Verteilte-Ledger-Technologie (DLT)

Was ist Distributed Ledger Technology (DLT) und wie funktioniert sie?

Was ist Distributed Ledger Technology (DLT)?

Distributed Ledger Technology (DLT) stellt einen innovativen Ansatz dar, um Datensätze digital über mehrere Knoten in einem Netzwerk zu speichern und zu aktualisieren. Diese dezentrale Struktur bildet die Grundlage für die Funktionalität von Blockchains und verbessert erheblich die Datensicherheit, Transparenz und Zuverlässigkeit, ohne dass zahlreiche Audits erforderlich sind.

Durch den Einsatz kryptografischer Techniken automatisiert DLT die Transaktionsvalidierung und ist damit ein transformatives Werkzeug in verschiedenen Branchen, vom Finanzwesen bis zur Fertigung.

Wichtige Erkenntnisse

Distributed Ledger Technology (DLT) ermöglicht eine sichere, transparente und dezentrale Aufzeichnung über ein Netzwerk, verbessert die Datenintegrität und reduziert den Bedarf an Audits.
Während alle Blockchains verteilte Ledger sind, sind nicht alle verteilten Ledger Blockchains; DLT bietet breitere Anwendungen über den auf Kryptowährungen fokussierten Bereich der Blockchain hinaus.
Zu den Hauptvorteilen von DLT gehören verbesserte Sicherheit, Transparenz und Effizienz durch Smart Contracts, wobei Herausforderungen wie Komplexität und Skalierbarkeit bestehen bleiben.
Verschiedene Branchen, darunter das Gesundheitswesen und das Supply-Chain-Management, übernehmen DLT-Lösungen, um das Datenmanagement und die Betriebseffizienz zu verbessern.
Konsensmechanismen wie Proof of Work und Proof of Stake gewährleisten die Gültigkeit von Transaktionen in DLT-Systemen und bieten einen sicheren Rahmen für die Datenintegrität.
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Entwicklung der Distributed Ledger Technology

Verteiltes Rechnen ist nicht neu – Unternehmen und Regierungen nutzen das Konzept seit mehreren Jahrzehnten. In den 1990er Jahren wurde es möglich, dass mehrere Computer und Benutzer an verschiedenen Standorten Probleme lösen und die Lösungen an einen zentralen Ort zurückgeben konnten.

Fortschritte in der Datenwissenschaft, Informatik, Software, Hardware und anderen Technologien haben die Ledger deutlich leistungsfähiger gemacht. Verbesserte Konnektivität durch Intranet- und Internetprotokolle ermöglichte die Erfassung, Analyse und Nutzung von wesentlich mehr Daten. Da es jedoch nun viele Benutzer mit Zugriff auf die Daten geben kann, ist es notwendig, dass jemand die Änderungen überprüft.

Computer- und Datenwissenschaftler entwickelten Programme, die den Bedarf an Datenprüfung reduzierten. Diese Programme nutzten Automatisierung und Datenverschlüsselungstechniken, um Datenbanktransaktionen oder Änderungen des Datenbankzustands zu verifizieren. Dies wird als Konsens bezeichnet – der Akt der automatischen Mehrheitszustimmung über die Gültigkeit einer Transaktion, wobei eine Transaktion einfach eine Änderung des Zustands einer Datenbank ist.

Verteilte Ledger haben sich zu skalierbaren und programmierbaren Plattformen entwickelt, wie bei Ethereum und Hyperledger zu sehen ist, wo Lösungen erstellt werden können, um eine Datenbank oder ein Ledger für alles zu nutzen, von der Tokenisierung physischer Vermögenswerte bis zur Rationalisierung von Fertigungs- und anderen Geschäftsprozessen.

Verständnis der Funktionsweise von DLT

DLTs ermöglichen die sichere und genaue Speicherung von Informationen mithilfe von Kryptografie. Auf die Daten kann mit "Schlüsseln" und kryptografischen Signaturen zugegriffen werden. Sobald die Informationen gespeichert sind, können sie zu einer unveränderlichen Datenbank werden; die Regeln des Netzwerks, die in die Codierung der Datenbankprogrammierung geschrieben sind, regeln das Ledger.

Kurzer Fakt

Wenn etwas unveränderlich ist, kann es nicht geändert werden. Verteilte Ledger sind nur dann unveränderlich, wenn sie entsprechend programmiert sind. Blockchains sind unveränderlich, weil sie dezentralisierte und kryptografisch verbesserte öffentliche Ledger sind.

Da sie dezentral, privat und verschlüsselt sind, sind verteilte Ledger weniger anfällig für Cyberkriminalität, da alle im Netzwerk gespeicherten Kopien gleichzeitig angegriffen werden müssten, damit der Angriff erfolgreich ist. Darüber hinaus machen die Peer-to-Peer-Weitergabe und Aktualisierung von Datensätzen den gesamten Prozess viel schneller, effektiver und billiger.

Jedes Gerät in einem verteilten Ledger-Netzwerk speichert eine Kopie des Ledgers. Diese Geräte werden als Knoten bezeichnet – ein Netzwerk kann beliebig viele Knoten haben. Alle Änderungen am Ledger, wie das Verschieben von Daten von einem Block zu einem anderen, werden auf allen Knoten aufgezeichnet. Da jeder Knoten eine Kopie des Ledgers besitzt, veröffentlicht jeder seine Version mit den neuesten Transaktionen.

Wenn das Netzwerk einen Konsens über die Gültigkeit des neuesten Ledgers erreicht, werden die Transaktionen endgültig festgelegt, verschlüsselt und als Grundlage für die folgenden Transaktionen verwendet. So entwickeln sich Blockchains – jeder Block enthält verschlüsselte Informationen über den vorhergehenden Block, was sie unmöglich zu ändern macht.

Branchen, die von der DLT-Implementierung profitieren

Verteilte Ledger werden für viele verschiedene Zwecke erstellt, aber eine der am häufigsten genutzten Methoden ist die als Plattform für andere, um zu skalieren und zu nutzen. Eines der bekannteren verteilten Ledger ist Hyperledger Fabric. Es ist eine modulare und skalierbare DLT-Plattform, die von mehreren Unternehmen genutzt wird, um Lösungen zu entwickeln, die viele Branchen abdecken. Zu den Branchen, die DLT-Lösungen implementiert haben, gehören Luftfahrt, Bildung, Gesundheitswesen, Versicherungen, Fertigung, Transport und Versorgung.

Lieferketten können stark von DLT profitieren. Viele Faktoren machen diese Ketten ineffizient, ungenau und anfällig für Korruption oder Verluste. Fujitsu, ein globales Daten- und Informationstechnologieunternehmen, hat Distributed Ledger Technology entwickelt, um die Transparenz der Lieferkette und die Betrugsprävention durch Sicherung und Nachverfolgung von Daten zu verbessern.

Fujitsus Rice Exchange wurde geschaffen, um Reis zu handeln und sicherzustellen, dass Daten zu Quellen, Preisen, Versicherungen, Versand und Abrechnung im Ledger aufgezeichnet werden. Jeder Beteiligte kann alle Daten einsehen und genaue Informationen über den gesamten Prozess finden, da sie nicht geändert werden können. Alle Daten werden automatisch von der Plattform eingegeben und gesichert – sie wird schließlich Verfolgungsinformationen für Reistransportcontainer bereitstellen, während sie zu ihren endgültigen Bestimmungsorten verschifft werden.

Praktische Anwendungen von DLT

Abgesehen von spezifischen Branchen gibt es auch spezifische Situationen, in denen sich DLT-Lösungen als wertschöpfend erwiesen haben. Einige Beispiele für spezifische DLT-Anwendungen sind:

Transaktionen aufzeichnen: DLT ermöglicht sichere, transparente und dezentrale Transaktionen ohne die Notwendigkeit einer zentralen Autorität. Da DLT ein Ledger ist, zeichnet es Eingaben und Ausgaben auf. Obwohl dies natürlich für Finanzaufzeichnungen geeignet ist, kann DLT jede Art von Transaktion aufzeichnen, nicht nur finanzielle.

Identitäten sichern: DLT kann verwendet werden, um eine sichere und manipulationssichere digitale Identität für Einzelpersonen zu schaffen, da die Technologie eine zuverlässige Möglichkeit zur Identitätsüberprüfung und zur Verhinderung von Identitätsdiebstahl bieten kann.

Stimmen sammeln: DLT kann verwendet werden, um ein sicheres und transparentes Wahlsystem zu schaffen, das Wahlbetrug verhindern und die Integrität des Wahlprozesses sicherstellen kann. Wie oben erwähnt, werden bei der Aufzeichnung von Transaktionen (finanziell oder nicht-finanziell) ein transparentes, unveränderliches und offenes Ledger der Interaktionen mit Benutzern gespeichert. Dies erhöht die Gerechtigkeit und Glaubwürdigkeit einer Sammlung von Meinungen.

Verträge abschließen: DLT ermöglicht Smart Contracts, Programme, die basierend auf den vorherrschenden Bedingungen automatisch ausgeführt oder abgeschlossen werden. Beispielsweise kann ein Versicherungsanspruch automatisch Mittel freigeben, sobald er verarbeitet und genehmigt wurde. Dies begrenzt Fehler, und DLTs erschweren es böswilligen Akteuren, Informationen zu verändern.

Eigentum nachweisen: DLT kann verwendet werden, um Immobilientransaktionen aufzuzeichnen und so eine manipulationssichere und transparente Aufzeichnung von Eigentum und Übertragung von Eigentum zu schaffen. Obwohl es einige Einschränkungen bei der Übertragung des realen Eigentums an physischen Vermögenswerten auf ein verteiltes Ledger gibt, kann das Ledger möglicherweise eine unveränderliche Quelle der Wahrheit in Bezug auf das Eigentum vermitteln.

Kurzer Fakt

DLT kann auch als Shared Ledger bezeichnet werden, da es ein Ledger erfordert, das über ein Peer-to-Peer-Computernetzwerk geteilt wird.

Vor- und Nachteile von DLT

Vorteile von DLT

DLT bietet viele Vorteile im Vergleich zu traditionellen zentralisierten Ledger-Systemen. Durch die dezentrale Kontrolle gibt es keinen einzelnen Ausfallpunkt, was es widerstandsfähiger gegen Angriffe und systemweite Ausfälle macht. Da DLT zudem kryptografische Algorithmen zur Datensicherung verwendet, ist es nahezu unmöglich, Aufzeichnungen zu manipulieren oder zu fälschen. Dies erhöht die Vertrauenswürdigkeit der Daten und reduziert das Betrugsrisiko.

DLT ermöglicht transparenten Zugriff auf Daten und Transaktionen und gewährt allen Benutzern eine bessere Einsicht in die Abläufe des Systems. Dies kann aufgrund der Transparenz und Rechenschaftspflicht der Aufzeichnungen zu einer größeren Akzeptanz bei den Benutzern führen.

DLT kann Prozesse rationalisieren, indem es Zwischenhändler entfernt und Transaktionen durch Smart Contracts automatisiert. Da Smart Contracts automatisch ausgeführt werden können, wenn die Vertragsbedingungen erfüllt sind, kann der Bedarf an menschlicher Interaktion oder Verwaltung geringer sein. Dies kann Kosten senken und die Effizienz steigern.

Schließlich kann DLT eine größere finanzielle Inklusion ermöglichen. Einige Menschen haben möglicherweise keinen Zugang zu traditionellen Bankdienstleistungen. Da DLT oft nur eine Internetverbindung erfordert, können Personen, die sonst eingeschränkt wären, Zugang zu einem breiteren Spektrum an Dienstleistungen erhalten. Dies erstreckt sich auf die Nutzung verschiedener Plattformen und Netzwerke durch Interoperabilität.

Nachteile von DLT

Aufgrund der noch jungen Entwicklung von DLT gibt es immer noch erhebliche Nachteile der Technologie. DLT ist noch komplex und schwierig zu implementieren und zu warten. Die Nutzung von DLT erfordert oft spezielles Wissen, insbesondere für die Implementierung.

DLT kann mit der Skalierbarkeit kämpfen, wenn die Anzahl der Teilnehmer und Transaktionen zunimmt. Infolgedessen können DLT-Prozesse langsamer und teurer sein. Darüber hinaus benötigen einige DLTs, wie Bitcoin, eine erhebliche Menge an Energie, um das Netzwerk aufrechtzuerhalten und Transaktionen zu verarbeiten. Dies kann negative Umweltauswirkungen haben.

Der Mangel an Regulierung und Standardisierung in der Blockchain-Branche (Blockchains werden von DLT abgeleitet) kann zu Risiken für Benutzer und Investoren führen. Infolgedessen erfordert DLT eine breite Akzeptanz, um effektiv zu sein, und viele Branchen und Organisationen zögern möglicherweise aufgrund dieser Sicherheitsbedenken, neue Technologien zu übernehmen.

Verteilte Ledger mögen unveränderlich sein, aber dieser Vorteil bringt auch einen erheblichen Nachteil mit sich – wenn Fehler gemacht werden, können sie nicht geändert werden, es sei denn, es gibt Benutzer mit der Berechtigung dazu. In einem öffentlichen DLT wie der Bitcoin-Blockchain kann dies problematisch sein. Wenn ein Benutzer beispielsweise eine fehlerhafte Adresse in seine Wallet eingegeben und jemandem fälschlicherweise Bitcoin gesendet hat, kann er die Transaktion nicht rückgängig machen.

Verteilt systematisches Risiko und minimiert das Risiko eines einzelnen Ausfallpunkts.

Bietet höhere Sicherheit durch kryptografische Algorithmen.

Ermöglicht Transparenz und Einblick in Abläufe.

Könnte sich aufgrund der Smart-Contract-Automatisierung als effizienter erweisen.

Bietet Personen mit eingeschränktem Zugang zu traditionellen Systemen potenziell größere Fähigkeiten.

Ist im Vergleich zu traditionellen Ledger-Lösungen komplexer.

Kann einen höheren Energieverbrauch für den Betrieb erfordern.

Kann bei steigender Anzahl von Benutzern/Transaktionen schwierig zu skalieren sein.

Einige Anwendungen bleiben aufgrund fehlender Regulierung riskant.

Kann sich als schwierig erweisen, betrügerische oder fehlerhafte Aktivitäten rückgängig zu machen.

Die Bedeutung von DLT

DLT ist wichtig wegen seines Potenzials, die Art und Weise zu verändern, wie Informationen aufgezeichnet, gespeichert und geteilt werden. Die Bedeutung wird oft anhand von drei Säulen genannt: Sicherheit, Transparenz und Zugänglichkeit.

Sicherheit

Traditionelle Ledger-Technologie hat oft einen zentralen Kontrollpunkt, wobei eine einzige Entität häufig für das Ledger verantwortlich ist. DLT macht das Ledger widerstandsfähiger gegen Angriffe und weniger anfällig für systemweite Ausfälle. Da DLT kryptografische Algorithmen zur Sicherung von Daten verwendet, wird es auch schwieriger, Datensätze zu manipulieren oder zu fälschen.

Stellen Sie sich ein traditionelles Bankensystem vor, bei dem ein Bankangestellter der zentrale Punkt ist, der sicherstellt, dass Ihre Transaktion korrekt aufgezeichnet wird. Stellen Sie sich dagegen eine DLT-Lösung vor, die auf einem Konsensmechanismus basiert, bei dem alle verteilten Ledger übereinstimmen müssen, wie eine Transaktion aufgezeichnet wird. Diese Validierung von Transaktionen ermöglicht ein größeres Vertrauen unter den Benutzern und entzieht einer Einzelperson die Macht, Daten zu ändern.

Transparenz

Zentralisierte, traditionelle Ledger beschränken den Zugriff oft auf bestimmte Personen. Obwohl dies für sensible Informationen immer noch von Wert ist, gibt es viele Anwendungsfälle, in denen es für alle vorteilhafter ist, wenn Daten und Informationen breit verteilt und transparent sind. Betrachten Sie das obige Beispiel der Wahl; digital verteilte, unbestreitbare, überprüfbare Aufzeichnungen der Wahl könnten die Glaubwürdigkeit der Ergebnisse erhöhen.

DLT ist auch wichtig, da es die Theorie der Reduzierung von Betrug und der Erhöhung der Rechenschaftspflicht auf lange Sicht beinhaltet. Beachten Sie, dass alle Transaktionen innerhalb eines DLT-Systems von jedem, der Zugriff auf das DLT hat, eingesehen werden können. Jeder kann die Informationen jederzeit prüfen, was böswillige Akteure davon abhält, schädliche Aktivitäten durchzuführen.

Zugänglichkeit

Schließlich könnte DLT für Entwicklungs- und Schwellenländer oder Regionen, in denen zentralisierte Technologien begrenzt sind, von entscheidender Bedeutung sein. Bedenken Sie, wie das Bankwesen in verschiedenen Ländern weltweit eingeschränkt ist. DLT rühmt sich der Fähigkeit, Daten nur mit einer Netzwerkverbindung zu speichern und aufzuzeichnen, im Gegensatz zu einer sehr spezifischen (und teuren) Verbindung, wie einem Bankkonto bei einer bestimmten Bank.

Da DLT eine relativ neue Technologie ist, die noch erforscht und entwickelt wird, bietet dies Chancen für Innovation und die Schaffung neuer Anwendungen und Anwendungsfälle. Im Allgemeinen gibt es aufgrund des einfacheren Zugangs zu DLT-Lösungen viele positive Auswirkungen. Insbesondere die Möglichkeit der breiten Öffentlichkeit, gemeinsam auf ein gemeinsames Netzwerk zuzugreifen, hat oft weniger bürokratische Hürden.

Konsensmechanismen in DLT erklärt

Ein zentraler Aspekt von DLT ist, wie Transaktionen „genehmigt" werden, wenn unter einer heterogenen Benutzerbasis ein Konsens erzielt werden muss. Ohne ein allgemein anerkanntes System, wie Elemente innerhalb des DLT akzeptiert werden, könnten die Benutzer des DLT sich nicht auf die Gültigkeit von Informationen einigen.

Dieser Prozess der Überprüfung von Transaktionen wird als Konsensmechanismus bezeichnet, und ein DLT kann einen der folgenden Prozesse nutzen (nicht alle DLT-Anwendungen erfordern einen Konsensmechanismus). Beachten Sie, dass sich Konsensmechanismen ständig weiterentwickeln und im Folgenden nur die gängigeren Ansätze aufgeführt sind:

Proof of Work (PoW): Bei PoW konkurrieren Miner darum, kryptografische Rätsel zu lösen, um Transaktionen zu validieren und neue Blöcke zu erstellen. Diese Art von Konsensmechanismus erfordert Rechenleistung, was sie zu einer weniger umweltfreundlichen Methode macht. Das Konzept hinter PoW ist, dass Miner finanziell investieren und Ressourcen für die Genehmigung von Transaktionen aufwenden müssen, sodass sie einen Anreiz haben, „gute Akteure" zu sein.

Proof of Stake (PoS): Bei PoS halten Validierer einen Anteil am Netzwerk und werden basierend auf der Höhe ihres Anteils ausgewählt, um Transaktionen zu validieren. Als umweltfreundlichere Option angesehen, ist es sehr teuer, ein vollständiger Validierer zu werden und Belohnungen zu verdienen.

Delegated Proof of Stake (DPoS): DPoS ist eine Variante von Proof of Stake, bei der das Netzwerk eine begrenzte Anzahl von Validierern auswählt, indem es seine Token an einen bestimmten Staking-Pool oder Kandidaten delegiert. Diese Variante reduziert die Rechenressourcen, die zur Sicherung des Netzwerks erforderlich sind. In vielerlei Hinsicht wird ein DPoS-System als demokratischeres Mittel zur Auswahl von Genehmigern angesehen und bietet in einigen Fällen möglicherweise eine bessere Skalierbarkeit.

Vergleich von DLT und Blockchain

Mehrere Schlüsselfaktoren unterscheiden Blockchain von verteilten Ledgern. Im Allgemeinen ist Blockchain eine spezifische Art von DLT. DLTs können verschiedene Formen annehmen, während Blockchain eine spezifische Infrastruktur verwendet: ein lineares System von Blöcken, das Informationen aufzeichnet.

Blockchains nutzen oft einen Proof-of-Work- oder Proof-of-Stake-Konsensmechanismus, während ein DLT eine viel breitere Palette von Mechanismen zur Verfügung hat. Darüber hinaus werden DLTs oft branchenübergreifend eingesetzt, da sie für Probleme in diesen Branchen genutzt werden können. Blockchain wurde historisch gesehen am häufigsten mit dem Finanzsektor als Mittel zur Aufzeichnung eines Zahlungssystems in Verbindung gebracht. Die Sicherheit hinter beiden kann ebenfalls variieren, wobei Blockchain innerhalb des DLT-Bereichs einen sehr definierten Kriterienkatalog aufweist.

Daten können verkettet werden

Kann verschlüsselt werden

Privat oder öffentlich und berechtigt, aber kann berechtigungslos sein

Kann unveränderlich sein

Daten werden in verketteten Dateien namens „Blöcke" gespeichert

Immer verschlüsselt

Im Allgemeinen öffentlich und berechtigungslos, aber einige sind berechtigt

Immer unveränderlich

Was ist ein Beispiel für ein verteiltes Ledger?

Ein Beispiel ist Hyperledger, ein DLT, das von der Linux Foundation und der Hyperledger Foundation entwickelt wurde.

Sind DLT und Blockchain dasselbe?

Alle Blockchains sind verteilte Ledger (DLs), aber das Gegenteil ist nicht der Fall – Blockchains sind von DLs abgeleitet.

Was sind die drei Arten von verteilten Ledgern?

Die Arten von verteilten Ledgern sind berechtigt (nur Personen mit Berechtigung können einsehen oder darauf zugreifen), öffentlich (jeder kann einsehen oder darauf zugreifen) und privat (von einer zentralen Autorität kontrolliert mit eingeschränktem Zugriff).

Was bedeutet DLT?

Distributed-Ledger-Technologie ist das Konzept, moderne Netzwerksysteme, Hardware und Programmierung zu nutzen, um Kopien einer Datenbank auf mehrere Knoten zu verteilen, die sie synchronisieren, um sie zu erhalten.