Überblick: Die 4 Blockchain Typen erklärt

Different Types of Blockchain

Moment, was? Jetzt gibt es sogar verschiedene Arten von Blockchains? Ja, die gibt es.

Da die überwiegende Mehrheit unter dem Begriff Blockchain lediglich Bitcoin versteht, ist es von umso größerer Bedeutung, die unterschiedlichen Arten der Blockchain zu kennen und zu wissen, welcher Typ zu welchem Anwendungsfall passt. Welches sind die unterschiedlichen Arten der Blockchain, wodurch unterscheiden sie sich und was sind mögliche Vor- und Nachteile?  

Blockchain Grundlagen

Die Blockchain ist derzeit ein dominierendes Tech-Thema. Wir haben die Blockchain und dessen Vorteile in unser Ranking der wichtigsten Tech-Trends aufgenommen.  
Seid ihr neu im Bereich Blockchain? Dann empfehlen wir euch unseren Beginner‘s-Guide für eine einfache Einleitung in das Thema. Hier erläutern wir viele Dinge wie die Funktionsweise der Blockchain, entsprechende Anwendungsgebiete wie Smart-Contracts, Cybersicherheit oder Kryptowährungen sowie vieles mehr. Wir freuen uns, euch die Blockchain näherbringen zu dürfen.   

Grundlegend muss zwischen vier unterschiedlichen Blockchain-Strukturen unterschieden werden: Public, Private, Consortium und Hybrid. Darüber hinaus muss zwischen genehmigungsfrei und genehmigungspflichtig 
(engl.: Permissionless; Permissioned) unterschieden werden. Genehmigungsfreie Blockchains erlauben es einem beliebigen Nutzer, ohne Prüfung oder ähnliches am Netzwerk teilzunehmen, sprich ein Knoten dieses Netzwerks zu werden. Im gegenteiligen Fall, der genehmigungspflichtigen Blockchain, können Nutzer bereits beim Beitritt oder anschließend als Teil des Netzwerks eingeschränkt werden. Auch ist man in der genehmigungsfreien Blockchain anonym, während dies bei der genehmigungspflichtigen Blockchain in der Regel nicht der Fall ist.

Genehmigungsfrei vs. Genehmigungspflichtig

Begutachtet man die Sicherheit, sind genehmigungsfreie Blockchains tendenziell sicherer. Dies liegt daran, dass es viele Knoten gibt, die Transaktionen und die gesamte Datenbank validieren. Absprachen sind dahingehend nahezu unmöglich, wodurch die Blockchain nahezu fälschungssicher ist. 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. Darüber hinaus ist der Beitritt für Dritte in das System tendenziell einfacher, dies kann ebenfalls von Vorteil sein.   

Ein Negativpunkt der genehmigungsfreien Blockchains sind die aufgrund der großen Anzahl von Knoten und der Größe der Transaktionen auftretenden langen Transaktionszeiten sowie der hohe Energieverbrauch. Da der Zugang zum Netzwerk bzw. Rechte im Netzwerk beschränkt sind, gibt es weniger Knoten, was zu einer geringeren Verarbeitungszeit pro Transaktion führt. Hierdurch können genehmigungspflichtige Blockchains effizienter sein.  

Offene vs. Geschlossene Blockchain

Die 4 Blockchain-Typen im Überblick

Public Blockchains

Erkennen kann man öffentliche Blockchains an einer dezentralen Struktur sowie dem Merkmal, dass sie von Natur aus erlaubnisfrei sind, es demnach jedem erlaubt ist, sich anzuschließen. Alle Knoten haben das gleiche Recht, auf die Blockchain zuzugreifen, neue Datenblöcke zu erstellen und diese zu validieren. Bitcoin und Ethereum sind die bekanntesten öffentlichen Blockchains. Ein Beitritt ist dabei für Jedermann möglich, auch hat jeder Knoten die gleiche Anzahl Stimmen.  

Vorteile:   

+ Dank der dezentralen Struktur haben es böswillige Akteure schwierig, die Kontrolle über das System zu erlangen. Das Netzwerk ist durch den Prozess des Proof-of-Work bzw. Proof-of-Stake vertrauenswürdig.  

+ Durch den im Vergleich zu privaten Blockchains einfache Zutritt ermöglicht eine stärkere Ausbreitung des Systems. Davon profitiert das System selbst als auch die Nutzer – Stichwort Netzwerkeffekt. Hierdurch kann das Netzwerk breiter angewandt werden und ist zugleich sicherer, da es schwieriger gehackt werden kann.   

+ Da die öffentliche Blockchain eine hohe Transparenz aufweist, können gefälschte Transaktionen nicht angezeigt werden oder bestehende verborgen werden.

Eine exzellente Erläuterung zu Proof-of-Work und Proof-of-Stake findet ihr in diesem YouTube-VideoDer Übergang von Proof-of-Work hin zu Proof-of-Stake benötigt nicht nur weniger Energie, sie ist auch sicherer und kann die TPS erhöhen.

Übrigens: Eine allgemeine Gegenüberstellung von Vor- und Nachteilen der Blockchain findet ihr hier bei uns im Blog 

Nachteile:   

Ein Nachteil sind die geringen TPS (Transactions per second) 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. Grund hierfür ist, dass das Wachstum des Netzwerks der Fähigkeit des Netzwerks, Transaktionen zu bearbeiten, schadet. Immer mehr Transaktionen stauen sich an und können nicht bearbeitet werden. Mit ProofofStake oder anderen algorithmischen Änderungen kann man die Transaktionen/Sekunde erhöhen, etwas, das derzeit besonders das Ethereum-Netzwerk anstrebt.   

Zuletzt ist der hohe Energieverbrauch als negativ anzusehen. Zwar sind Public Blockchains unglaublich sicher, zugleich ist der Prozess des Proof-of-Work sehr energieaufwendig. Dies ist nicht nur aus ökologischer, sondern auch aus wirtschaftlicher Sicht bedenklich. Eine sehr anschauliche Aufschlüsselung des Energieverbrauchs des Bitcoins mit passenden Beispielen hat die New York Times vergangenes Jahr veröffentlicht.  

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Private Blockchains

Im Gegensatz zu öffentlichen Blockchains sind private Blockchains durch einen zentralen bzw. nur teilweise dezentralen Charakter gekennzeichnet. Hierdurch können sie vollständig durch eine einzige Organisation kontrolliert werden. Ebendiese zentrale Organisation bestimmt, wer ein Knoten sein darf und wer nicht. Darüber hinaus können sich die Rechte der einzelnen Knoten unterscheiden – welcher Knoten welche Rechte zur Ausführung von Aktionen hat, wird durch die zentrale Organisation entschieden.  

Vorteile:  

+ In der Regel schnellere Validierungszeiten, da weniger KnotenDie Probleme, die unter anderem das Ethereum-Netzwerk betreffen, kommen hier nicht oder kaum vor. Bei privaten Blockchains sind TPS-Geschwindigkeiten im vier- bis sechsstelligen Bereich möglich. 

+ Stärkere Kontrolle über das System, hiervon profitieren insbesondere Unternehmen. Möchte man beispielsweise Personen einzeln identifizieren oder bestimmte Dinge steuern können, ist ein privates Netzwerk von Vorteil. Rechte können individuell vergeben werden, so behält man die Kontrolle über das Netzwerk. Hierdurch kann das Netzwerk auch nahezu beliebig skaliert werden – ein weiterer Vorteil.  

Nachteile:   

Größter Nachteil einer privaten Blockchain ist das möglicherweise mangelnde Vertrauen in diese. Hier liegt meist kein offenes Hauptbuch vor, somit ist die Sicherheit und Legitimität eines jeden Nutzers nicht unabhängig gesichert.   

Auch das Risiko einer Sicherheitsverletzung ist im Falle von privaten Blockchains höher. Teilweise kann ein einzelner Knoten über die Rechte oder Validierung der Transaktionen anderer Knoten bestimmen. Dies beherbergt Risiken, hauptsächlich im Hinblick auf menschliches Versagen oder böswilliges Verhalten.

Consortium Blockchains

Hierbei handelt es sich um ein sogenanntes halbdezentrales Netzwerk, bei welchem nicht nur eine, sondern mindestens zwei Organisationen das Blockchain-Netzwerk verwalten. Im Hinblick auf die Vor- und Nachteile hat man auch hier eine Mischung beider Netzwerke. Auf der einen Seite liegt eine geringere Sicherheit vor, da Transaktionen erneut nur von wenigen Knoten validiert werden, auf der anderen Seite kann das System jedoch besser skaliert werden und die TPS sind höher. Halbdezentrale Netzwerke werden beispielsweise von Banken oder Behörden genutzt.

Hybride Blockchains

Der hybride Ansatz besteht aus einer Kombination aus einer privaten und einer öffentlichen Komponente. Hier werden die Merkmale beider Arten von Blockchains genutzt. Grundlegend bestehen beim Aufbau hybrider Blockchains zwei Möglichkeiten:    

Privates, genehmigungsbasiertes System

Öffentliches, genehmigungsfreies System.  

Bei hybriden Systemen können die einzelnen Nutzer kontrollieren, ob und wie Zugriffsrechte vergeben werden, sprich, wer Zugriff auf die in der Blockchain gespeicherten Daten erhält.    

Ein zentraler Vorteil des hybriden Netzwerks ist die Flexibilität. So können die Nutzer mehrere öffentliche Blockchains mit einer privaten Blockchain verbinden. Hiermit können gezielt die Vorteile der beiden Netzwerkarten genutzt werden. Eine Transaktion in einem privaten Netzwerk, einer hybriden Blockchain, wird i.d.R. innerhalb dieses Netzwerks überprüft. Sie kann aber auch in eine öffentliche Blockchain gegeben werden, wodurch diese hier überprüft wird. Da hier mehr Knoten zur Verifizierung eingebunden werden, erhöht sich die Sicherheit und Transparenz des Netzwerks.

Warum brauchen wir verschiedene Arten von Blockchains?

Ziele einer Blockchain sind die Durchführung von Transaktionen sowie der Austausch von Informationen über ein sicheres Netzwerk. Nichtsdestotrotz unterscheiden sich die Anforderungen an das Netzwerk, weshalb verschiedene Blockchains notwendig sind. Faktoren, die Unterschiede in Netzwerken verursachen:    

  • Kontrolle über das Netzwerk  
  • Notwendigkeit einer öffentlichen Validierung 
  • Höhe der TPS
  • Vertrauenswürdigkeit und Sicherheit 

Ein praktisches Beispiel stellen die Anforderungen an die Blockchain und die DLT-Technologie seitens des Ethereum-Netzwerks und des Netzwerks einer Bank dar. Während Ethereum eine möglichst große Menge Nutzer auf dem gesamten Planeten in sein Netzwerk einbinden möchte, hat eine Bank möglicherweise andere Pläne. Eine Bank strebt möglicherweise ein eingeschränktes Netzwerk an, in welchem nur die autorisierten Mitglieder der Bank Zugang zu vertraulichen und sensiblen Informationen haben. Durch die Kontrolle über Rechte- und Zugänge kann die Bank lediglich vertrauenswürdigen Personen den Zugriff auf Ihr Netzwerk gewähren und den Umfang ihrer privaten Blockchain auch geografisch festlegen. Diese Freiheiten existieren mit einer Public Blockchain nicht.   

Wichtig ist dahingehend, keinen Arten der Blockchain per se auszuschließen oder für „schlecht“ zu befinden. Jeder Typ hat seine Vor- und Nachteile sowie bestimmte Anwendungsgebiete, in welchen er der Champion ist. Es gilt zu verstehen, wann welcher Typ der Blockchain zur Anwendung kommen kann und sollte, um so bestmögliche und idealerweise fehlerfreie Lösungen bereitstellen zu können.    

 

Plant ihr derzeit Projekte im Bereich Blockchain? ElevateX ist für euch da und unterstützt euch von Anfang an bei der Umsetzung eurer Strategien und Pläne. Egal, ob ihr persönliche Unterstützung für euer Projekt oder IT-Experten benötigthier könnt ihr loslegen. 

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