Blockchain-Tutorial für Anfänger: Lernen Sie die Grundkonzepte von Blockchain

Blockchain ist zu einer der gefragtesten Fähigkeiten im Technologiesektor geworden. Laut einer PwC-Umfrage aus dem Jahr 2018 unter 600 Führungskräften aus 15 verschiedenen Regionen gaben rund 84 % der Befragten an, Blockchain in irgendeiner Weise zu nutzen. ( Quelle )

Selbst in Indien steigt die Nachfrage nach Blockchain-Experten rapide an, da sowohl staatliche als auch private Organisationen nach Möglichkeiten suchen, diese robuste Technologie einzusetzen. All dieses Summen kann Sie dazu bringen, sich zu fragen: „Was ist Blockchain?“

Um Ihnen zu helfen, die Antwort auf diese Frage zu finden, haben wir das folgende Blockchain-Tutorial für Anfänger vorbereitet. Es deckt alle notwendigen Aspekte der Blockchain ab, damit Sie sich mit dieser Technologie vertraut machen und eine Karriere in der Blockchain verfolgen können.

Trotzdem ist es ein sehr detailliertes Blockchain-Tutorial, daher empfehlen wir, diese Seite mit einem Lesezeichen zu versehen. Sie können es als Referenz behalten, um später darauf zurückzukommen.

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Wir beginnen unser Blockchain-Tutorial für Anfänger, indem wir zuerst Blockchain erklären:

Was ist Blockchain?

Der Begriff „Blockchain“ setzt sich aus den beiden Wörtern „Block“ und „Chain“ zusammen. Wir können Blockchain als eine Kette von Blöcken definieren, die Informationen enthalten. Blockchain versieht digitale Dokumente mit Zeitstempeln, sodass es unmöglich ist, sie zu manipulieren oder ihr Datum zu ändern. Das Hauptziel von Blockchain ist es, das Problem der doppelten Aufzeichnung zu lösen, ohne dass ein zentraler Server erforderlich ist.

Es ist ein unbestechliches digitales Transaktionsbuch, das Sie programmieren können, um fast alles von Wert aufzuzeichnen. Die einfache Version einer Blockchain ist eine Kette von Blöcken, die Aufzeichnungen über Transaktionen enthält, die im Netzwerk stattfinden.

Beachten Sie, dass der „Block“ in der Blockchain digitale Informationen sind, während „Kette“ eine öffentliche Datenbank ist. In einer Blockchain werden die Blöcke auf mehrere Systeme verteilt und nicht nur an einem Ort gespeichert.

Wie funktionieren Blöcke? – Erklärung der Blockchain-Technologie

Ein Block speichert alle primären Details zu Transaktionen, einschließlich Uhrzeit, Datum, Transaktionsbetrag usw. Er speichert auch Informationen über die an der Transaktion teilnehmenden Entitäten. Wenn Sie beispielsweise ein Produkt von einem Anbieter kaufen, zeichnet der Block Ihre eindeutige digitale Signatur auf. Ja, Ihr Name wird nicht gespeichert. In einer Blockchain hat jeder Benutzer eine eindeutige digitale Signatur und die Informationen über seine Transaktionen werden mit seiner eindeutigen Signatur aufgezeichnet, nicht mit seinem tatsächlichen Namen.

Die Benutzer der Blockchain sind nicht die einzigen, die einzigartige Qualitäten haben. Jeder Block in einem Blockchain-Netzwerk hat einen einzigartigen Code, der ihn vom Rest unterscheidet und trennt. Dieser eindeutige Code wird als „Hash“ bezeichnet.

Wie viele Daten ein einzelner Block speichern kann, hängt von der Größe der Transaktionen ab. Ein Block kann einige tausend Transaktionen hosten und der Hash-Code stellt sicher, dass jeder Block in der Blockchain mit den anderen synchron ist.

Wenn es zu viele Blöcke in der Blockchain gibt, würde die Ledger-Größe entsprechend zunehmen. Das große Netzwerk des Ledgers ist der Hauptgrund, warum eine Blockchain so sicher ist. Da es dezentralisiert ist, würde der Ausfall eines Blocks nicht zum Ausfall des gesamten Netzwerks führen, sodass das Netzwerk intakt bleiben kann. Wenn die Sicherheit eines Blocks gefährdet ist, würde dies außerdem nicht zur Verletzung der gesamten Blockchain führen.

Blockchain ist ein Softwareprotokoll ähnlich SMTP für E-Mail. Trotzdem kann man keine Blockchain ohne das Internet betreiben.

Blockchain-Anwendungsfälle

Blockchain ist eine vielseitige und robuste Technologie. Aufgrund seiner Einzigartigkeit kann fast jede Branche davon profitieren, es in ihren täglichen Betrieb zu integrieren.

Mögliche Anwendungsfälle

Blockchain ist eine relativ neue Technologie und wir können sie in vielen Bereichen einsetzen. Im Folgenden sind einige der möglichen Anwendungsfälle von Blockchain aufgeführt:

Buchhaltung und Aufzeichnungen

Jede Branche muss Buchhaltung führen und Aufzeichnungen aufbewahren. Diese Aufzeichnungen enthalten wertvolle Informationen, deren Lecks viele Probleme für das entsprechende Unternehmen verursachen können. Blockchain bietet eine hochsichere Art der Buchhaltung und Aufzeichnungen und stellt sicher, dass unerwünschte Parteien und böswillige Personen nicht darauf zugreifen können.

Wählen

Um Wahlbetrug zu verhindern, können Regierungen die Blockchain-Technologie für die Ausstellung von Wählerausweisen und die Aufzeichnung von Stimmen verwenden. Wie wir bereits besprochen haben, bietet Blockchain eine hochsichere Lösung zum Speichern von Daten, und Änderungen an den in der Blockchain gespeicherten Daten sind sehr herausfordernd. Blockchain kann helfen, den Abstimmungsprozess transparent und schnell zu halten.

Selbstfahrende Autos

Abgesehen von der Verwendung von KI und maschinellem Lernen würden selbstfahrende Autos die Blockchain-Technologie verwenden, um ihre Daten sicher und vor unerwünschten Parteien zu schützen. Im Jahr 2019 meldete IBM ein Patent für ein Projekt an, das das Informationsmanagement für selbstfahrende Autos über Blockchain ermöglicht.

Robotik und IoT

Durch Blockchain können Sie ein dezentrales Netzwerk aus Drohnen und Robotern erstellen. Es stellt sicher, dass der Ausfall einer Drohne den Rest des Netzwerks nicht beeinträchtigt.

Datenmanagement im Gesundheitswesen

Krankenhäuser, Pflegeheime und andere medizinische Einrichtungen können Blockchain verwenden, um Daten über ihre Bestände, Patientenakten und die Finanztransaktionen der Einrichtung zu speichern und zu verwalten. Erfahren Sie mehr über Anwendungsfälle der Blockchain-Technologie.

Bestehende Anwendungsfälle

Hier sind einige der realen Beispiele für Blockchain-Implementierungen:

Blockchain in Dubai

Das Smart-Büro in Dubai startete 2016 die Blockchain-Strategie , um Unternehmer und Entwickler mit Investoren und Risikokapitalgebern zu verbinden. Ziel war es, die Entwicklung Dubais voranzutreiben und es zur „glücklichsten Stadt der Welt“ zu machen. Sie zielen darauf ab, Dubai bis 2020 zu einer vollständig Blockchain-basierten Stadt zu machen.

Welternährungsprogramm der Vereinten Nationen

Das Welternährungsprogramm der Vereinten Nationen hatte 2017 die Blockchain-Technologie eingesetzt, um den ländlichen Gebieten der pakistanischen Region Sindh zu helfen. Sie schickten den Bewohnern Lebensmittel, Geld und anderes notwendiges Material und nutzten Blockchain, um alle Transaktionen aufzuzeichnen. Blockchain stellte sicher, dass alle Transaktionen transparent und sicher blieben.

Blockchain-basiertes Startup

Incent ist ein Startup, das es Unternehmen und Erstellern von Inhalten ermöglicht, ihr Publikum zu vergrößern, sie zu belohnen und die Inhalte zu monetarisieren. Es handelt sich um eine Consumer Retention as a Service (CRaaS)-Lösung, bei der das System Codes für die Zuschauer eines bestimmten Erstellers generiert. Die Zuschauer können diese Codes einlösen und Prämien verdienen, von denen sowohl der Ersteller als auch der Zuschauer profitieren. Sie verwenden Blockchain-Technologie für ihre Transaktionen.

Kryptowährungen (Bitcoin, Ethereum usw.)

Unser Blockchain-Tutorial für Anfänger wäre unvollständig, ohne die beliebteste Anwendung der Blockchain-Technologie, Kryptowährungen, zu erwähnen. Bitcoin, die derzeit beliebteste Kryptowährung, war die erste Anwendung der Blockchain und bietet ihren Benutzern viele Vorteile. Kryptowährungen ermöglichen es Unternehmen, Transaktionen sicherer und effizienter durchzuführen.

Missverständnisse über Blockchain (was Blockchain nicht ist)

Um Blockchain zu verstehen, müssen Sie zunächst zwischen den Wahrheiten und Mythen rund um diese Technologie unterscheiden. Hier sind einige der häufigsten Missverständnisse über Blockchain, die Sie kennen sollten:

Mythos: Blockchain ist ein Ersatz für ein Transaktionsverarbeitungssystem

Realität: Sie können Blockchain nur in bestimmten Szenarien verwenden, um ein Transaktionsverarbeitungssystem zu ersetzen. Es ist kein Ersatz für ein vollwertiges Transaktionsverarbeitungssystem.

Mythos: Blockchain ist notwendig, auch wenn kein Business-Netzwerk vorhanden ist

Realität: Wenn kein Unternehmensnetzwerk vorhanden ist, müssen Sie die Blockchain-Technologie nicht implementieren.

Mythos: Blockchain ist ein Produkt

Realität: Blockchain ist kein Produkt, das man kaufen kann. Der Nutzen in der Blockchain liegt an den verschiedenen Anwendungen, die Sie darauf aufbauen können.

Mythos: Blockchain dreht sich alles um Bitcoins oder Blockchain ist Bitcoins

Realität: Obwohl Bitcoin die erste Anwendung von Blockchain ist, dreht sich bei Blockchain nicht alles um Bitcoins. Bitcoin ist eine Kryptowährung, die auf Blockchain basiert, wobei Bitcoin das digitale Token und Blockchain das Ledger ist. Sie können eine Blockchain ohne Bitcoins haben, aber Sie können keine Bitcoins ohne Blockchain haben.

Was sind Blockchain-Varianten?

In diesem Abschnitt unseres Blockchain-Tutorials behandeln wir die verschiedenen Varianten der Blockchain-Technologie.

Öffentliche Blockchain

Die verteilten Ledger in der öffentlichen Blockchain sind für jeden Benutzer sichtbar. Hier kann jeder Benutzer die in der Blockchain vorhandenen Blöcke ändern und überprüfen. Einige prominente Beispiele für öffentliche Blockchain sind Ethereum, Factom und Bitcoin.

Private Blockchain

Ein privates Blockchain-Netzwerk gehört normalerweise einer bestimmten Organisation. Hier können nur wenige bestimmte Personen der Organisation die Transaktionsblöcke modifizieren. Dennoch kann jede Person die Blöcke anzeigen, aber sie kann sie nicht ändern. Sie benötigen die Erlaubnis der jeweiligen Benutzer, um die in einem solchen Netzwerk vorhandenen Blöcke zu ändern. Blockchain und Multichain sind zwei prominente Beispiele für die private Blockchain.

Konsortium Blockchain

In einer Konsortium-Blockchain kann nur eine Gruppe von Personen oder Organisationen Transaktionsblöcke hinzufügen und verifizieren. Das Ledger in einem solchen Netzwerk steht nur einer bestimmten Gruppe offen. Es ist sehr sicher und wird nur von Organisationen in bestimmten Sektoren verwendet. Beispiele für Konsortium-Blockchain sind R3, Hyperledger 1.0 und Ripple.

Was sind Blockchain-Philosophien?

Es gibt Philosophien in der Blockchain:

• Zugelassene Blockchain
• Erlaubnislose Blockchain

Im Folgenden sind die Unterschiede zwischen diesen beiden Philosophien aufgeführt:

Zugelassene Blockchain

In einer Blockchain mit Berechtigungen haben Sie eine Zugriffskontrollebene, die es nur einer bestimmten Gruppe von Personen erlaubt, bestimmte Aktionen auszuführen. Eine solche Konfiguration hält die Transaktionsaktivitäten der Benutzer des Netzwerks unter Kontrolle. Permissioned Blockchains sind aufgrund ihres hohen Sicherheitsniveaus bei großen Unternehmen und Konzernen beliebt.

Beispielsweise könnte ein IT-Dienstleister ein genehmigtes Blockchain-Netzwerk implementieren, um die sensiblen Informationen seiner Kunden aufzuzeichnen. Auch wenn einige Dritte an den Transaktionsprozessen solcher Informationen beteiligt sein könnten, sollten sie keinen Zugriff auf die sensiblen Informationen haben, die in diesen Transaktionen enthalten sind. Eine zugelassene Blockchain würde sicherstellen, dass Dritte nicht auf solche Informationen zugreifen können.

Erlaubnislose Blockchain

Wie der Name schon sagt, ist eine Permissionless Blockchain das Gegenteil einer Permissioned Blockchain. Im Gegensatz zu Permissioned Blockchains, bei denen nur wenige Personen Zugriff auf die Blockchain haben, kann jeder auf die Blockchain in einer Permissionless Blockchain zugreifen.

Bitcoin und Ethereum sind zwei bemerkenswerte Beispiele für erlaubnisfreie Blockchains. Hier ist Proof of Work Mining (PoW) notwendig und die Hashing-Power bestimmt das Vertrauensniveau. Was ist ein Arbeitsnachweis? Das werden wir im nächsten Abschnitt besprechen.

Warum ist Blockchain so sicher? (PoW und verteiltes P2P-Netzwerk)

Wir wissen bereits, dass Blockchain eine Kette von Blöcken ist, die Transaktionsinformationen enthalten. Wir wissen auch, dass jeder Block einen Hash als eindeutige Signatur hat. Hashes reichen jedoch nicht aus, um das Blockchain-Netzwerk sicher zu halten.

Fortgeschrittene Computer können Hunderttausende von Hashes innerhalb von Sekunden berechnen und ein Hacker kann einen Block ohne Erlaubnis modifizieren. Dann kann er oder sie den Vorgang wiederholen, um den Rest der Blockchain zu manipulieren.

Blockchain hat jedoch zwei Lösungen, um dieses Problem anzugehen, und zwar:

• Arbeitsnachweis (PoW)
• Verteiltes P2P-Netzwerk

Arbeitsnachweis

Proof of Work ist ein Rechenproblem, dessen Lösung einen erheblichen Aufwand erfordert. Es dauert jedoch sehr wenig Zeit, um die Ergebnisse dieses Problems zu überprüfen, im Vergleich zu der Zeit, die benötigt wird, um es zu lösen.

Wenn also ein Hacker eine Blockchain manipulieren möchte, muss er einen Proof of Work für einen Block durchführen, die Änderung implementieren und dann den gesamten Prozess für die nachfolgenden Blöcke wiederholen. In Kombination mit Hashing macht Proof of Work die Blockchain zu einer hochsicheren Lösung.

Verteiltes P2P-Netzwerk

Jede Blockchain hat ein verteiltes Peer-to-Peer-Netzwerk. Es hat keine zentrale Autorität, um die Kette zu verwalten, sondern verlässt sich für diese Aufgabe auf das Peer-to-Peer-Netzwerk.

Wenn ein Benutzer dem Blockchain-Netzwerk beitritt, erhält er eine vollständige Kopie der Blockchain und jeder Computer im Netzwerk wird als Knoten bezeichnet. Wenn ein neuer Benutzer einen neuen Block in der Blockchain erstellt, wird dieser an alle im Netzwerk vorhandenen Benutzer gesendet.

Nun muss jeder Knoten (Computer) den Block verifizieren, danach kann er der Blockchain hinzugefügt werden. Alle in der Blockchain vorhandenen Knoten schaffen einen Konsens darüber, welche Blöcke gültig sind und welche nicht. Wenn in der Blockchain ein manipulierter Block vorhanden ist, werden die Knoten diesen ablehnen.

Mit dem verteilten P2P-Netzwerk muss der Hacker jetzt die Kontrolle über mehr als 50 % des Netzwerks übernehmen, nachdem er Zugriff auf einen Block erlangt und den Proof of Work für jeden Block wiederholt hat, um irgendetwas zu manipulieren. Dadurch wird die Blockchain erheblich sicherer.

Wie funktionieren Blockchain-Transaktionen?

Wir haben besprochen, dass eine Blockchain Transaktionsinformationen speichert, aber wie findet eine Transaktion in einer Blockchain statt? Hier ist, wie:

1. Ein Benutzer würde eine Transaktion anfordern, die sich auf die spezifische Blockchain bezieht (Kryptowährung, Aufzeichnungen, Verträge usw.).
2. Die angeforderte Transaktion wird an jeden Knoten im Peer-to-Peer-Netzwerk gesendet.
3. Die Knoten validieren die Transaktion und den Status des Benutzers, indem sie die erforderlichen Algorithmen verwenden.
4. Wenn die Transaktion abgeschlossen ist, wird der Blockchain ein neuer Block hinzugefügt, der unveränderlich und dauerhaft ist.

Zusammenfassend sind die Schritte einer Blockchain-Transaktion:

1. Anfrage
2. Übertragung
3. Validierung
4. Zusatz

Dieser Prozess ist für jede Art von Blockchain gleich, egal für welche Anwendung sie verwendet wird. Unabhängig davon, ob Sie die Blockchain für eine Kryptowährung oder zum Führen von Aufzeichnungen verwenden, müssen Sie genau diesen Prozess durchlaufen, um der Blockchain einen neuen Block hinzuzufügen. Erfahren Sie mehr darüber, wie die Blockchain-Technologie funktioniert.

Warum verwenden wir Blockchain?

Die Verwendung von Blockchain hat viele Vorteile. Hier sind die wichtigsten:

Sicherheit

Mit so vielen Sicherheitsvorkehrungen gehört die Blockchain zu den sichersten Technologien, die uns zur Verfügung stehen. Eine Manipulation ist nahezu unmöglich.

Flexibilität

Vom Gesundheitswesen bis zum Transportwesen können Sie Blockchain in jeder Branche einsetzen. Alles, was Sie brauchen, sind Grundkenntnisse der Blockchain und der Branche, in der Sie sie implementieren möchten.

Automatisierung

Die meisten Operationen in einer Blockchain werden durch Softwareimplementierungen durchgeführt. Eine solche Automatisierung macht Blockchain-Netzwerke hocheffizient.

Transparenz

Jede in der Blockchain vorgenommene Änderung ist für alle Benutzer sichtbar, die Zugriff darauf haben. Das sorgt für Transparenz und erhöht die Vielseitigkeit dieser Technologie.

Globale Anpassung

Organisationen auf der ganzen Welt implementieren oder versuchen, Blockchain auf die eine oder andere Weise zu implementieren. Es ist eine weltweit anerkannte und angenommene Technologie, die immer beliebter wird.

Verlässlichkeit

Jeder Interessent an einer Blockchain-Transaktion wird zertifiziert und verifiziert. Dadurch entfällt die Notwendigkeit doppelter Aufzeichnungen und der Transaktionsprozess wird viel zuverlässiger.

Über das Blockchain-Tutorial für Anfänger hinausgehen

Unser Blockchain-Tutorial für Anfänger behandelt die Grundlagen dieses Themas. Wie Sie sicher schon erraten haben, ist Blockchain ein weites Feld mit vielen Unterabschnitten und technischen Details. Es kann schwierig sein, sie alle selbst kennenzulernen.

Der beste Weg, Blockchain zu lernen, ist, einen Blockchain-Kurs zu besuchen. Mit einem Kurs können Sie von Branchenexperten lernen und Schritt für Schritt durch den Lehrplan lernen.

Bei upGrad bieten wir die folgenden zwei Kurse in Blockchain-Technologie an:

• Executive PG-Programm in Softwareentwicklung – Spezialisierung auf Blockchain
• Fortgeschrittenes Zertifikatsprogramm in Blockchain-Technologie

Beide Kurse bieten wir in Partnerschaft mit IIIT-B an. Sie sind online und decken die grundlegenden und fortgeschrittenen Konzepte der Blockchain ab.

Je nach Ihren beruflichen Zielen und Anforderungen können Sie an einem dieser Kurse teilnehmen. Sie statten Sie mit den notwendigen Fähigkeiten aus, damit Sie als Blockchain-Profi in die Branche einsteigen können.

Fazit

Glückwünsche! Sie sind nun mit den Grundlagen der Blockchain vertraut und haben unser Blockchain-Tutorial für Einsteiger absolviert.

Blockchain ist sicherlich eine der vielseitigsten und nützlichsten Technologien, die derzeit verfügbar sind, und jetzt ist der beste Zeitpunkt, um in diesen Sektor einzusteigen. Wir empfehlen Ihnen, sich die Blockchain-Kurse anzusehen, wenn Sie daran interessiert sind, ein Blockchain-Profi zu werden.

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