Was macht Blockchain unveränderlich?

EinsteigerNov 21, 2022
Verschlüsselungsalgorithmen, Konsensmechanismen und Hash-Funktionen sind die Schlüssel, um sicherzustellen, dass Blockchains unveränderlich sind.
Was macht Blockchain unveränderlich?

Eine Blockchain ist eine verteilte Datenbank, die dezentralisiert, anonym, Open Source und unveränderlich ist. Nach der Bestätigung werden On-Chain-Transaktionen dauerhaft gespeichert und können nicht geändert werden. Was macht On-Chain-Daten also unveränderlich?

1. Wie ist Blockchain aufgebaut?

Einfach ausgedrückt besteht eine Blockchain aus Blöcken und Ketten.

Ein Block besteht aus einem Header und einem Body, wobei ein Header die grundlegenden Informationen über den Block enthält, wie z. B. Zeitstempel, Versionsnummern, Zufalls-Hash, Hash des vorherigen Blocks, Merkle-Root-Hash und Mining-Schwierigkeit. Innerhalb des Blockkörpers befinden sich die gepackten Transaktionen, bei denen es sich um die von den Wallet-Benutzern mit ihren privaten Schlüsseln signierten Daten handelt. Mit anderen Worten, es handelt sich um eine Übertragung von Vermögenswerten zwischen Benutzern, aber zusätzlich zu den Benutzern gibt es eine weitere Transaktion, die dem Miner gehört, und der Transaktionsbetrag ist die Summe der Blockbelohnung zuzüglich der von allen Händlern gezahlten Gebühren Block.

Jeder Blockheader enthält den Hash des vorherigen Blockheaders und wird durch Zeitstempel und Versionsnummern miteinander verknüpft, um die Blockchain zu bilden.

2. Wie kann Blockchain unveränderlich sein?

Die Unveränderlichkeit der Blockchain bedeutet, dass die stattgefundenen Transaktionsaufzeichnungen nicht geändert werden können. Nachdem wir die Zusammensetzung der Blockchain kennen, kann sie als Unveränderlichkeit von Block-Header und Block-Body getrennt werden.

2.1 Block-Header

Der Block-Header zeichnet den zufälligen Hash-Wert des vorherigen Blocks auf, der vom Hash-Algorithmus aus den Transaktionsinformationen und dem Zeitstempel des vorherigen Blocks generiert wird. An diesem Punkt berechnen Miner im gesamten Netzwerk den Hash des Blockheaders mit Rechenleistung, und wer ihn zuerst berechnet, kann die Transaktion paketieren und per Broadcast mit dem gesamten Netzwerk synchronisieren. Wenn sich die Daten im vorherigen Block ändern, stimmen sie nicht mit dem Hash-Wert des ursprünglichen Blocks überein und werden vom nächsten Block nicht bestätigt.

2.2 Blockkörper

Die Unveränderlichkeit des Blockkörpers wird durch die Hash-Funktion bestimmt. Der Körper enthält viele Transaktionen, die durch Merkle-Bäume verbunden sind. Jede Änderung in einer der Transaktionen ändert den Hash-Wert der Merkle-Wurzel, was wiederum die Änderung des nächsten Block-Headers bewirkt. Die von Bitcoin verwendete Hash-Funktion ist der SHA-256-Algorithmus.

Daraus ist ersichtlich, dass eine Manipulation der Transaktionsdaten in der Blockchain direkt dazu führt, dass sich die Wurzel des Merkle-Baums ändert, und sich dann auch der Hash-Wert des nächsten Block-Headers ändert, was unzulässig wird und eine Neuberechnung von erfordert der Hash des neuen Blockheaders. Eine Änderung des Hash-Wertes des neuen Block-Headers führt wiederum zu einer Änderung des nächsten Block-Headers, was zu einem Datenkollaps führt, der vom gesamten Netzwerk nicht akzeptiert wird.

Theoretisch werden mehr als 51 % der Rechenleistung des Netzwerks benötigt, um Daten zu manipulieren, aber in einem ausreichend robusten Netzwerk ist ein 51-%-Angriff im Wesentlichen unmöglich und nicht im eigenen Interesse des Angreifers.

3. Unterschiede zum zentralisierten Netzwerk

Im zentralisierten Netzwerk wird die Datenbank von einer zentralen Behörde manipuliert, wo Neuausgabe, Änderung von Datensätzen und das Einfrieren des Umlaufs manipuliert werden können. Die Zentralbank kann jedes Jahr Fiat-Geld hinzufügen und das Bankvermögen von jedermann einfrieren. Und ein zentralisiertes Netzwerk erfordert im Vergleich zu einer verteilten Datenbank nur eine einzige Codefolge, um Daten zu ändern.

In der Blockchain nimmt jeder an der Buchhaltung teil, alle Transaktionsaufzeichnungen werden zeitnah mit dem gesamten Netzwerk synchronisiert, und dieselben Daten werden im Hauptbuch in den Händen aller aufgezeichnet, während es keine zentralisierte Organisation gibt, um sie zu manipulieren. Wenn also jemand das Hauptbuch in seiner Hand manipuliert, wirkt sich dies nicht auf die Hauptbuchaufzeichnungen anderer Personen aus. Gleichzeitig folgt das gesamte Netzwerk dem Grundsatz, dass die Mehrheit der Minderheit gehorcht, damit Daten nicht manipuliert werden.

Zum Beispiel leiht sich Bob 500 Dollar von Tom. Um zu verhindern, dass Bob säumig wird, lädt Tom Nancy als Mittelsmann zur Aussage ein. Bob sagt Nancy jedoch, dass er ihr 200 Dollar geben wird, wenn sie ihm beim Schummeln hilft. Nancy stimmt aus Interesse zu. In diesem Fall hat Tom keine Beweise oder Zertifikate, um sich geschlagen zu geben, und Nancy spielt hier die Rolle des Mittelsmanns.

Wenn der gesamte Prozess mit allen in Form einer Sendung synchronisiert wird, werden sich alle daran erinnern, dass Bob Tom 500 Dollar schuldet, und Bob hat keine Möglichkeit, dies zu leugnen.

4. Was sind die Anwendungen von Blockchain?

Aufgrund ihrer unveränderlichen Natur wird Blockchain in vielen Bereichen eingesetzt, darunter elektronische Identität, Lieferkette, Geldtransfer und Überweisung. Bei der E-Identität können die Authentifizierungsinformationen aller Personen direkt in die Blockchain geschrieben und an alle Knoten gesendet werden, sodass die Authentizität und Sicherheit der Informationen garantiert werden kann und keine Änderungen vorgenommen werden können. Dasselbe gilt für die Lieferkette, wo Probleme wie Undurchsichtigkeit, geringe Effizienz, Informationsbetrug usw. gut gelöst werden können.

Fazit

Die Unveränderlichkeit der Blockchain löst die Probleme des Datenbetrugs, der Datenmanipulation und der Datenundurchsichtigkeit im traditionellen Netzwerk und wurde ebenfalls weit verbreitet. Es sollte jedoch beachtet werden, dass dies nicht für alle Blockchain-Netzwerke gilt, wie z. B. Allianzketten oder private Ketten. Aufgrund der geringen Teilnehmerzahl und der semi-dezentralen oder zentralen Governance können die Daten auf diesen Ketten nicht absolut unveränderlich und transparent sein.

Autor: Toby
Übersetzer: Yuler
Rezensent(en): Hugo, Echo
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