TY - THES A1 - Arabul, Burcin T1 - Anwendungsfelder und Skalierung von Blockchain- basierten Systemen N2 - Seit der erstmaligen Veröffentlichung des Bitcoin Whitepapers durch Satoshi Nakamoto 2008 sind viele verschiedene Blockchains entstanden und die Technologie hat sich weiterentwickelt. Während Befürworter der Blockchain-Technologie ein hohes Zukunftspotenzial aussprechen, gibt es auch viele Skeptiker. Um die einzelnen Blockchains einschätzen zu können, ist es notwendig den technologischen Hintergrund zu verstehen. Diese Arbeit befasst sich daher zum einen mit den kryptographischen Besonderheiten, welche die Blockchain zu einem optimierten Distributed System machen und zum anderen mit dem Skalierbarkeits-Trilemma als Vergleichsbasis für die verschiedenen Blockchains. 1. Kryptographische Besonderheiten von Blockchains: Um die kryptographischen Vorteile der Blockchain als Distributed System zu erläutern, werden folgende Forschungsfragen gestellt: Was macht die Blockchain anders als bisherige Distributed Systems? Welches sind die technischen Bestandteile von Blockchains? Was ist der Unterschied zwischen Bitcoins Transaction-Ledger und der Ethereum-Blockchain als Turing- Complete-Virtual-Machine mit der Fähigkeit Smart-Contracts auszuführen? 2. Skalierbarkeits-Trilemma: Die ausreichende Skalierbarkeit ist eine der wesentlichsten Anforderungen, die die Blockchains im letzten Jahrzehnt versuchen zu erreichen. Das Skalierbarkeits-Trilemma besagt, dass Blockchains nur jeweils zwei der drei Eigenschaften Skalierbarkeit, Dezentralität und Sicherheit gleichzeitig im ausreichenden Maß erfüllen können. Die Ausprägungen dieser drei Eigenschaften sind u.a. abhängig von den verschiedenen Konsensmechanismen, welche entsprechende Blockchains einsetzen. Im Zuge dieser Arbeit wurden die am weitesten verbreiteten Konsensmechanismen Proof-of-Authority, Proof-of-Work und Proof-of-Stake ausführlich analysiert und bewertet. Zur Bewertung wurden Kennzahlen und Kriterien für die Eigenschaften Skalierbarkeit (Transaktionen-pro-Sekunde), Dezentralität (Wachstumsrate der Blockchain) und Sicherheit (Verfügbarkeit definierter Schutzmaßnahmen) festgelegt und abschließend systematisch eingeordnet. Weiterhin wurde der potenzielle Nutzen skalierbarer Blockchains für die Anwendungsfelder Erneuerbare Energien (Smart Grids) sowie Identity Management beschrieben. KW - Blockchain Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2876 ER -