DUH-IT

Block und Datenstruktur

DUH-IT - Innovationstransfer für die Region Dortmund-Unna-Hamm

Ein Projekt von TU Dortmund und Fraunhofer IML gefördert durch EFRE/JTF NRW

🚀 by Decker

Wie ist eine Blockchain aufgebaut?

Was ist ein “Block”?

Daten werden in Blöcken gespeichert
Sie enthalten:
- Transaktionen
- Metadaten (z.B. Zeitstempel oder Versionsprotokoll)

Wie ist eine Blockchain aufgebaut?

Was ist eine “chain”?

Der Blockkopf des vorherigen Blocks wird gehasht und in den nächsten Blockkopf übertragen, so dass die Informationen des vorherigen Blocks mit dem aktuellen Block verknüpft sind.
Dieses Glied ist die Kette, die die Blöcke (von Daten) miteinander verbindet

Wie unterscheiden sich Blockchains von Datenbanken?

Eine Blockchain ist ein besonderes Datenbankverwaltungssystem mit erweiterten Funktionen gegenüber herkömmlichen Datenbanken:

Dezentrale Kontrolle: In Blockchains ist die Kontrolle auf viele Teilnehmer verteilt, ohne das Vertrauen in die vorhandenen Daten zu beeinträchtigen. Das bietet ein Maß an Sicherheit, das herkömmliche Datenbanken nicht erreichen können.

Gemeinsame Transparenz: Unternehmen, die an einer Transaktion beteiligt sind, müssen nicht ihre gesamte Datenbank teilen. Stattdessen hat jedes teilnehmende Unternehmen im Blockchain-Netzwerk eine transparente Kopie des aktuellen Hauptbuchs, die automatisch aktualisiert wird.

Unveränderlichkeit der Blockchain: Daten können einer Blockchain nur hinzugefügt, nicht jedoch bearbeitet oder gelöscht werden.

Quizfragen

Was ist der grundlegende Baustein einer Blockchain?

Block
Eine Transaktion
Ein Blockheader
Ein Link

Was verbindet die Blöcke in einer Blockchain miteinander?

Die Transaktionsdaten im Block
Der Zeitstempel, der in jedem Block gespeichert ist
Der Blockheader des vorherigen Blocks, der in den nächsten Block übertragen wird
Das Versionsprotokoll, das in jedem Block enthalten ist

Woraus besteht ein Block?

Blockheader
Blockheader und Transaktionen
Transaktionen
Keine der Möglichkeiten

Datenstruktur einer Blockchain

Metadaten (z. B. Zeitstempel oder Versionsprotokoll)

Zeitstempel: Erstellungsdatum des Blocks, automatische Generierung des Zeitstempels, chronologische Reihenfolge der Blöcke

Versionsnummer des Blocks: Aktuelle Version der Blockchain-Implementierung

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Metadaten:

Protokollversion
Zeitstempel
Ziel
…

Transaktionen umfassen Informationen und Daten die Teilnehmer innerhalb des Netzwerkes austauschen.

Datenstruktur einer Blockchain

Zuerst wird ein Hash-Wert jeder Transaktion mittels der Hash-Funktion erstellt.

Datenstruktur einer Blockchain

Anschließend bilden die Hash-Werte jeder zwei Transaktionen einen neuen gemeinsamen Hash-Wert, indem sie miteinander verknüpft werden.

Dieser Prozess wird im gesamten Block fortgesetzt, bis alle Hash-Werte der einzelnen Transaktionen in einem gebündelten Hash-Wert enthalten sind.

Datenstruktur einer Blockchain

Am Ende wird ein einzelner Hash-Wert erstellt, der alle Hash-Werte der Transaktionen enthält.

Dieser Hash-Wert wird als Merkle Root bezeichnet und ist mit dem Blockheader verknüpft.

Datenstruktur einer Blockchain

Durch einen Hash wird der Blockheader mit dem vorhergehenden Block verknüpft.

Der Hash wird aus den Daten des Blockheaders des vorhergehenden Blocks gebildet und dem Blockheader des neuen Blocks hinzugefügt. Dies schafft eine Kettenstruktur.

Datenstruktur einer Blockchain

Quizfragen

Ordnen Sie die einzelnen Schritte in der richtigen Reihenfolge an.

A. Ein einzelner Hash-Wert, der alle Transaktionen enthält, wird als Merkle Root erstellt.

B. Der Merkle Root wird mit dem Blockheader verknüpft.

C. Ein Hash-Wert wird für jede Transaktion erstellt.

D. Der Hash des vorherigen Blocks wird dem neuen Blockheader hinzugefügt.

E. Die Hash-Werte von je zwei Transaktionen werden zu einem neuen Hash-Wert kombiniert.

F. Der Blockheader wird durch einen Hash mit dem vorherigen Block verknüpft.

G. Der Prozess wird wiederholt, bis alle Hash-Werte in einem gebündelten Hash-Wert enthalten sind.

Quellen

Fill, H.-G., & Meier, A. (2020). Blockchain kompakt: Grundlagen, Anwendungsoptionen und kritische Bewertung. Springer Vieweg.

Hinckeldeyn, Johannes (2019); Blockchain-Technologie in der Supply Chain - Einführung und Anwendungsbeispiele

Einführung in Blockchain-Technologie & Kryptowährungen

Die Erstellung dieser Inhalte wurde durch das Forschungsprojekt DUH-IT gefördert.

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