DUH-IT
Die Blockchain-Grundlagen 3: Wie werden Blöcke miteinander verknüpft?
Ein Projekt von TU Dortmund und Fraunhofer IML gefördert durch EFRE/JTF NRW
Wiederholung: Datenstruktur einer Blockchain
Ein Block besteht aus einem Blockheader und einem Blockbody.
Der Blockheader enthält die Metadaten.
Der Blockbody enthält die Transaktionsdaten.
Die Metadaten sind
- Timestamp
- Merkle Root
- Vorheriger Block Hash
- Nonce
- Difficulty
Transaktionen umfassen Informationen und Daten die Teilnehmer innerhalb des Netzwerkes austauschen.
Von Block zu Blockchain
Die wahre Stärke eines Blocks liegt nicht nur in seinen Daten, sondern in seiner Verbindung zum vorherigen Block.
Die einzelnen Blöcke fügen sich zu einer sicheren Kette zusammen, aber…
- wie sorgt der Hash dafür, dass jeder Block direkt auf seinen Vorgänger verweist?
- welche Rolle spielt das Mining, um Manipulation einzelner Blöcke zu verhindern?
Erst durch das Zusammenspiel der Verbindungen wird die Kette zuverlässig und vertrauenswürdig.
Erstellen der Hashwerte
Zuerst wird ein Hash-Wert jeder Transaktion mittels der Hash-Funktion erstellt.
Erstellen der Hashwerte
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 Hash-Wert gebündelt sind.
Erstellen der Merkle Root
Dieser gebündelte Hashwert ist die Merkle Root, ein Hash, der alle Transaktions-Hashes repräsentiert.
Die Merkle Root wird entsprechend im Blockheader abgelegt.
Verknüpfung der Blöcke
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 die bekannte Kettenstruktur.
Mining
Blockerstellung & Sicherheit
- Teilnehmer, sogenannte Miner, bündeln Transaktionen und lösen kryptografische Rätsel, um Blöcke zu erstellen.
- Der erste Teilnehmer, der eine passende Nonce finden konnte, erhält eine Belohnung.
- Mining erfordert Rechenressourcen und Zeit und macht Manipulation damit teuer.
Ablauf
Das Finden der richtigen Nonce erfordert das Lösen eines Rätsels durch Trial-and-Error.
Wenn ein Miner die richtige Nonce findet, informiert er die anderen Netzwerkteilnehmer.
Die anderen Teilnehmer im Netzwerk prüfen die vom Miner gefundene Lösung.
Je nach Richtigkeit der Lösung akzeptieren oder lehnen sie diese ab.
Blockchainbau auf einen Blick
In der folgenden Lerneinheit entdecken Sie, wie von außen mit der Blockchain interagiert wird.
Die Erstellung dieser Inhalte wurde durch das Forschungsprojekt DUH-IT gefördert.
