Offene Infrastruktur

Jeder darf an der Infrastruktur von Bitcoin teilnehmen und aus den zuletzt bekanntgegebenen Überweisungsnachweisen einen neuen Block erzeugen und verteilen. Dabei werden neue Münzen erschaffen und dem Schürfer gutgeschrieben. Das Geld entsteht also als Nebenprodukt des Handel­betriebs.

Bevor ein Block festgeschrieben werden kann, muss aber ein kryptografisches Rätsel gelöst werden. Der Hash-Wert jedes Blocks muss mit einer vordefinierten Anzahl von Nullen anfangen, was sich nur erreichen lässt, indem den Überweisungsinformationen im neuen Block ein passender Code beigefügt wird. Die absichtlich aufwendige Suche nach solchen Codes nennt sich Schürfen (Mining). Sie ist allerdings äußert umweltschädigend: Schätzungsweise wurde 2014 weltweit bei der Jagd nach Bitcoin-Hash-Werten eine mit dem Ge­samt­energiebedarf Irlands vergleichbare Strommenge aufgewendet, wie die Wissenschaftler David Malone und Karl J. O’Dwyer von der National University of Ireland Maynooth errechnet haben.

Beim kommerziellen Einsatz der Blockchain wird es kaum eine fachliche Anforderung sein, Münzen zu schürfen. Da aber die Integrität eines verteilten Systems auf dem Konsens unter unterschiedlichen Teilnehmern beruht, bleibt bei einer offenen, anonymen Infrastruktur irgendein Mechanismus notwendig, der verhindert, dass sich ein einziger Systemteilnehmer als eine große Menge an Akteuren ausgibt. Der dem Schürfen immanente Energiegebrauch bietet einen wirksamen Schutz vor solchen Angriffen, denn es vermag nur derjenige, mich nachzuahmen, der auch meinem Ressourceneinsatz gleichkommt (Proof of Work).

Bei Ethereum wird aber inzwischen der Umstieg auf ein alternatives Schutzmodell geplant: Das Recht, neue Münzen zu prägen, soll durch eine Investition bestehender Münzen erkauft werden (Proof of Stake). Da die Richtigkeit des Gesamtsystems den externen Wert der Währung beeinflusst, hat jeder Münzenbesitzer einen rein egoistisch motivierten Grund, diese Richtigkeit nicht aufs Spiel zu setzen.

Ein oder mehrere Unternehmen, die eine eigene Blockchain-Instanz betreiben, können die hohen Kosten solcher Schutzmethoden durch den Einsatz einer sogenannten permissioned blockchain, einer genehmigte Blockchain, vermeiden. Hier sind die Knoten, die die Infrastruktur bilden, bekannt, authentifiziert und rechenschaftspflichtig.

Weigert sich ein Bitcoin-Miner, eine Transaktion in den Block aufzunehmen, den er gerade schürft, zum Beispiel, weil er selber der Überweisende ist und die Münzen lieber für sich behalten möchte, wird die Transaktion woanders in einen späteren Block aufgenommen. Diese Fähigkeit der Kryptowährungssysteme, ihre globale Integrität beizubehalten, wenn sich einzelne Knoten im Netzwerk anders verhalten als erwartet, vereinbart oder gewünscht, ist für das Enterprise von großem Interesse.

Die Robustheit eines Gesamtsystems gegenüber einzelnen unehrlichen Teilnehmerknoten nennt sich byzantinische Fehlertoleranz. Der Begriff stammt aus einem Gedanken­experiment, in dem byzantinische Generäle auf dem Schlachtfeld über Boten kommunizieren. Sie müssen eine sinnvolle gemeinsame Entscheidung treffen können, selbst wenn einzelne Generäle auf der Seite des Feindes stehen.

Eine Open-Source-Blockchain-Implementierung, die die byzantinische Fehlertoleranz im Kontext einer permissioned blockchain anbietet, ist Tendermint.

Ein Großunternehmen, das eine Blockchain verteilt über verschiedene Abteilungen betreibt, beispielsweise um Budgetrahmen festzuhalten, würde aus der byzantinischen Fehlertoleranz den großen Mehrwert ziehen, dass mit ihr das Gesamtsystem gegenüber der Kompromittierung beziehungsweise dem technischen Versagen einzelner Knoten resistent wäre. Und eine gemeinsam durch mehrere Unternehmen betriebene Blockchain würde das Merkmal ebenfalls benötigen, um die Mehrheit der teilnehmenden Firmen vor einzelnen schwarzen Schafen zu schützen.