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E-Book

Blockchain Grundlagen

Eine Einführung in die elementaren Konzepte in 25 Schritten

Autor	Daniel Drescher
Verlag	mitp Verlags GmbH & Co. KG
Erscheinungsjahr	2017
Seitenanzahl	264 Seiten
ISBN	9783958456549
Format	PDF
Kopierschutz	kein Kopierschutz
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	21,99 EUR

Was ist die Blockchain, wofür wird sie benötigt, warum und wie funktioniert sie und warum ist die Technologie so erfolgreich? Verständliche Erläuterungen der technischen Konzepte der Blockchain Hashfunktionen, kryptographische Signaturen, asymmetrische Verschlüsslung, Blockchain-Datenstruktur und -Algorithmus einfach und anschaulich erklärt Die Blockchain wird häufig als die größte Erfindung seit dem Aufkommen des Internets bezeichnet, denn sie ermöglicht das Durchführen einer Vielzahl von Transaktionen: von Geldüberweisungen und Kreditaufnahmen über Versicherungsleistungen bis hin zur Verwaltung von Dokumenten - und das ganz ohne Betrugsrisiko und ohne Institutionen wie Behörden, Banken und Versicherungen. Dieses Buch richtet sich an alle, die sich allgemein über die Blockchain-Technologie, ihre Funktionsweise, ihre Rolle in praktischen Geschäftsanwendungen sowie ihre möglichen Auswirkungen auf unser Finanzsystem informieren möchten. In 25 Schritten lernen Sie leicht verständlich die Grundlagen der Blockchain-Technologie und die dahinterstehenden technischen Konzepte kennen - ohne mathematische Formeln, Programmiercode oder IT-Fachjargon. Auch Fachwissen aus den Bereichen Informatik, Mathematik, Programmierung oder Kryptographie wird nicht vorausgesetzt; es werden alle Fachbegriffe anhand anschaulicher Beispiele und Analogien erklärt. Sie lernen: Was ist die Blockchain? Wozu wird sie benötigt und welches Problem löst sie? Warum sind alle so begeistert von der Blockchain und ihrem Potenzial? Was sind die wesentlichen Komponenten der Blockchain und welchem Zweck dienen sie? Wie funktionieren die einzelnen Komponenten und wie greifen sie ineinander? Welche Beschränkungen gibt es und warum? Wie kann man sie überwinden? Welche praktischen Einsatzbereiche gibt es? Am Ende des Buches werden Sie fundierte Kenntnisse über die Blockchain besitzen und es werden Ihnen alle wesentlichen Konzepte geläufig sein. Sie werden wissen, wie diese für sich genommen funktionieren und wie sie zusammen das große Ganze der Blockchain bilden. Aus dem Inhalt: Teil I: Fachbegriffe und technische Grundlagen Softwarearchitektur Peer-to-Peer-Systeme Integrität Teil II: Warum die Blockchain benötigt wird Vertrauen und Integrität in Peer-to-Peer-Systemen Blockchain und Eigentumsverwaltung Das Kernproblem, das die Blockchain lösen soll Teil III: Wie die Blockchain funktioniert Transaktionen Hashfunktionen Kryptographie und Sicherheit Blockchain-Datenstruktur Verteilter Konsens Teil IV: Beschränkungen und wie man sie überwindet Technische und nicht technische Beschränkungen Vier Versionen der Blockchain Teil V: Verwenden der Blockchain, Zusammenfassung und Ausblick Allgemeine Anwendungsmuster Spezielle Anwendungsfälle Weiterentwicklungen Langfristige Folgen sowie Vor- und Nachteile

Daniel Drescher kommt aus dem Bankenwesen und verfügt über langjährige Erfahrung im elektronischen Wertpapierhandel. Er hat u.a. einen Doktor der Ökonometrie von der TU Berlin und einen MSc in Softwareentwicklung von der University of Oxford.

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Blick ins Buch

Inhaltsverzeichnis

Cover	1
Titel	3
Impressum	4
Inhaltsverzeichnis	5
Einleitung	13
Über den Autor	19
Über den Fachlektor	19
Teil I: Fachbegriffe und technische Grundlagen	21
Schritt 1: Denken in Schichten und relevanten Aspekten	23
Die Metapher	23
Schichten eines Softwaresystems	24
Gleichzeitiges Betrachten von zwei Schichten	25
Integrität	26
Ausblick	26
Zusammenfassung	27
Schritt 2: Das große Ganze	29
Die Metapher	29
Ein Zahlungssystem	29
Zwei Arten von Softwarearchitektur	30
Vorteile verteilter Systeme	31
Nachteile verteilter Systeme	32
Verteilte Peer-to-Peer-Systeme	34
Vermischen von zentralisierten und verteilten Systemen	34
Identifizieren verteilter Systeme	35
Der Zweck der Blockchain	36
Ausblick	36
Zusammenfassung	37
Schritt 3: Erkennen des Potenzials	39
Die Metapher	39
Wie ein Peer-to-Peer-System eine ganze Branche revolutionierte	40
Das Potenzial von Peer-to-Peer-Systemen	40
Fachbegriffe und die Verbindung zur Blockchain	42
Das Potenzial der Blockchain	43
Ausblick	44
Zusammenfassung	44
Teil II: Warum die Blockchain benötigt wird	47
Schritt 4: Erkennen des Kernproblems	49
Die Metapher	49
Vertrauen und Integrität in Peer-to-Peer-Systemen	49
Bedrohungen der Integrität in Peer-to-Peer-Systemen	50
Das Kernproblem, das die Blockchain lösen soll	51
Ausblick	51
Zusammenfassung	52
Schritt 5: Begriffserklärung	53
Der Begriff	53
Die Verwendung des Begriffs in diesem Buch	54
Vorläufige Definition	55
Die Rolle der Eigentumsverwaltung	55
Das Einsatzgebiet der Blockchain in diesem Buch	56
Ausblick	56
Zusammenfassung	56
Schritt 6: Grundlagen zur Beschaffenheit des Eigentums	59
Die Metapher	59
Eigentum und Zeugen	59
Grundlagen des Eigentums	60
Ein kleiner Abstecher in die Sicherheit	62
Zwecke und Eigenschaften eines Hauptbuchs	64
Eigentum und die Blockchain	65
Ausblick	66
Zusammenfassung	66
Schritt 7: Geld zweimal ausgeben	69
Die Metapher	69
Das Double-Spending-Problem	69
Double-Spending: Begriffsdefinition	70
Wie sich das Double-Spending-Problem lösen lässt	71
Die Verwendung von Double-Spending in diesem Buch	73
Ausblick	73
Zusammenfassung	73
Teil III: Wie die Blockchain funktioniert	75
Schritt 8: Planen der Blockchain	77
Das Ziel	77
Ausgangspunkt	77
Der Weg zum Ziel	78
Ausblick	81
Zusammenfassung	81
Schritt 9: Dokumentieren von Eigentum	83
Die Metapher	83
Das Ziel	83
Die Herausforderung	84
Die Idee	84
Ein kleiner Abstecher in Bestands- und Transaktionsdaten	84
Funktionsweise	84
Warum das funktioniert	86
Bedeutung der Reihenfolge	86
Integrität der Transaktionshistorie	86
Ausblick	88
Zusammenfassung	88
Schritt 10: Anwenden von Hashfunktionen auf Daten	89
Die Metapher	89
Das Ziel	89
Funktionsweise	89
Ausprobieren	91
Schemata zum Anwenden von Hashfunktionen auf Daten	93
Ausblick	97
Zusammenfassung	97
Schritt 11: Hashfunktionen in der Realität	99
Vergleichen von Daten	99
Erkennen von Änderungen an Daten	100
Veränderungssensitive Referenzen auf Daten	101
Veränderungssensitives Speichern von Daten	103
Verursachen zeitaufwendiger Berechnungen	106
Verwenden von Hashfunktionen in der Blockchain	109
Ausblick	110
Zusammenfassung	110
Schritt 12: Identifizieren und Schützen von Anwenderkonten	111
Die Metapher	111
Das Ziel	112
Die Herausforderung	112
Die Idee	112
Ein kleiner Abstecher in die Kryptographie	112
Asymmetrische Kryptographie in der Realität	116
Asymmetrische Kryptographie in der Blockchain	117
Ausblick	118
Zusammenfassung	118
Schritt 13: Autorisieren von Transaktionen	121
Die Metapher	121
Das Ziel	122
Die Herausforderung	122
Die Idee	122
Ein kleiner Abstecher in digitale Signaturen	122
Funktionsweise	125
Warum das funktioniert	126
Ausblick	126
Zusammenfassung	127
Schritt 14: Speichern von Transaktionsdaten	129
Die Metapher	129
Das Ziel	129
Die Herausforderung	130
Die Idee	130
Transformieren eines Buchs in eine Blockchain-Datenstruktur	130
Die Blockchain-Datenstruktur	135
Speichern von Transaktionen in der Blockchain-Datenstruktur	137
Ausblick	139
Zusammenfassung	139
Schritt 15: Verwenden des Datenspeichers	141
Die Metapher	141
Eintragen neuer Transaktionen	142
Erkennen von Änderungen	144
Ordnungsgemäßes Ändern von Daten	147
Absichtliche und unabsichtliche Änderungen	148
Ausblick	149
Zusammenfassung	149
Schritt 16: Schützen des Datenspeichers	151
Die Metapher	151
Das Ziel	152
Die Herausforderung	152
Die Idee	152
Ein kleiner Abstecher in die Unveränderlichkeit	153
Funktionsweise: Das große Ganze	153
Funktionsweise: Die Details	154
Warum das funktioniert	157
Die Kosten für das Manipulieren der Blockchain- Datenstruktur	157
Der unveränderliche Datenspeicher in der Realität	157
Ausblick	158
Zusammenfassung	158
Schritt 17: Verteilen des Datenspeichers unter den Peers	161
Die Metapher	161
Das Ziel	161
Die Herausforderung	162
Die Idee	162
Funktionsweise: Die Übersicht	163
Funktionsweise: Die Details	164
Warum das funktioniert	166
Ausblick	166
Zusammenfassung	166
Schritt 18: Überprüfen und Eintragen von Transaktionen	169
Die Metapher	169
Das Ziel	170
Die Herausforderung	171
Die Idee	171
Funktionsweise: Die Bausteine	171
Funktionsweise: Der Rahmen	175
Funktionsweise: Die Details	175
Warum das funktioniert	176
Umgang mit unehrlichem Verhalten	177
Ausblick	178
Zusammenfassung	178
Schritt 19: Auswählen einer Transaktionshistorie	181
Die Metapher	181
Das Ziel	181
Die Herausforderung	182
Die Idee	182
Funktionsweise	184
Folgen der Entscheidung für eine Kette	189
Bedrohungen für das Abstimmverhalten	193
Die Rolle des Hashpuzzles	194
Warum das funktioniert	194
Ausblick	194
Zusammenfassung	195
Schritt 20: Die Kosten der Integrität	197
Die Metapher	197
Die Rolle der Gebühren innerhalb der Blockchain	198
Wünschenswerte Merkmale eines Zahlungsmittels für die Kompensation von Peers	199
Ein Abstecher in die Ursprünge der Kryptowährungen	200
Ausblick	201
Zusammenfassung	201
Schritt 21: Das Gesamtbild entsteht	203
Vertiefung der Konzepte und Technologien	203
Was ist die Blockchain?	205
Der Zweck der Blockchain: Funktionale Aspekte der Anwendungsschicht	205
Eigenschaften der Blockchain: Nichtfunktionale Aspekte	206
Interne Funktionsweise: Funktionale Aspekte der Implementierungsschicht	208
Abstraktion	212
Ausblick	213
Zusammenfassung	213
Teil IV: Beschränkungen und wie man sie überwindet	215
Schritt 22: Erkennen der Beschränkungen	217
Die Herausforderung	217
Technische Beschränkungen der Blockchain	217
Nicht technische Beschränkungen der Blockchain	221
Überwinden der Beschränkungen	222
Ausblick	222
Zusammenfassung	223
Schritt 23: Neuerfindung der Blockchain	225
Die Metapher	225
Widersprüchliche Ziele der Blockchain	225
Die Ursachen der Konflikte	226
Lösen der Widersprüche	227
Vier Versionen der Blockchain	228
Folgen	228
Der Zweck der Blockchain auf dem Prüfstand	230
Die Verwendung des Begriffs Blockchain im weiteren Verlauf dieses Buchs	231
Ausblick	231
Zusammenfassung	231
Teil V: Verwenden der Blockchain, Zusammenfassung und Ausblick	233
Schritt 24: Verwenden der Blockchain	235
Die Metapher	235
Eigenschaften der Blockchain	235
Allgemeine Anwendungsmuster	236
Besondere Anwendungsfälle	238
Untersuchen von Blockchain-Anwendungen	239
Ausblick	243
Zusammenfassung	243
Schritt 25: Zusammenfassung und Zukunftsausblick	245
Die Metapher	245
Weiterentwicklungen und Alternativen	246
Errungenschaften der Blockchain	251
Mögliche Nachteile	254
Die Zukunft	255
Ausblick	257
Zusammenfassung	257
Stichwortverzeichnis	259

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