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BlockChain Technologies in the World of Fashion

Written by N. Ibrahimli

Paper category

Bachelor Thesis

Subject

Computer Science

Year

2021

Abstract

Bachelorarbeit:: Blockchain ist ein verteiltes Buch (Distributed Ledger Transaction) über ein Peer-to-Peer-Netzwerk, das eine Peer-to-Peer-Übertragung von digitalen Vermögenswerten ohne einen Vermittler realisieren kann. Blockchain als technisches Wort wurde von dem unbekannten Autor und Erfinder von Bitcoin, Satoshi Nakamoto, im White Paper der ersten Kryptowährung Bitcoin [30] erfunden. Bitcoin ist das berühmteste Beispiel, das auf der Blockchain-Technologie basiert. Heute ist die Blockchain über Bitcoin hinausgewachsen, denn die Anwendung der Blockchain ist nicht auf den Finanzbereich beschränkt. Melanie Swanins Definition der Blockchain in ihrem Buch[39] bringt nicht nur zum Ausdruck, was die Blockchain ist, sondern auch ihre Macht: "Wir sollten die Blockchain als eine andere Art von Ding behandeln, wie das Internet - eine umfassende Informationstechnologie mit hierarchischen technischen Ebenen und vielfältigen Anwendungen für jede Form der Registrierung, der Inventarisierung und des Austauschs von Vermögenswerten, einschließlich verschiedener Bereiche des Finanzwesens, der Wirtschaft und der Währung; harte Vermögenswerte (materielle Vermögenswerte, Häuser, Autos); und immaterielle Vermögenswerte (Stimmen, Ideen, Ruf, Absichten, Gesundheitsdaten, Informationen usw.). Aber das Blockchain-Konzept ist noch mehr; es ist ein neues organisatorisches Paradigma für die Entdeckung, Bewertung und Übertragung aller Quanten von irgendetwas (diskrete Einheiten), und es ist möglich, alle menschlichen Aktivitäten in einem größeren Maßstab als bisher zu koordinieren." [39] Derzeit stützt sich die digitale Wirtschaft auf bestimmte vertrauenswürdige Institutionen (z. B. Zentralbanken). Die Menschen nutzen digitale Finanzdienstleistungen, um sich darauf zu verlassen, dass diese vertrauenswürdigen Parteien die Sicherheit und den Schutz ihrer digitalen Vermögenswerte gewährleisten. Die Anwendung von Blockchain im Finanzbereich bietet viele Vorteile gegenüber dem traditionellen Bankwesen: - Transparenz: Jeder kann die gesamte Prozesskette überprüfen, weshalb die Blockchain ein dezentralisiertes verteiltes Hauptbuch ist. Dies ist auf den einfachen Zugang zu historischen Transaktionen zurückzuführen, da sie mehr Transparenz als traditionelle Banken bietet. - Niedrigere Transaktionskosten: Durch den Einsatz von Distributed-Ledger-Methoden zur Bildung eines Systems, das jeder für Peer-to-Peer-Transaktionen nutzen kann, trägt die Blockchain dazu bei, die Entwicklungs- und Betriebskosten erheblich zu senken [50]. Da es keine zentrale Stelle gibt und kein Dritter Gebühren für Transaktionen erhebt, sind die Transaktionsgebühren viel niedriger als bei traditionellen Banken. - Schnellere Transaktion: Die Transaktion läuft nicht über eine dritte Partei, was nicht nur die Transaktionskosten senkt, sondern auch eine schnellere Transaktionsgeschwindigkeit mit sich bringt. Je nach der Zugänglichkeit der Kette gibt es drei Arten von Blockchains. Die öffentliche Blockchain ist quelloffen, und jeder kann als Nutzer Transaktionen senden oder als Miner arbeiten. Bitcoin und Ethereum sind Beispiele für öffentliche Blockchains. Private Blockchains hingegen sind restriktiver und werden in der Regel von Organisationen verwendet. Im Vergleich zu öffentlichen Blockchains sind private Blockchains daher stärker zentralisiert. Die Organisation, die Eigentümerin der privaten Blockchain ist, ist für die Schreibvorgänge zuständig. 2.1 Blockchain-Architektur Eine Blockchain ist eine Reihe von Blöcken, die miteinander verbunden sind, um Informationen über Transaktionen zu speichern, die im Blockchain-Netzwerk stattfinden. Ein Block besteht aus einem Block-Header und einem Block-Body [48]. Der Block-Header dient der Identifizierung eines bestimmten Blocks in der Blockchain. Er besteht aus mehreren Feldern: 1. Version: Die Blockversionsnummer besteht aus vier Bytes und gibt an, welcher Satz von Blockverifizierungsregeln zu befolgen ist[8].2.Zeit: Die Zeit, zu der ein Unix-Epochen-Miner mit dem Hashing des Headers begonnen hat [8] 3. Nonce: a4bytenumber, dies ist das Ergebnis des Mining-Prozesses. Nonce ist eine Zahl, die zur Erzeugung eines Blocks verwendet und zur Blockchain hinzugefügt wird. Die Miner suchten nach Zufallszahlen. Sie wird von dem veröffentlichenden Knoten manipuliert, um das Hash-Puzzle zu lösen [45]. Wenn Schürfer solche Zufallszahlen entdecken, erhalten sie Blockbelohnungen. 4. Merkleroothash: Er wird aus den Hashes aller im Block enthaltenen Transaktionen abgeleitet, um eine schnelle Überprüfung der Blockchain-Daten zu gewährleisten [8]. 5. Der Hashwert des vorherigen Blocks: Er schützt die Kette. Er ist eines der wichtigsten Konzepte der Blockchain. Um diese Werte zu ändern, müssen alle vorherigen Hash-Werte geändert werden. (Siehe Abbildung 2.1.1) 6.nBits: wird als Schwierigkeitsziel bezeichnet und besteht aus 4 Bytes. Difficultytarget Die kodierte Version der Zielschwelle. Der Head-Hash des Blocks muss kleiner oder gleich [8] sein. 2.1.1 Konsensalgorithmus Blockchain verwendet einen dezentralen Konsensmechanismus, um die Zuverlässigkeit des Blockchain-Netzwerks zu gewährleisten. In der Blockchain werden mehrere Konsensalgorithmen verwendet, hauptsächlich PoW (Proof of Work), PoS (Proof of Stake), DPoS (Delegated Proof of Stake) und PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance) [28]. Doppelausgaben sind eines der Hauptprobleme bei digitalen Transaktionen. Doppeltes Ausgeben bedeutet, dass der Besitzer dieselbe Münze erneut ausgibt. Bitcoin löst das Problem der Doppelausgaben, das vor der Blockchain-Kryptografie immer ein Problem war. Für verschiedene digitale Vermögenswerte ist dies ein Problem, weil sie kopiert und mehrfach ausgegeben werden können. Die Hauptschwierigkeit besteht darin, dass doppelte Ausgaben nicht ohne eine dritte Partei bestätigt werden können [39]. Daher besteht der übliche Weg zur Lösung dieses Problems darin, eine zentrale Behörde einzurichten, die es kontrolliert. Diese Lösung würde jedoch zu einem System führen, das dem traditionellen Bankwesen ähnelt. Die im Bitcoin-Whitepaper beschriebene Lösung besteht in der Implementierung eines Arbeitsnachweises [30], einem mathematischen Rätsel, das dazu dient, einen Wert zu finden, der als Zufallszahl bezeichnet wird und den nächsten an das Netzwerk zu übertragenden Block erzeugt. Proof of Work ist ein Konsensalgorithmus. Der Konsensalgorithmus ist das Kernstück der Blockchain-Architektur. Es handelt sich um einen Mechanismus, der es allen Blockchain-Knoten ermöglicht, eine gemeinsame Vereinbarung zu treffen, und der sicherstellt, dass der neueste Block zur Kette hinzugefügt wurde [25]. Das Vorhandensein von Konsensprotokollen in der Blockchain spielt auch eine wichtige Rolle für ihre Sicherheit. Der Kerngedanke von Proof-of-Work ist die Verteilung von Belohnungen durch einen Wettbewerb der Rechenleistung zwischen den Knoten. Read Less