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Blockchains sind Anwendungen, die auf Schicht 7 des OSI-Stacks zugänglich sind. Sie bieten ein verteiltes, kryptografisch integritätsgesichertes digitales Hauptbuch (Distributed Digital Ledger), das ohne zentrale Instanz auskommt. Daher muss es einen Konsensmechanismus für die Aufzeichnung und Absicherung von Transaktionen und einen Anreizmechanismus für die Parteien geben, welche die Arbeit erledigen. Diese Struktur ermöglicht Transaktionen zwischen Parteien, zwischen denen kein bestehendes Vertrauensverhältnis vorhanden ist. Die Transaktionen sind kostenpflichtig.
Die Wallet als Authentisierung
Die Verbindung zu einer Blockchain erfordert eine Wallet (Brieftasche) zur Authentifizierung und zur Registrierung digitaler Vermögenswerte oder anderen digitalen Nachweisen auf dieser Blockchain. Der Transaktionsnachweis für den Erwerb oder Verkauf dieser digitalen Vermögenswerte befindet sich auf der Blockchain selbst. Der Besitz einer Wallet für eine bestimmte Blockchain ist eine Voraussetzung für den Zugang zu dieser bestimmten Blockchain und zu den der Wallet zugewiesenen Vermögenswerten.
Blockchains verwenden asymmetrische Kryptografie für die Benutzerauthentifizierung. Jeder Nutzer hat seinen eigenen privaten und öffentlichen Schlüssel. Der private Schlüssel wird in der Wallet gespeichert, der öffentliche dient als Adresse auf der Blockchain. Das Paar aus privatem und öffentlichem Schlüssel jedes Nutzers für eine bestimmte Blockchain ist auf die Verwendung auf dieser bestimmten Blockchain beschränkt.
Um auf verschiedene Blockchains zugreifen zu können, benötigt ein Nutzer entweder eine andere Wallet für jede dieser Blockchains oder eine Meta-Wallet, die verschiedene Wallets für verschiedene Blockchains enthalten kann. Die meisten Wallets haben auch eine Webschnittstelle und die meisten Meta-Wallets werden über Webdienste zur Verfügung gestellt. Jede Blockchain hat ihren eigenen Token, zum Beispiel Bitcoin für das Bitcoin-Netzwerk und Ether für Ethereum. Die Übertragbarkeit von Vermögenswerten ist begrenzt. Bitcoins können nicht direkt auf die Ethereum-Blockchain übertragen werden und umgekehrt funktioniert das auch nicht direkt. Es geht zur Zeit nur über einen Vermittler wie BTC Relay und das auch nur beschränkt.
Bei Blockchains, die Smart Contracts unterstützen, hat jeder Smart Contract wie jeder Nutzer seine eigene Adresse auf der Blockchain (zum Beispiel Ethereum). Der Smart Contract muss mit Token ausgestattet werden, damit er ausgeführt werden kann. Die Vertragsausführung kostet und die Kosten sind von den jeweils aktuellen Transaktionskosten der Blockchain abhängig. Blockchains bieten die Möglichkeit zur Nutzung einer dezentralen, kryptographisch abgesicherten und fälschungssicheren Buchführung und zur Transaktionsausführung. Sie sind aber keine Datenbanken und können nur eine sehr begrenzte Anzahl Transaktionen pro Sekunde ausführen.
Netzwerkperspektive
Aus Netzwerkperspektive sind Blockchains Applikationen auf Layer 7 des OSI-Stacks und bauen ihre eigene Infrastruktur auf.