Public vs. Private Ledger

Unterschiedliche Arten von Blockchains, daura

Die Digitalisierung ist einer die wichtigsten Pfeiler von innovativen Geschäftsaktivitäten und sie trägt längerfristig zur Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandorts Schweiz bei. Im Bereich der Distributed Ledger Technologie (DLT), welche die Blockchain Technologie umfasst, konnten in den letzten Jahren grosse technische Fortschritte verzeichnet werden.

DLT beschreibt dezentrale und digital geführte Kontenbücher. Vereinfacht gesagt handelt es sich um eine auf einer Vielzahl vernetzter Rechner geführten Datenbanken. Informationen werden basierend auf einen Konsens-Mechanismus validiert, in Blöcken gespeichert und so unveränderlich aufgezeichnet. Auf jedem teilnehmenden Rechner ist eine Kopie der gesamten Blockchain abgelegt. Die Blockchain an sich ist eine Anwendung der DLT-Technologie. Es handelt sich um ein dezentrales, virtuelles Transaktionsregister. Transaktionen können aufgezeichnet und ohne Zwischenschaltung von Intermediären abgewickelt werden. DLT- und Blockchain Technologie ermöglichen durch ihre dezentralen Charaktere, Informationen mit einem hohen Grad an Vertraulichkeit und Sicherheit zu teilen und Transaktionen durchzuführen.

Doch Blockchains sind nicht alle gleich. Jeder Blockchain Typ erfüllt einen bestimmten Zweck und hat seine immanente Existenzberechtigung. Blockchain Arten lassen sich kompakt in drei Gruppen unterscheiden:

1. Public Blockchains,

2. Private Blockchains, sowie

3. Federated Blockchains oder auch Konsortiums.

Ferner kommen noch diverse Mischformen wie z.B. die Public/Private-permissioned oder die Public/Private permissionless Blockchain dazu. Aufgrund ihrer Komplexität und Konzentration fokussiert sich dieser Artikel nur auf die public und private Blockchain. Mischformen, sowie die Federated Blockchain werden ausser Acht gelassen.

Public Blockchain vs. Private Blockchain

Public und private Blockchains sind beide verteilte Peer-to-Peer-Netzwerke, bei welchen jeder Teilnehmer eine Kopie des gemeinsamen Registers führt.

Ob eine Public oder eine Private Blockchain vorliegt, lässt sich anhand der folgenden Fragen ermitteln:

1. Wer darf am Netzwerk teilnehmen?

2. Wer darf Blockchain-Einträge gemäss dem Konsensus-Mechnismus validieren?

3. Wer darf das dezentrale Register führen?

Public Blockchain

Wie es der Name erahnen lässt, handelt sich bei dieser Blockchain um eine öffentliche Datenbank. Sie ist vollkommen dezentral ausgestaltet. Damit kann jeder am Netzwerk teilnehmen. Einige Netzwerke haben Anreizmechanismen eingebaut, die Teilnehmer dazu animieren sollen, am Netzwerk teilzunehmen. Jeder Netzwerkteilnehmer kann beim Lesen, Schreiben und Verifizieren der Blockchain-Einträge mitmachen. Die Entscheidungsfindung wie auch die Validierung erfolgt durch verschiedene Konsensus-Mechanismen, wie z.B. der „Proof of Work“ oder der „Proof of Stake“. Innerhalb einer öffentlichen Blockchain ist es ferner allen Teilnehmern erlaubt, einen Knoten („Node“) innerhalb des Netzwerkes zu betreiben sowie Tokens durch Mining zu kreieren.

Ein Vorteil der public Blockchain ist, dass keine Intermediäre mehr für Transaktionen oder zur Führung von Registern notwendig sind. Transaktionen können beispielsweise, ganz im Gegensatz zu klassischen Zahlungssystemen, ohne Zwischenschaltung eines Intermediären, bspw. einer Bank oder einem Zahlungsdienstleister, zwischen dem Sender und Empfänger abgewickelt werden. Stattdessen werden Transaktionen, wie erwähnt, durch die Teilnehmer validiert. Blockchain-Enthusiasten sehen einen weiteren Vorteil der public Blockchain in der Tatsache, dass sämtliche Transaktionsdaten öffentlich sind, was zu einer erhöhten Transparenz beiträgt.

Ein Nachteil einer Public Blockchain ist hingegen, dass bei der nach wie vor oft verwendeten Validierungsform Proof of Work grosse Rechenleistungen benötigt werden. Dies liegt daran, dass jede Node eine komplexes, ressourcenintensives Rechenproblem lösen muss, um einen Konsens zu erzielen. Hinzu kommt, dass die vermeintlich gewünschte Offenheit und Transparenz einer Public Blockchain für bestimmte Anwendungen als Nachteil gesehen werden können, weil private Transaktionen nicht möglich sind.

Beispiele für Public Blockchains sind klassischerweise die Blockchains Bitcoin und Ethereum.

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Private Blockchain

Eine private Blockchain wird von einem Netzwerkadministratoren geführt und steht nur einer bestimmten Gruppe von zugelassenen Teilnehmern zur Verfügung. Der Netzwerkadministrator hat also eine wichtige Funktion inne: er gewährt oder verweigert Teilnehmern den Zutritt zum Netzwerk. Somit sind dem Netzwerkadministrator die Teilnehmer an einer privaten Blockchain bekannt. Sodann sind die Informationen zu einer Transaktion auch nicht öffentlich einsehbar, sondern nur die involvierten Transaktionsteilnehmer können die Informationen einsehen. Ferner kann der Netzwerkadministrator bestimmte Privilegien an Teilnehmern erteilen oder verweigern, wie z.B. Schreib- oder Leserechte. Die Teilnehmer selber können keine Validierungen durchführen, sondern das wird entweder vom Netzwerkbetreiber oder von einer gewissen Gruppe gemäss den individuell festgelegten Validierungsregeln vorgenommen. Eine private Blockchain ist also nicht wirklich dezentralisiert und ist eigentlich nur ein verteiltes Register, das durch Kryptographie gesichert ist. Sodann sind die Informationen zu einer Transaktion auch nicht öffentlich einsehbar, sondern nur die involvierten Transaktionsteilnehmer können die Informationen einsehen.

Vorteil der Private Blockchain ist sicherlich die schnelle Transaktionsabwicklung. Private Blockchains können tausende Transaktionen pro Sekunde verarbeiten, da nur wenige, auserwählten Teilnehmer diese validieren müssen.

Für Blockchain-Kenner widerspricht die private Blockchain der Grundidee der Dezentralisierung. Dies stellt ihres Erachtens einen Nachteil dar.

Beispiele für Private Blockchains sind Hyperledger und Ripple.

Welche Blockchain ist für welches Projekt geeignet?

Public Blockchains eignen sich vor allem für Anwendungen, welche den Vorteil des offenen Systems nutzen wollen. Ein gutes Beispiel stellt die Open Source-basierte Blockchain Ethereum dar, welches die Vorteile der Blockchain mit automatisch ausführbaren und „programmierbaren Aktionsketten“, sog. Smart Contracts, verbindet. Potenzielle Einsatzbereiche von Ethereum und Smart Contracts sind beispielsweise im Immobilienbereich oder in Gesundheitswesen möglich.

Private Blockchains eignen sich vor allem für interne Anwendungen von Unternehmen, weil diese in der Regel die Teilnehmer der Anwendung selber aussuchen und die Transaktionsinhalte verwalten möchten. Zudem ist es für Unternehmen in der Regel erstrebenswert, den ausgewählten Teilnehmern auch nur bestimmte (eingeschränkte) Rechte einzuräumen. So können Unternehmen genau innerhalb ihrer Organisation bestimmen, wer welche Rechte ausüben kann. Die Transaktionen werden rein unternehmensintern validiert und sind nicht öffentlich zugänglich. Ein aktuelles Beispiel wäre z.B. die Plattform daura, welche es ermöglicht, dass Schweizer Aktiengesellschaften (AG) ihr Aktienbuch automatisiert und digital führen sowie auch neu geschaffene digitale Aktien und Partizipationsscheine aus Kapitalerhöhungen herausgeben können. Die Teilnehmer sind dem Plattformbetreiber daura bekannt.

Darum hat daura sich für das Hyperledger Protokoll entschieden

Wie wir aufgezeigt haben (siehe 1.3), eignen sich nicht alle Protokolle für jedes Projekt. Die daura Plattform ist eine Anwendung des Hyperledger Protokolls, also einer private Blockchain.

Das Hyperledger Protokoll hat den grossen Vorteil für daura, dass es auf einer dem private permissioned Blockchain basiert. Zum Beispiel läuft das Projekt daura dabei nicht Gefahr, dass die Blockchain durch eine Hardfork aufgespalten wird. Bei einer Hardfork entscheiden sich Teilnehmer, eine neue Version der Blockchain zu verwenden. Sie trennen sich dann von den Nutzern der ursprünglichen Version. Dadurch entstehen faktisch zwei verschiedene Blockchains. Es findet eine Gabelung statt und die in daura Versionen wären nun an auch nicht mehr miteinander kompatibel. Somit sind letztlich die Teilnehmer daura bekannt, da nur „gewhitelistete Adressen“ im daura Ökosystem zugelassen werden.

Juli 2019 | Autoren: Dr. Luka Müller, Thomas Linder, Andreas Rudolf, Aurelia Nick, Stephan Meyer, Sarah Vettiger

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