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Datum: Samstag, 26. Mai 2018

Artikel: Schaffler Verlag, ÖKZ: 59. JG (2018) 03-04 / Dr. Michaela Endemann

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Was Blockchain verspricht

Teil 1: Wie es funktioniert

Die Blockchain-Technologie soll alles möglich machen, von einer Revolution ist da zu lesen, davon, dass die gesamte Gesundheits-IT-Welt interoperabel wird. Schöne neue Welt oder doch wieder nur ein Hype? Eine Annäherung in zwei Teilen. Teil 1: Wie es funktioniert.

Ein Konto ist genau einmal vorhanden, zentral von einer Bank verwaltet. Für eine Überweisung ist die Bank erforderlich, die das Konto und die Transaktion verwaltet. Bei Bitcoins, einer sogenannten Kryptowährung, ist das anders. Transaktionen können mittels Blockchain-Technik direkt von Sender zu Empfänger überwiesen werden, ohne zentrale Datenbank. Doch wo werden die Daten gespeichert? Eine Blockchain besteht aus einer Reihe einzelner Datenblöcke, in der mehrere Transaktionen (also z.B. Überweisungen) gespeichert sind. Hat ein Block seine Maximalgröße erreicht, wird er mit einem digitalen Siegel, Hash genannt, versehen und ein neuer Block der Kette hinzugefügt. Durch das Siegel sind alle Daten in einem Block unveränderbar. Es wäre aber riskant, nur eine einzige Blockchain irgendwo zu speichern, und jeder könnte nach Gutdünken einen Block hinzufügen. Daher wird die Bitcoin-Blockchain auf mehrere Rechner kopiert. Diese Rechner sind permanent miteinander vernetzt und fungieren in der Gesamtheit als dezentrale Datenbank.

Die Erstellung der Siegel wird „mining“ genannt und passiert auf allen Rechnern im System. Bei Bitcoin sind das riesige Serverfarmen, sogenannte Miner. Je schneller die Siegel erstellt werden, desto rascher ist die Transaktion durchgeführt. Wer mehr Rechenleistung hat, ist da klar im Vorteil. Neben Bitcoin gibt es auch noch weitere Blockchains, wie Etherium oder Dash, ebenfalls Kryptowährungen. Jede dieser Blockchains funktioniert grundsätzlich nach demselben Prinzip, mit allen Vor- und auch Nachteilen. Ein Vorteil ist z.B., dass ein einmal mit einem Hash abgeschlossener Block nicht mehr verändert werden kann und jede Manipulation sofort auffallen würde. Damit kann nur hinzugefügt werden. Das gesamte Netzwerk legitimiert sich gegenseitig, wird zur eigenen „Source of Truth“.

In einem Block kann jegliche Information gespeichert werden, allerdings nur bis zu etwa einem Megabyte Größe. Gesundheitsdaten werden da wohl nicht so einfach Platz finden, von Bilddaten erst gar nicht zu sprechen. Zukunftsträchtige Projekte versuchen daher erst gar nicht, Gesundheitsdaten in einem Block unterzubringen, sondern erstellen nur einen Verweis auf eine Datenquelle. Die Fachbegriffe dahinter: On-chain und Off-chain.

Inhalt egal

Der Inhalt eines Blocks kann aber auch ein Hash-Wert sein, der den Zustand einer externen Datenbank zum Zeitpunkt X repräsentiert. Befindet sich z.B. in einer externen Datenbank die Information über die Blutgruppe eines Patienten, so könnte zum Zeitpunkt X ein Hash erstellt werden, der im Block einer Blockchain gespeichert wird. Wird der Wert in der Datenbank geändert, so ergibt sich ein neuer Hash und es kann sofort gesehen werden, dass an der externen Datenbank etwas manipuliert wurde – etwa die Blutgruppe geändert. Allerdings sagt Alexander Mense vom FH Technikum Wien: „Man weiß nur, dass eine Veränderung passiert ist. Was verändert wurde, müssen dann die Datenbankbetreiber herausfinden. Das große Potenzial sehe ich aber darin, dass man damit auch alle Zugriffe auf eine Datenbank für immer und ewig in so einer Blockchain protokollieren kann, weil man einen abgeschlossenen Block nicht mehr ändern, also auch nicht löschen kann.“

Berechnungsdauer für neue Blöcke und Skalierbarkeit

Je länger eine Blockchain wird, je mehr Transaktionen abgewickelt werden sollen, je mehr Datenbankzugriffe, desto länger dauert die Berechnung der gültigen Hashwerte und der Abgleich aller Kopien. Bei Bitcoin sind das derzeit Stunden, ja Tage. Der Grund dafür: Aufgrund der Abstimmung im gesamten Netzwerk und der Hash-Berechnung liegt die Grenze parallel abwickelbarer Transaktionen bei etwa vier pro Stunde. Im Vergleich dazu wickeln Kreditkartenfirmen bis zu 4000 Transaktionen pro Sekunde einwandfrei ab. Kritiker meinen, die fehlende Skalierbarkeit sei wohl eins der limitierenden Kriterien für eine Blockchain-Nutzung. Ebenso in die Kritik kam das Prinzip des Mining in riesigen Serverfarmen, die Unmengen an Energie verbrauchen. Neuere Konzepte kommen allerdings ganz ohne Mining aus und sind daher schneller in der Berechnung. Alexander Mense ist vorsichtig optimistisch: „Wir sehen bereits in vielen Bereichen Konzepte, von denen man sich Vereinfachungen in Prozessabläufen und im Datenaustausch verspricht.“ Welche Blockchain-Projekte derzeit bereits am Laufen oder am Start sind (auch in Österreich), darüber berichtet Teil 2 in Kürze.


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  Ausgabe: 03-04/2018/59.JG
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