingefügt wurde, kann er nicht mehr geändert werden. Jeder neue Block enthält einen Hash-Verweis auf den vorherigen Block, der das Kettenglied darstellt. Wenn ein Block geändert würde, würde sich der Hash des Blocks ändern, was dazu führen würde, dass sich alle nachfolgenden Blöcke ebenfalls ändern und somit die gesamte Blockchain ungültig machen würde. Dadurch wird eine unveränderliche und unveränderbare Chronik aller Transaktionen in der Blockchain gewährleistet.

Transparenz

Die Transparenz ist ein weiteres wichtiges Merkmal der Blockchain-Technologie. Durch die offene Einsicht in alle Transaktionen und Interaktionen innerhalb des Systems kann eine erhöhte Vertrauenswürdigkeit geschaffen werden, da alle Teilnehmer die Möglichkeit haben, die korrekte Durchführung von Transaktionen zu überprüfen. Gleichzeitig kann dies aber auch Bedenken hinsichtlich der Privatsphäre aufwerfen, weshalb manche Blockchain-Systeme optional anonyme Transaktionen unterstützen.

Anonymität

Ein wichtiger Vorteil der Blockchain-Technologie ist, dass sie das Vertrauen in zentrale Institutionen minimiert, da sie auf Dezentralität und irreversiblen, transparenten Prozessen basiert. Dadurch kann sie das Vertrauen der Nutzer in das System stärken und Korruption sowie Datenmanipulation erschweren.

Durch die Entfernung von Mittelsmännern wie Banken und Finanzinstituten können Transaktionskosten reduziert werden, da keine zusätzlichen Gebühren anfallen. Zudem können Transaktionen schneller abgewickelt werden, da keine Zwischenhändler mehr involviert sind.

Die Anonymität der Teilnehmer kann auch Vorteile bieten, da sie beispielsweise den Schutz von Privatsphäre und persönlichen Informationen gewährleisten kann. Zudem können durch die Blockchain auch Menschen, die keinen Zugang zu traditionellen Finanzinstituten haben, in das globale Wirtschaftssystem integriert werden.

Weitere mögliche Vorteile der Blockchain sind die höhere Datensicherheit durch Verschlüsselung und die Möglichkeit, digitale Identitäten zu verwalten.

Die Vorteile einer Blockchain

Die Dezentralität und Kryptografie machen es sehr schwierig, das System zu manipulieren, da Änderungen an einem Block Auswirkungen auf alle nachfolgenden Blöcke haben würden. Dies erfordert die Zustimmung der Mehrheit der Teilnehmer und verhindert, dass einzelne Benutzer das System ohne Zustimmung anderer Teilnehmer manipulieren können. Dadurch wird die Integrität der Daten innerhalb der Blockchain gewährleistet und die Sicherheit des Systems erhöht.

Vertrauen

Die Blockchain-Technologie ermöglicht Vertrauen durch ihre dezentrale Struktur, Transparenz und Sicherheit, ohne dass eine zentrale Instanz oder Vermittler benötigt werden. Die Technologie schafft damit eine neue Art von Vertrauen zwischen den Teilnehmern, die sich gegenseitig vertrauen können, ohne dass sie sich persönlich kennen oder vertrauen müssen. Dies hat auch Auswirkungen auf die Art und Weise, wie Geschäfte und Transaktionen durchgeführt werden, da sie ohne die Notwendigkeit von Vermittlern oder Intermediären durchgeführt werden können.

Geringe Transaktionskosten

Im herkömmlichen Finanzsystem fallen bei Transaktionen in der Regel Gebühren an, die von einer zentralen Institution wie einer Bank oder einem Zahlungsabwickler erhoben werden. Diese Institutionen erbringen eine Dienstleistung, indem sie Transaktionen zwischen verschiedenen Parteien vermitteln, das Risiko für den Betrug minimieren und sicherstellen, dass die Transaktion korrekt abgewickelt wird. Dabei fallen für jede Transaktion Gebühren an, die sowohl für den Sender als auch für den Empfänger anfallen können.

Die Blockchain-Technologie ermöglicht jedoch eine direkte P2P-Interaktion, ohne dass eine zentrale Institution als Vermittler benötigt wird. Die Transaktionen werden direkt zwischen den Parteien abgewickelt und durch das Konsens-Prinzip in der Blockchain validiert. Dadurch können Transaktionskosten minimiert oder sogar komplett vermieden werden. Dies gilt nicht nur für Finanztransaktionen, sondern auch für andere Arten von Transaktionen, wie z.B. den Kauf von digitalen Gütern oder den Austausch von Informationen.
Allerdings ist zu beachten, dass bei einigen Blockchain-Systemen dennoch Transaktionskosten anfallen können, wie zum Beispiel bei der Verwendung von Smart Contracts auf der Ethereum-Blockchain. Hier werden Transaktionsgebühren benötigt, um die notwendige Rechenleistung für die Ausführung des Smart Contracts zu bezahlen. Insgesamt sind die Transaktionskosten jedoch in der Regel deutlich geringer als bei herkömmlichen Finanztransaktionen, da keine Vermittler beteiligt sind und die Transaktionen automatisch und schnell ausgeführt werden können.

Zugang 

Die niedrigen Zugangsvoraussetzungen der Blockchain-Technologie ermöglichen es einer breiteren Bevölkerungsschicht, an dem System teilzunehmen und dessen Vorteile zu nutzen. Im Gegensatz zu traditionellen Finanzsystemen, bei denen man häufig ein Konto bei einer Bank eröffnen oder eine Kreditkarte besitzen muss, um am internationalen Handel teilzunehmen, kann man mit einer Blockchain einfach und direkt mit anderen Teilnehmern interagieren, ohne dass ein Vermittler zwischengeschaltet werden muss.

Dadurch können Menschen, die bislang keinen Zugang zu traditionellen Finanzdienstleistungen hatten, wie zum Beispiel viele Menschen in Entwicklungsländern, auf einfache Weise am globalen Handel und Transaktionen teilnehmen. Auch für Menschen, die aufgrund von hohen Gebühren oder Schwierigkeiten beim Transfer von Geldern zu internationalen Märkten ausgeschlossen waren, bietet die Blockchain-Technologie eine attraktive Alternative. So trägt die Technologie auch zur Förderung von Finanzinklusion bei, indem sie Finanzdienstleistungen für diejenigen zugänglicher macht, die sie am dringendsten benötigen.

Wie funktioniert eine Blockchain?

In einer Blockchain hingegen findet eine direkte Interaktion zwischen den Teilnehmern statt, ohne dass eine zentrale Instanz notwendig ist. Dabei werden alle Transaktionen innerhalb des Netzwerks in Blöcken gesammelt und in einer kryptografischen Hashfunktion verschlüsselt. Diese Blöcke werden dann chronologisch aneinandergereiht und ergeben so die sogenannte Blockchain. Jeder Block in der Blockchain enthält eine Referenz auf den vorherigen Block, wodurch eine unveränderbare Kette von Blöcken entsteht.

Damit die Transaktionen innerhalb der Blockchain gültig sind, müssen sie von anderen Teilnehmern des Netzwerks bestätigt werden. Hier kommt der Konsensmechanismus zum Einsatz, der sicherstellt, dass alle Teilnehmer im Netzwerk über den gleichen Stand der Daten und Transaktionen verfügen. Es gibt verschiedene Konsensmechanismen wie beispielsweise den Proof-of-Work oder den Proof-of-Stake.

Sobald eine Transaktion von den Teilnehmern bestätigt wurde, wird sie in die Blockchain aufgenommen und kann nicht mehr verändert werden. Durch die dezentrale Speicherung und die Verschlüsselung der Blöcke ist die Blockchain gegen Manipulationen und Angriffe abgesichert. Einmal in der Blockchain gespeichert, können Transaktionen nicht mehr gelöscht oder rückgängig gemacht werden, was für eine hohe Transaktionssicherheit sorgt.

Private Key und Public Address

Der Private Key ist ein langer, einzigartiger Code, der wie ein Passwort funktioniert und nur dem Kontoinhaber bekannt sein sollte. Der Private Key ermöglicht es einem, auf das eigene Konto in der Blockchain zuzugreifen und Transaktionen auszuführen. Wenn jemand den Private Key eines anderen in die Hände bekommt, hat er oder sie Zugriff auf das entsprechende Konto und kann Transaktionen in dessen Namen ausführen.
Zusätzlich zum Private Key hat jeder Kontoinhaber auch eine sogenannte "Public Address". Diese wird verwendet, um Transaktionen zu empfangen. Die Public Address ist eine lange Kombination aus Zahlen und Buchstaben, ähnlich wie der Private Key, aber kürzer. Im Gegensatz zum Private Key kann die Public Address öffentlich gemacht werden, da sie nur verwendet wird, um Zahlungen zu empfangen, nicht um auf das Konto zuzugreifen.
Die Public Address dient als Empfangsadresse für Transaktionen und wird genutzt, um anderen Teilnehmern des Netzwerks mitzuteilen, wohin sie Bitcoin senden sollen. Die Public Address besteht ebenfalls aus einer Kombination von Zahlen und Buchstaben, ist jedoch länger als der Private Key und besteht in der Regel aus 26-35 alphanumerischen Zeichen. Im Gegensatz zum Private Key kann die Public Address ohne Risiko an andere weitergegeben werden, da aus ihr nicht der Private Key abgeleitet werden kann.
Wenn ein Nutzer Bitcoin empfangen möchte, gibt er seine Public Address an den Absender weiter. Der Absender verwendet dann seinen eigenen Private Key, um die Transaktion zu signieren und an die Bitcoin-Adresse des Empfängers zu senden. Die Überweisung wird anschließend von den Nodes im Netzwerk verifiziert und in der Blockchain festgehalten. Der Empfänger kann dann die Transaktion in seiner Wallet-Software sehen und überprüfen, ob der Betrag korrekt angekommen ist.

Distributed Ledger

Der Distributed Ledger ist ein wesentlicher Bestandteil der Blockchain-Technologie, da er sicherstellt, dass alle Transaktionen und Informationen in einer dezentralen und transparenten Art und Weise dokumentiert und gespeichert werden. Der Ledger wird von allen Teilnehmern des Netzwerks gemeinsam verwaltet und aktualisiert, was zu einer hohen Integrität und Sicherheit des Systems beiträgt. Die Informationen können nicht manipuliert werden, da jede Änderung im Ledger transparent und für alle Teilnehmer sichtbar ist. Darüber hinaus ist der Ledger gegen Ausfälle oder Angriffe geschützt, da er auf vielen Computern im Netzwerk gespeichert wird und somit keine zentrale Schwachstelle hat.

Hashwerte und Kryptografie

Die Kryptografie spielt eine entscheidende Rolle in der Blockchain-Technologie, insbesondere bei der Erstellung von Hashwerten und bei der Verschlüsselung der Konten. Die Hashfunktionen, wie SHA-256, gewährleisten die Unveränderlichkeit der Daten in der Blockchain, indem sie sicherstellen, dass Änderungen an einem Block sofort erkennbar sind. Die Kollisionsresistenz der Hashfunktionen stellt sicher, dass verschiedene Eingabedaten niemals denselben Hashwert ergeben, was die Integrität der Daten in der Blockchain weiter erhöht. Die kryptografisch verschlüsselten Konten, die durch den Public-Private-Key-Mechanismus geschützt sind, ermöglichen es den Teilnehmern, sicher miteinander zu interagieren, ohne dass eine zentrale Instanz zur Überwachung der Transaktionen erforderlich ist.

Mining - Belohnungssystem der Blockchain

Eine der bekanntesten Konsensus-Mechanismen ist der Proof-of-Work (PoW), der bei Bitcoin und vielen anderen Kryptowährungen angewendet wird. Bei PoW müssen Miner mathematische Rätsel lösen, um einen gültigen Hashwert zu erzeugen, der die Schwierigkeit erfüllt. Je größer die Rechenleistung, desto höher die Chance, das Rätsel zu lösen und einen neuen Block zu schaffen. Sobald ein Miner einen Block erstellt hat, sendet er ihn an das Netzwerk, um von anderen Teilnehmern validiert zu werden. Wenn der Block erfolgreich validiert wird, wird er an die Blockchain angehängt und der Miner wird mit einem vorher festgelegten Betrag an Kryptowährung belohnt.
Ein anderer Konsensus-Mechanismus ist der Proof-of-Stake (PoS), der eine andere Methode zur Bestimmung des nächsten Blockerstellers verwendet. Hierbei hängt die Wahrscheinlichkeit, einen Block zu erstellen, von der Anzahl der Coins ab, die ein Teilnehmer besitzt und bereit ist, in einer Art Lotterie einzusetzen. Der Gewinner erhält den Zuschlag und wird mit einer Belohnung in Form von Kryptowährungen belohnt. PoS verbraucht im Vergleich zu PoW deutlich weniger Energie, da es keine aufwendigen mathematischen Rätsel zu lösen gibt.

Proof of Work

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das P2P-System, in dem wir uns befinden, manipulationssicher und transparent ist. Die Informationen werden dezentral und unveränderlich aufgezeichnet, und die Teilnehmer interagieren mithilfe von kryptografisch verschlüsselten Konten. Die Blockchain besteht aus einer Kette von Hash-basierten Blöcken, die die Informationen des verteilten Kontenbuchs enthalten. Diese Blöcke werden von Teilnehmern des Systems, auch bekannt als "Miner", erstellt und als Belohnung für ihre Arbeit erhalten sie Kryptowährungen wie zum Beispiel Bitcoin. Der Konsensus-Algorithmus, wie beispielsweise Proof of Work, wählt durch ein spezielles Verfahren aus, welche Teilnehmer für die Erstellung eines neuen Blocks ausgewählt werden.

Genehmigungsfrei oder Genehmigungspflichtig

Genehmigungsfrei und genehmigungspflichtig beziehen sich auf die Art von Blockchain-Netzwerken, die verwendet werden, um Transaktionen zu validieren und aufzuzeichnen. Genehmigungsfreie Blockchains, wie die von Bitcoin, verwenden ein dezentrales Netzwerk von Knotenpunkten, um Transaktionen direkt zwischen den Benutzern zu bestätigen. Im Gegensatz dazu werden genehmigungspflichtige Blockchains von einer zentralen Behörde oder einem Unternehmen verwaltet, die die Knotenpunkte kontrollieren, die den Block erstellen und Transaktionen validieren.

In Bezug auf Sicherheit sind genehmigungsfreie Blockchains in der Regel sicherer, da es viele Knoten gibt, die die Transaktionen und die gesamte Datenbank validieren. Es ist schwieriger, Absprachen zu treffen, was die Blockchain fast fälschungssicher macht. Je weniger Knoten in einer Blockchain vorhanden sind, desto einfacher ist es für böswillige Akteure, Absprachen zu treffen. Daher müssen die Verwalter privater Blockchains sicherstellen, dass die Knoten, die Blöcke hinzufügen und verifizieren, äußerst vertrauenswürdig sind.

Allerdings haben genehmigungsfreie Blockchains auch ihre Nachteile, wie beispielsweise längere Transaktionszeiten und höherer Energieverbrauch aufgrund der großen Anzahl von Knoten und der Größe der Transaktionen. Im Gegensatz dazu können genehmigungspflichtige Blockchains effizienter sein, da der Zugang zum Netzwerk und Rechte im Netzwerk beschränkt sind und weniger Knoten vorhanden sind, was zu einer geringeren Verarbeitungszeit pro Transaktion führt.

Es gibt grundsätzlich 4 Blockchain Typen

 

Public Blockchains

Public Blockchains zeichnen sich durch eine dezentrale Struktur aus und sind von Natur aus erlaubnisfrei, was bedeutet, dass sich jeder anschließen kann. Alle Knoten haben das gleiche Recht, auf die Blockchain zuzugreifen, neue Datenblöcke zu erstellen und zu validieren. Die bekanntesten öffentlichen Blockchains sind Bitcoin und Ethereum. Jeder kann ihnen beitreten, und jeder Knoten hat die gleiche Anzahl von Stimmen.

Vorteile

Dank der dezentralen Struktur ist es schwierig, die Kontrolle über das System zu erlangen. Das Netzwerk wird durch den Prozess des Proof-of-Work oder Proof-of-Stake vertrauenswürdig.
Der einfache Zugang ermöglicht eine stärkere Verbreitung des Systems. Das Netzwerk kann breiter angewendet werden und ist zugleich sicherer, da es schwieriger zu hacken ist.
Aufgrund der hohen Transparenz der öffentlichen Blockchain können gefälschte Transaktionen nicht angezeigt oder bestehende versteckt werden. Ein ausgezeichnetes Erklärvideo zum Proof-of-Work und Proof-of-Stake finden Sie auf YouTube. Der Übergang von Proof-of-Work zu Proof-of-Stake benötigt nicht nur weniger Energie, sondern ist auch sicherer und kann die TPS erhöhen.

Übrigens: Eine allgemeine Gegenüberstellung von Vor- und Nachteilen der Blockchain finden Sie hier in unserem Blog.

Nachteile

Ein Nachteil sind die geringen TPS (Transaktionen pro Sekunde) bei öffentlichen Blockchains. Ein Vergleich zwischen öffentlichen Blockchains wie Bitcoin oder Ethereum und dem VISA-Netzwerk zeigt den Unterschied: Während Bitcoin und Ethereum jeweils auf 7- bzw. 15 TPS kommen, liegt das VISA-Netzwerk bei 24.000 TPS.
Die langsamen Verarbeitungsraten der Public Blockchains führen auch zu einer geringeren Skalierbarkeit. Das Wachstum des Netzwerks beeinträchtigt die Fähigkeit des Netzwerks, Transaktionen zu bearbeiten. Immer mehr Transaktionen stauen sich an und können nicht bearbeitet werden. Mit Proof-of-Stake oder anderen algorithmischen Änderungen kann man die Transaktionen pro Sekunde erhöhen, was derzeit insbesondere vom Ethereum-Netzwerk angestrebt wird.
Zuletzt ist der hohe Energieverbrauch als negativ anzusehen. Zwar sind Public Blockchains unglaublich sicher, aber der Prozess des Proof-of-Work ist sehr energieaufwendig. Dies ist nicht nur aus ökologischer, sondern auch aus wirtschaftlicher Sicht bedenklich. Die New York Times hat im vergangenen Jahr eine sehr anschauliche Aufschlüsselung des Energieverbrauchs von Bitcoin mit passenden Beispielen veröffentlicht.

Private Blockchains

Private Blockchains sind im Gegensatz zu öffentlichen Blockchains durch eine zentralisierte oder teilweise dezentralisierte Struktur gekennzeichnet. Sie können vollständig von einer einzigen Organisation kontrolliert werden, die darüber entscheidet, wer ein Knoten sein darf und welche Rechte dieser hat.

Vorteile

Private Blockchains haben in der Regel schnellere Validierungszeiten, da weniger Knoten beteiligt sind. Sie können TPS-Geschwindigkeiten im vier- bis sechsstelligen Bereich erreichen. Unternehmen profitieren von einer stärkeren Kontrolle über das System, da sie Personen individuell identifizieren und bestimmte Dinge steuern können. Rechte können individuell vergeben werden, so dass die Organisation die Kontrolle über das Netzwerk behält. Private Blockchains können auch nahezu unbegrenzt skaliert werden.

Nachteile

Der größte Nachteil von privaten Blockchains ist das möglicherweise mangelnde Vertrauen in sie. Da es in der Regel kein offenes Hauptbuch gibt, ist die Sicherheit und Legitimität der Benutzer nicht unabhängig gewährleistet. Das Risiko von Sicherheitsverletzungen ist im Falle von privaten Blockchains höher, da ein einzelner Knoten über die Rechte oder Validierung der Transaktionen anderer Knoten bestimmen kann. Dies birgt Risiken, insbesondere im Hinblick auf menschliches Versagen oder böswilliges Verhalten.

Consortium Blockchain

Vorteile

Consortium Blockchains bieten im Vergleich zu privaten Blockchains eine höhere Sicherheit, da mehrere Organisationen das Netzwerk verwalten und somit keine einzelne Organisation alleinige Kontrolle hat. Dies kann auch das Vertrauen in das Netzwerk stärken, da es von mehreren Parteien unterstützt wird.

Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, das Netzwerk zu skalieren, da mehrere Organisationen beteiligt sind und somit mehr Ressourcen zur Verfügung stehen.

Nachteile

Wie bei privaten Blockchains ist das Risiko einer Sicherheitsverletzung höher als bei öffentlichen Blockchains, da das Netzwerk weniger dezentralisiert ist und Transaktionen nur von wenigen Knoten validiert werden.

Darüber hinaus kann die Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Organisationen eine Herausforderung darstellen, da möglicherweise unterschiedliche Interessen und Prioritäten bestehen.

Hybrid Blockchains

Hybride Blockchains sind eine Kombination aus einer privaten und einer öffentlichen Blockchain. Hierbei werden die Vorteile beider Arten genutzt. Der Aufbau kann entweder genehmigungsbasiert oder genehmigungsfrei erfolgen. 

Bei hybriden Systemen haben die Nutzer die Kontrolle darüber, wer Zugriff auf die gespeicherten Daten in der Blockchain hat und in welchem Umfang. Der Vorteil eines hybriden Netzwerks liegt in seiner Flexibilität. Es ist möglich, mehrere öffentliche Blockchains mit einer privaten Blockchain zu verbinden und so gezielt die Vorteile beider Netzwerke zu nutzen.

 Eine Transaktion in einem privaten Netzwerk wird normalerweise innerhalb dieses Netzwerks überprüft, kann aber auch in einer öffentlichen Blockchain verifiziert werden. Dadurch erhöht sich die Sicherheit und Transparenz des Netzwerks, da mehr Knoten an der Verifizierung beteiligt sind.