Eine Blockchain (übersetzt „Blockkette“) ist eine kontinuierlich erweiterbare Liste von Datensätzen („Blöcke“), die mittels kryptographischer Verfahren miteinander verkettet sind. Jeder Block enthält dabei typischerweise einen kryptographisch sicheren Hash (Streuwert) des vorhergehenden Blocks, einen Zeitstempel und Transaktionsdaten.
Grundlegend sind Blockchains nichts weiter als Datenbanken die riesige Menge von Daten speichern. Dabei werden die Daten nicht nur an einem Ort abgespeichert, sondern verteilt in einem riesigen Peer-to-Peer Netzwerk, wie bei den früher populären Tauschbörsen. Der Unterschied ist jedoch, dass alle Daten einer Blockchain auch jedem Teilnehmer vollständig synchronisiert vorliegen. Datenbanken speichern alle Arten von Daten, Blockchains können das prinzipiell auch, sie sind aber vor allem auf die Verwaltung von Transaktionen ausgelegt. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass es sich bei der Blockchain um eine OpenSource Technologie handelt.
Blockchain ist eine dezentrale (verteilte) Datenbank, auf die jeder zugreifen kann. Eine genauer Bezeichnung wäre „verteilte Registrierungstechnologie“ (Distributed Registry Technology, DLT) denn es gibt keine zentrale Stelle oder Kontrollinstanz, die Blockchains alleine verwalten kann.
Eine klassische Datenbank wird auf einem lokalen Computer oder einem speziell Datenbank-Servern gespeichert. Eine Blockchain wird nicht von einer einzigen Person oder Organisation kontrolliert, und seine Sicherheit wird durch seine dezentrale (verteilte) Architektur gewährleistet. Wenn ein Teil der Computer gehackt oder zerstört wird, auf denen die Blockchain gespeichert ist, beeinträchtigt dies nicht die Datenlage oder Sicherheit des gesamten Systems, was für eine klassische Datenbank undenkbar ist.
Theoretisch kann eine Blockchain für alles verwendet werden bei dem eine Datenbank praktikabel ist, von Bargeldtransaktionen bis hin zur Erfassung einer kompletten Sammlung an Weltliteratur. Damit die Daten die Blockchain erreichen, müssen sie verifiziert, d.h. auf Authentizität überprüft werden. Bei Kryptowährungen und Finanztransaktionen geschieht dies durch sogenanntes Mining. Mining ist die die Durchführung mathematischer Berechnungen durch Computer, um Transaktionen zu bestätigen und die Sicherheit zu erhöhen. Als Belohnung für Ihre Dienste können Miner Transaktionsgebühren für von ihnen bestätigte Transaktionen sammeln. Sobald eine Transaktion auf ihre Gültigkeit überprüft wurde, wird diese in einem Block aufgezeichnet, dieser verbleibt für immer in der Blockkette, und jeder kann die Authentizität überprüfen. Eine solche Transaktion muss jedoch von mehreren unabhängigen Quellen bestätigt werden, bevor sie als gültig angesehen wird.
Die Blockchain kann überall dort abgespeichert werden wo eine digitale Speicherung von Daten möglich ist. Meist gibt es spezielle Knoten in einem Netzwerk, die die aktuelle Vollversion der Blockchain enthalten, während der Rest der Knoten einfach auf sie zugreift, wenn sie etwas überprüfen müssen. Diese können jederzeit auch die Vollversion der Blockchain aus öffentlichen Zugriffspunkten herunterladen, und dann wird diese auch an diesem Knoten-Standort gespeichert.
Die Blockchain-Technologie wird oft mit der Erfindung des Internets verglichen, weil es die Welt verändern kann. Kryptowährungen sind nur der naheliegende und sehr praktikable Beginn dieser Entwicklung, aber grade Finanzen bestimmen unser Leben in großem Umfang. Momentan müssen noch riesige Teams von Anwälten, Notaren, Regulierungsbehörden, Bankiers und anderen Bürokraten beschäftigt werden, um Finanztransaktionen sicher zu bewerkstelligen. Die Blockchain-Technologie ist in der Lage, ihre gesamte Arbeit vollautomatisch zu erledigen.
Die Blockchain-Technologie wird in fast jeder Kryptowährung eingesetzt und ermöglicht deren Betrieb. Aber die Blockchain-Technologie wird nun auch aktiv in Banksysteme, Systeme zur Registrierung von Eigentumsrechten, Regierungsregistern und im Supply-Chain-Management eingesetzt. In Bereichen wie beispielsweise digitale Identität, Energie, Wahlen, Spiele, Internet der Dinge (IdD) werden jeden Tage neue Fortschritte gemacht.
Die öffentlichen (public) Blockchain steht jedem zur Verfügung, während die privaten (private) Blockchain nur ausgesuchten Teilnehmer zur Verfügung stehen. Diese privaten Projekte und somit auch die Teilnehmer, unterliegen meist der Kontrolle von Unternehmen oder Konsortien.
Zur Lösung dieses Problems stehen verschiedene Optionen zur Verfügung. Die beliebteste davon ist eine sogenannten Sidechain (übersetzt „Seitenkette“), diese braucht immer eine Blockchain als Grundalge, die dann Mainchain (übersetzt „Hauptkette“) genannt wird. Sidechain werden benötigt, um eine Blockchain mit einer anderen zu verbinden und mögliche Widersprüche zwischen ihren Regeln zu umgehen.