Private, öffentliche und Konsortium-Blockchains – Was ist der Unterschied?

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Private, öffentliche und Konsortium-Blockchains – Was ist der Unterschied?
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Als Bitcoin auf den Markt kam, legte es den Grundstein für eine Industrie, die sich um die Technologie dreht, die dem Protokoll zugrunde liegt: die Blockchain. Eifrige Innovatoren haben nun das Potenzial der Technologie entdeckt und erforschen ihre Anwendungen in allen denkbaren Branchen.

Bitcoin ist das, was als eine Kryptowährung bezeichnet wird – eine Form von digitalem Bargeld, das nicht von einer einzigen Instanz kontrolliert wird. Stattdessen wird eine Kombination aus verteilter Datenbanktechnologie, finanziellen Anreizen und kryptographischen Techniken eingesetzt, um es einem breiten Ökosystem zu ermöglichen, sich ohne Führungskräfte oder Administratoren zu koordinieren.

Die vom Bitcoin-Netzwerk verwendete Datenstruktur hat in den mehr als 10 Jahren seit ihrer Gründung eine große Anziehungskraft hervorgerufen. Jetzt wird die Blockchain-Technologie  getestet in Sektoren von Finanzen und  Lieferketten bis hin zu Rechtssystemen und Regierungen.

Falls Sie unseren Einsteigerleitfaden zur Blockchain-Technologie verpasst haben: Eine Blockchain ist eine einfache Datenstruktur, deren Einträge nicht bearbeitet, sondern nur erweitert werden können. Es kann helfen, es als eine Tabellenkalkulation zu betrachten, bei der jede Zelle auf die vorherige zeigt, so dass jeder Versuch, eine frühere Zelle zu modifizieren, sofort sichtbar wird. Im Allgemeinen speichert eine Blockchain Informationen über Finanztransaktionen, kann aber mit jeder Art von digitalen Daten verwendet werden.

Um mit unserem Beispiel der Tabellenkalkulation fortzufahren, würde das Dokument selbst von vielen Parteien verwahrt werden. Jeder von ihnen betreibt auf seinem Gerät spezialisierte Software, die sich mit anderen Geräten verbindet, auf denen die Software läuft, so dass alle Teilnehmer im Besitz einer aktuellen Datenbank sind. 

Es gibt keine zentrale Quelle, von der die Teilnehmer diese Informationen erhalten (das Netzwerk istverteilt). Das bedeutet, dass die Verbreitung von Informationen langsamer ist, aber das Netzwerk wird in Bezug aufSicherheit und Redundanz stärker.

Im Folgenden betrachten wir drei Arten von Blockchains – private, öffentliche und Konsortium-Blockchains. Lassen Sie uns vorher noch einmal auf einige wichtige Merkmale eingehen, die alle drei gemeinsam haben:

  • Ein reines Zusatz-Ledger – um sich als Blockchain zu qualifizieren, muss ein System der Struktur der Blockchain folgen, wobei jeder Block mit dem letzten verknüpft ist. Wenn unsere Blockchain die Sammlung von Zellen in unserer Kalkulationstabelle ist, sind die Blöcke die einzelnen Zellen.
  • Ein Netzwerk von Peers – jeder Teilnehmer im Netzwerk besitzt eine Kopie der Blockchain. Diese Teilnehmer werden Nodes genannt, und sie interagieren in einemPeer-to-Peer-Netzwerk.
  • Ein Konsensmechanismus – es muss einen Mechanismus geben, mit dem sich die Nodes auf die Richtigkeit der im Netzwerk verbreiteten Transaktionen einigen können, um sicherzustellen, dass keine gefälschten Daten in die Chain geschrieben werden.

Die folgende Tabelle fasst einige der wichtigsten Unterschiede zusammen.



Blockchain-Typ

Öffentlich

Privat

Konsortium

Genehmigungsfrei?

Ja

Nein

Nein

Wer kann es lesen?

Alle

Nur eingeladene Benutzer

Situationsbedingt

Wer kann schreiben?

Alle

Genehmigte Teilnehmer

Genehmigte Teilnehmer

Eigentum

Niemand

Einzelne Instanz

Mehrere Instanzen

Teilnehmer bekannt?

Nein

Ja

Ja

Transaktionsgeschwindigkeit

Langsam

Schnell

Schnell


Öffentliche Blockchains

Wenn Sie in letzter Zeit eine Kryptowährung verwendet haben, besteht die Möglichkeit, dass Sie mit einer öffentlichen Blockchain interagiert haben. Diese stellen die überwiegende Mehrheit der heute existierenden verteilten Ledger dar. Wir nennen sie öffentlich, weil jeder die stattfindenden Transaktionen einsehen kann, und die Benutzung ist eine einfache Sache, indem man die notwendige Software herunterlädt.

Wir verwenden oft auch den Begriff  genehmigungsfrei  zusammen mit  öffentlich. Keine Kontrollperson kann der Teilnahme im Weg stehen, und jeder kann sich mit dem Konsensmechanismus beschäftigen (z. B. durch Mining oder Staking). Da es jedem freisteht, teilzunehmen und für seine Rolle bei der Konsensfindung belohnt zu werden, erwarten wir eine stark dezentrale Topologie in einem Netzwerk, das um eine öffentliche Chain herum aufgebaut ist.

In gleicher Weise würden wir erwarten, dass eine öffentliche Blockchain zensurresistenter ist als eine private (oder halbprivate). Da jeder Teil des Netzwerks werden kann, muss das Protokoll bestimmte Mechanismen beinhalten, um zu verhindern, dass böswillige Akteure anonym einen Vorteil erlangen.

Der sicherheitsorientierte Ansatz bei öffentlichen Chains bringt jedoch Kompromisse an der Leistungsfront mit sich. Viele stoßen auf Skalierungshindernisse, und der Durchsatz ist relativ gering. Darüber hinaus kann es eine Herausforderung sein, Änderungen in einem Netzwerk zu etablieren, ohne Konflikte hervorzurufen, da sich selten alle Teilnehmer über die vorgeschlagenen Änderungen einig sind.


Private Blockchains

Im Gegensatz zur genehmigungsfreien Natur öffentlicher Blockchains legen private Blockchains Regeln fest, die bestimmen, wer die Chain sehen und darauf schreiben darf (sie sindzugelasseneUmgebungen). Dies sind keine dezentralen Systeme, da es eine klare Hierarchie in Bezug auf die Kontrolle gibt. Sie sind jedoch dadurchverteilt, dass vieleNodes immer noch eine Kopie der Chain auf ihren Maschinen aufrechterhalten.

Private Chains eignen sich besser für Unternehmen, die die Eigenschaften der Blockchain nutzen möchten, ohne ihr Netzwerk extern zugänglich zu machen.

Proof of Work ist verschwenderisch, aber es hat sich aufgrund des Sicherheitsmodells als notwendig für eine offene Umgebung erwiesen. In einer privaten Blockchain sind die Bedrohungen, die durch PoW abgewiesen werden, jedoch nicht so schädlich – die Identität jedes Teilnehmers ist bekannt, und Governance ist praktisch. 

Ein effizienterer Algorithmus ist in diesem Fall einer mit ernannten Validatoren, die Nodes sind, die ausgewählt wurden, um bestimmte Funktionen zur Transaktionsvalidierung zu übernehmen. Im Allgemeinen handelt es sich dabei um eine Auswahl von Nodes, die jeden Block unterzeichnen müssen. Sollten sich Nodes bösartig verhalten, können sie schnell erfasst und aus dem Netzwerk entfernt werden. Angesichts der Top-Down-Steuerung der Blockchain ist es einfach genug, eine Umkehrung zu koordinieren.


Konsortium-Blockchains

Die Konsortium-Blockchain ist zwischen öffentlichen und privaten Chains und kombiniert Elemente aus beiden. Der deutlichste Unterschied zu beiden Systemen lässt sich auf der Konsensebene beobachten. Anstelle eines offenen Systems, bei dem jeder Blöcke validieren kann oder eines geschlossenen Systems, bei dem nur eine einzige Einheit Blockproduzenten benennt, lässt eine Konsortium-Chain einige wenige, gleich starke Parteien als Validatoren fungieren.

Von dort aus sind die Regeln des Systems flexibel: Die Sichtbarkeit der Chain kann auf Prüfer beschränkt sein, für autorisierte Personen oder von allen eingesehen werden. Sofern die Prüfer einen Konsens erzielen können, können Änderungen leicht umgesetzt werden. Was das Funktionieren der Blockchain betrifft, so wird das System, wenn sich eine bestimmter Schwellenwert dieser Parteien ehrlich verhält, nicht in Schwierigkeiten geraten.

Eine Konsortium-Blockchain wäre am vorteilhaftesten in einem Umfeld, in dem mehrere Unternehmen in derselben Branche tätig sind, und erfordert eine gemeinsame Grundlage für die Durchführung von Transaktionen oder die Weitergabe von Informationen. Der Beitritt zu einem solchen Konsortium könnte für ein Unternehmen von Vorteil sein, da es ihm ermöglicht, Einblicke in seine Branche mit anderen Akteuren zu teilen.


Welche ist überlegen?

Grundsätzlich stehen öffentliche, private und Konsortium-Blockchains nicht im Widerspruch zueinander – sie sind verschiedene Technologien:

  • Gut durchdachte öffentliche Chains neigen dazu, sich in Sachen Zensurresistenz zu übertreffen, auf Kosten von Geschwindigkeit und Durchsatz. Diese sind am besten für größere Sicherheitsgarantien bei Transaktionsabrechnungen (oder Smart Contracts) geeignet.
  • Eine private Chain kann die Geschwindigkeit des Systems priorisieren, da sie sich nicht so sehr um zentrale Fehlerpunkte kümmern muss, wie es öffentliche Blockchains tun. Diese werden idealerweise in Situationen eingesetzt, in denen eine Person oder ein Unternehmen die Kontrolle behalten wollen und Informationen geheim gehalten werden müssen.
  • Konsortium-Chains mindern einige der Gegenparteirisiken einer privaten Chain (durch den Wegfall der zentralen Kontrolle), und eine kleinere Anzahl von Nodes ermöglicht es ihnen im Allgemeinen, viel effektiver zu arbeiten als eine öffentliche Chain. Konsortien werden sich wahrscheinlich an Unternehmen wenden, die die Kommunikation untereinander rationalisieren wollen.


Fazit

Es gibt eine Vielzahl von Blockchain-Optionen für Einzelpersonen und Unternehmen, die an verschiedenen Aktivitäten teilnehmen. Selbst innerhalb der Kategorien Öffentliche, Private und Konsortium-Blockchains gibt es eine Reihe von Feinheiten, die zu unterschiedlichen Benutzererfahrungen führen. Je nach Anwendungsfall müssen die Anwender das auswählen, was am besten zur Erreichung ihrer eigenen Ziele geeignet ist.

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