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<!doctype html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no">
<title>Blockchain Vorlesung</title>
<link rel="stylesheet" href="dist/reset.css">
<link rel="stylesheet" href="dist/reveal.css">
<link rel="stylesheet" href="dist/theme/black.css">
<!-- Theme used for syntax highlighted code -->
<link rel="stylesheet" href="plugin/highlight/monokai.css">
</head>
<body>
<div class="reveal">
<div class="slides">
<section data-markdown>
<textarea data-template>
# Die Blockchain
### Und wie sie verwendet wird
</textarea>
</section>
<section>
<section>
<h2>Wer ist das?</h2>
<img src="img/dr.jpg" alt="David Scheuch" width="300">
<div class="fragment">
<p>
Mag. (FH) <span class="accent">David Scheuch</span>
</p>
</div>
</section>
<section data-background="#327199">
<img src="img/wieselburgerbeer.jpg" alt="Wieselburger Bier" width="300">
<p>
kommt aus <span class="accent">Wieselburg</span>,
</p>
</section>
<section data-background="#c60000">
<img src="img/stieglbeer.jpg" alt="Stiegl Bier" width="300">
<p>
hat in Salzburg
<br>
<!--
<br>
-->
<span class="accent">MultiMediaArt</span> studiert,
<br><br><br>
<img src="img/fachhochschule_salzburg.svg" alt="FH Salzburg Logo" width="150" style="background:#fff;">
</p>
</section>
<section data-background="#fddb32">
<p>
war Head of Development bei
</p>
<br>
<div>
<div>
<img src="img/MMCAGENTUR.png" alt="MMCAGENTUR" width="250">
<div><small>einer Online-Agentur</small></div>
</div>
<br>
<div>
<img src="img/farmdok.svg" alt="Farmdok" width="250">
<div><small>und einem Agrar-Tech Startup,</small></div>
</div>
</div>
</section>
<!--<section data-background="#74954B">
<img src="img/gusswerkglutenfree.png" alt="Gusswerk Glutenfreies Bier" width="300" height="300" style="object-fit: contain; background-color: #343434;">
<p>
trinkt nur mehr glutenfreies Bier
</p>
</section>-->
<section data-background="#212529">
<p>
und ist Co-Founder von
<br>
<a href="http://satoshiengineering.com" target="_blank"><img src="img/sate.svg" alt="Satoshi Engineering" width="800" height="300" style="object-fit: cover;"></a>
</p>
</section>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Bitcoin
#### Die erste Blockchain
</textarea>
</section>
<section data-markdown data-background="darkgreen">
<textarea data-template>
## Warum wurde Bitcoin erfunden?
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Probleme im Geldsystem
<small>die Bitcoin lösen möchte</small>
* Das „Fiat“-Geldsystem ist zentral gesteuert <!-- .element: class="fragment" -->
* „Fiat“ = „Es werde“ <!-- .element: class="fragment" -->
* Zentralbanken und Politik nehmen Einfluss <!-- .element: class="fragment" -->
* Mehr Geld kann einfach gedruckt werden <!-- .element: class="fragment" -->
* Inflation 🤑🤑🤑 <!-- .element: class="fragment" -->
* Autoritäre Regime können Zugang beschränken <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Technische Probleme
<small>die Bitcoin lösen möchte</small>
* Digitale Daten können kopiert werden <!-- .element: class="fragment" -->
* Problem des <!-- .element: class="fragment" --> **Double Spending**
* Zentrale Datenbanken beruhen auf Vertrauen <!-- .element: class="fragment" -->
* Intl. Transaktionen sind kompliziert & teuer <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown data-background="orange ">
<textarea data-template>
## Wer hat's erfunden?
</textarea>
</section>
<section data-transition="slide-in fade-out">
<h2>Satoshi Nakamoto</h2>
<img src="img/dorian-nakamoto.jpeg" alt="Dorian Satoshi Nakamoto" width="400">
</section>
<section data-transition="fade-in slide-out" data-markdown>
<textarea data-template>
## Satoshi Nakamoto
<small>Der/die Erfinder/innen von Bitcoin</small>
* Hat 2008 das Bitcoin Whitepaper veröffentlicht <!-- .element: class="fragment" -->
* 2009 die erste Version des Bitcoin Core <!-- .element: class="fragment" -->
* Identität ungeklärt, Einzelperson oder Personengruppe? <!-- .element: class="fragment" -->
* Seit 2011 untergetaucht oder verstorben <!-- .element: class="fragment" -->
* Wäre heute einer der reichsten Menschen <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Was ist eine Blockchain?
* Dezentrale Datenbank für Transaktionen <!-- .element: class="fragment fragment-1" -->
* Nicht von einer Firma oder Regierung verwaltet <!-- .element: class="fragment fragment-1" -->
* In einem Peer-to-peer-Netzwerk <!-- .element: class="fragment" -->
* Gesamte Transaktionshistorie wird erfasst <!-- .element: class="fragment" -->
* Jeder Teilnehmer hat eine Kopie der Blockchain <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Wofür ist sie geeignet?
* Transaktionen zwischen zwei (oder mehreren) Parteien,
die verifizierbar und unveränderbar sein müssen: <!-- .element: class="fragment" -->
* Verträge <!-- .element: class="fragment" -->
* Geistiges Eigentum <!-- .element: class="fragment" -->
* Identifizierungen <!-- .element: class="fragment" -->
* Cryptowährungen <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Wie funktioniert sie?
* Teilnehmende Computer heißen Nodes <!-- .element: class="fragment" -->
* Jeder kann teilnehmen <!-- .element: class="fragment" -->
* Jeder Node hat eine Kopie der ganzen Blockchain <!-- .element: class="fragment" -->
* Alle Nodes validieren die Blockchain <!-- .element: class="fragment" -->
= Distributed trust model <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
* Konsens: Gesamtes Netzwerk stimmt einer gemeinsamen Realität zu
* Jede Transaktion wird für immer gespeichert und an alle verteilt <!-- .element: class="fragment" -->
* Verlauf kann nicht verändert werden <!-- .element: class="fragment" -->
* Kann nicht zweimal getätigt werden <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Und was ist jetzt ein Block?
* Transaktionen werden gesammelt <!-- .element: class="fragment" -->
* Validiert <!-- .element: class="fragment" -->
* In Blöcke zusammengefasst <!-- .element: class="fragment" -->
* Und an die Blockchain angehängt <!-- .element: class="fragment" -->
* Definierte Maximalgröße<br> <!-- .element: class="fragment" -->
<small>Bei Bitcoin: 4 MB</small>
</textarea>
</section>
<section>
<a href="https://mempool.space" target="_blank">Block Explorer</a>
</section>
<section>
<section data-markdown id="how-chained">
<textarea data-template>
## Wie werden die Blöcke verkettet?
* <!-- .element: class="fragment" --> Jeder Block enthält einen <a href="#hash">Hash</a> des vorherigen Blocks
* Dadurch: <!-- .element: class="fragment" -->
* Reihenfolge fix <!-- .element: class="fragment" -->
* Alte Blöcke nicht veränderbar<br> <!-- .element: class="fragment" -->
<small>(Außer man würde alle nachfolgenden Blöcke neu erstellen)</small> <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown id="hash">
<textarea data-template>
### Was ist ein Hash?
* „Fingerabdruck“, „Prüfsumme“<!-- .element: class="fragment" -->
* Beispiel: <!-- .element: class="fragment" -->
* <!-- .element: class="fragment" --> <small><code>sha256('Donau-Dampfschifffahrts-Kapitäns-Kajüte')</code> →</small>
<small>f0495a6ea8ed2c2c75944d4a50beec935749b63027f0467fe9403508a0d534c8</small>
* <!-- .element: class="fragment" --> <small><code>sha256('Donau-Dampfschiffahrts-Kapitäns-Kajüte')</code> →</small>
<small>c06f64a513b206964f25dcbc43aab1b77296d24c8c17f6f735272f864aed3c16</small>
* Nicht umkehrbar<!-- .element: class="fragment" -->
* Deterministisch: <!-- .element: class="fragment" -->
<small>gleiche Eingabe liefert immer gleiches Ergebnis</small>
* Hohe Konfusion: <!-- .element: class="fragment" -->
<small>kleine Änderung bewirkt großen Unterschied</small>
<small class="fragment" style="float: right;"><a href="#how-chained/0">zurück</a></small>
</textarea>
</section>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Mining
<small>Beispiel: **Bitcoin-Blockchain**</small>
* Miner sammeln neue Transaktionen <!-- .element: class="fragment" -->
* ... und validieren sie, <!-- .element: class="fragment" -->
* ... packen sie in einen neuen Block <!-- .element: class="fragment" -->
* ... und hängen ihn an die Blockchain an. <!-- .element: class="fragment" -->
* Miner behält die Transaction Fee <!-- .element: class="fragment" -->
* und darf sich dzt. 6,25 neue BTC pro Block erstellen. <!-- .element: class="fragment" -->
* Broadcastet den neuen Block ans Netzwerk. <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Probleme
* Jeder, der will, darf minen. <!-- .element: class="fragment" -->
* Die Miner stehen in einem Wettbewerb zueinander. <!-- .element: class="fragment" -->
* Welche Minerin darf den nächsten Block anhängen? <!-- .element: class="fragment" -->
* Wenn das immer der gleiche Miner wäre, könnte er: <!-- .element: class="fragment" -->
* Alte Blöcke verändern (und alle danach neu minen) <!-- .element: class="fragment" -->
* Damit Transaktionen rückgängig machen oder verändern <!-- .element: class="fragment" -->
* Transaktionen erneut tätigen (double spending) <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Herausforderungen
* Es sollte zu teuer sein, zu betrügen. <!-- .element: class="fragment" -->
* Es muss genug Zeit sein, die Blöcke weltweit zu broadcasten.<br> <!-- .element: class="fragment" -->
<small>Bei Bitcoin: ca. 10 Minuten</small> <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown data-background="linear-gradient(to bottom, #FE7F2D, black)">
<textarea data-template>
## Proof of work
<small>Beispiel: **Bitcoin-Mining**</small>
* Alle Miner versuchen andauernd den nächsten Block zu generieren. <!-- .element: class="fragment" -->
* Jeder Block enthält einen Hash von sich selbst. <!-- .element: class="fragment" -->
* Difficulty: Die Bitcoin-Software legt fest, mit wie vielen Nullen dieser Hash beginnen muss. <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown data-background="linear-gradient(to bottom, #FE7F2D, black)">
<textarea data-template>
* Der Miner hängt eine Nonce an den Block an und hasht.
* Er verändert die Nonce und hasht so lange, bis er einen Hash gefunden hat, der mit ausreichend Nullen beginnt. <!-- .element: class="fragment" -->
* Der erste Miner, der einen Hash gefunden hat, der die Difficulty erfüllt, darf den Block an die Blockchain anhängen. <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown data-background="linear-gradient(to bottom, #81a6f7, black)">
<textarea data-template>
### Proof of stake
<small>Beispiel: **Ethereum** (seit 09/2022)</small>
* Es gibt keine Miner, sondern Validatoren. <!-- .element: class="fragment" -->
* Wer den nächsten Block validieren und an die Blockchain hängen möchte, muss Coins staken. <!-- .element: class="fragment" -->
* Staken = Coins hinterlegen/sperren (ähnlich einer Kaution). <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown data-background="linear-gradient(to bottom, #81a6f7, black)">
<textarea data-template>
* Ein Zufallsalgorithmus bestimmt, welcher Validator den nächsten Block anhängt.
* Belohnung: Transaktionsgebühren, keine neuen Coins <!-- .element: class="fragment" -->
* Wer invalide Transaktionen in den Block aufnimmt, verliert seine gestakten Coins. <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown data-background="linear-gradient(to bottom, #FE7F2D, black)">
<textarea data-template>
### Proof of work
#### Nachteile
* Kostet viel Energie <!-- .element: class="fragment" -->
* Inzwischen so viel Energie nötig, dass es sich z.B. als europäischer Stromkunde nicht lohnt. <!-- .element: class="fragment" -->
* Um mitzuhalten, eigene Hardware (ASICs) und billiger Strom nötig (z.B. Überschüsse von Solar- oder Windkraftwerken) <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown data-background="linear-gradient(to bottom, #FE7F2D, black)">
<textarea data-template>
### Proof of work
#### Vorteile
* Etabliertester Mechanismus <!-- .element: class="fragment" -->
* Bisher allen Angriffen standgehalten <!-- .element: class="fragment" -->
* Man benötigt kein Bitcoin-Vermögen, um mitmachen zu können. <!-- .element: class="fragment" -->
* Hoher Energieaufwand (= hohe Kosten) schützen die Blockchain. <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown data-background="linear-gradient(to bottom, #81a6f7, black)">
<textarea data-template>
### Proof of stake
#### Nachteile
* Man benötigt bereits vorab Coins, um staken zu können. <!-- .element: class="fragment" -->
* Pre-Mining nötig (oder Vorab-Verteilung von Startguthaben) <!-- .element: class="fragment" -->
* Vermögen wird nie aufgebraucht. <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown data-background="linear-gradient(to bottom, #81a6f7, black)">
<textarea data-template>
### Proof of stake
#### Vorteile
* Wesentlich niedrigerer Energieaufwand <!-- .element: class="fragment" -->
* Keine spezielle Hardware nötig <!-- .element: class="fragment" -->
-------
#### Vor- oder Nachteil? <!-- .element: class="fragment" -->
* "Passives" Einkommen. <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
### One true Chain
* Es kann passieren, dass mehrere Miner gleichzeitig valide Blöcke erzeugen <!-- .element: class="fragment" -->
* Dadurch verschiedene Zweige der Blockchain <!-- .element: class="fragment" -->
* Der nächste Miner entscheidet sich für einen Zweig <!-- .element: class="fragment" -->
* "One True Chain": Die längste Kette wird von den Nodes akzeptiert <!-- .element: class="fragment" -->
* PoS: "Nothing at stake" Problem <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
### 51% Attacke
* PoW: Wer mehr als 50% der Hashing Power besitzt <!-- .element: class="fragment" -->
* PoS: Wer mehr als 50% der gestakten Coins besitzt <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
### 51% Attacke
* Wer schneller Blöcke erzeugen kann, als alle anderen Miner/Validatoren, kann bestehende Blöcke "überschreiben" <!-- .element: class="fragment" -->
* Damit Transaktionen "löschen" und z.B. noch einmal ausgeben. <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
# Wallets & Transaktionen
## Am Beispiel Bitcoin
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Bitcoin-Wallet
#### Vereinfacht
* Besteht aus Public/Private Key Pair <!-- .element: class="fragment" -->
* Generiert Adresse(n) aus dem Public Key <!-- .element: class="fragment" -->
* Mit Hilfe des Private Key kann man beweisen, dass man die Adresse besitzt. <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Typen von Wallets
* Custodial Wallets (z.B. bei einer Börse) <!-- .element: class="fragment" -->
* "Not your keys, not your coins" <!-- .element: class="fragment" -->
* Paper Wallets <!-- .element: class="fragment" -->
* Software Wallets <!-- .element: class="fragment" -->
* Hardware Wallets <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Bitcoin-Transaktionen
#### Konzept
* Alice erstellt Transaktion "Betrag XY von meiner Adresse an eine Adresse von Bob" <!-- .element: class="fragment" -->
* Transaktion wird von Miner in die Blockchain geschrieben <!-- .element: class="fragment" -->
* Bob erstellt neue Transaktion um den Betrag auszugeben<br> <!-- .element: class="fragment" -->
<span>und signiert sie mit seinem Private Key.</span><!-- .element: class="fragment" -->
* So beweist Bob, die Adresse zu besitzen. <!-- .element: class="fragment" -->
</textarea>
</section>
<section data-markdown>
<textarea data-template>
## Bitcoin-Transaktion
#### Technisch
* Inputs: UTXOs (Unspent Transaction Outputs)<!-- .element: class="fragment" -->
* Outputs: Scripts (Legt fest, was nötig ist, um die BTC wieder auszugeben)<!-- .element: class="fragment" -->
* Script-Möglichkeiten bei Bitcoin begrenzt.<!-- .element: class="fragment" -->
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# Smart Contracts
## Am Beispiel Ethereum
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## Smart Contract
* Ein Smart Contract ist ein Programm, das auf einer Blockchain-Adresse sitzt. <!-- .element: class="fragment" -->
* Getriggert durch Transaktionen an diese Adresse. <!-- .element: class="fragment" -->
* Legt Regeln fest, was passiert, wenn gewisse Konditionen auf der Blockchain vorherrschen.<!-- .element: class="fragment" -->
* Jeder, der möchte, kann einen Smart Contract programmieren und ihn in die Blockchain deployen. <!-- .element: class="fragment" -->
* Einfachstes Beispiel: Verkaufsautomat<!-- .element: class="fragment" -->
* Kondition: Transaktion mit gewissem Wert an ETH geht an den Account des Smart Contracts<!-- .element: class="fragment" -->
* Aktion: Token wird an den Sender überwiesen<!-- .element: class="fragment" -->
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## Tokens
* Mit Hilfe von Smart Contracts können Tokens erstellt werden. <!-- .element: class="fragment" -->
* Tokens sind (vereinfacht) Cryptowährungen ohne eigene Blockchain. <!-- .element: class="fragment" -->
* Smart Contract muss die nötigen Methoden implementieren:<!-- .element: class="fragment" --> <small style="vertical-align: baseline">name, balanceOf, totalSupply, transfer ...</small><!-- .element: class="fragment" -->
* Die Tokens werden mittels Transaktionen von einem Account auf den anderen verschoben/verkauft.<!-- .element: class="fragment" -->
* Besitznachweis mittels Private Key.<!-- .element: class="fragment" -->
<div class="fragment" style="margin-top: 40px">
<small>Siehe: <a href="https://ethereum.org/en/developers/docs/standards/tokens/erc-20/" target="_blank">ERC-20 TOKEN STANDARD</a></small>
</div>
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## Non-fungible Tokens (NFT)
* Normale Tokens sind fungible (austauschbar) <!-- .element: class="fragment" -->
* NFTs sind dagegen einzigartig (zumindest eine einzigartige ID) <!-- .element: class="fragment" -->
* Der Ersteller des NFT legt die Knappheit (Gesamtanzahl) fest. <!-- .element: class="fragment" -->
* NFTs werden mittels Transaktionen von einem Account auf den anderen verschoben/verkauft. <!-- .element: class="fragment" -->
* Besitznachweis mittels Private Key.<!-- .element: class="fragment" -->
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## Non-fungible Tokens (NFT)
* NFTs können externe Assets repräsentieren, z.B.<!-- .element: class="fragment" -->
* Digiale Kunst (Digitale Bilder, Musik, Videos ...)<!-- .element: class="fragment" -->
* Echte Gegenstände (Eigentumsrechte eines Autos, Konzert-Tickets, legale Dokumente)<!-- .element: class="fragment" -->
* Die digitalen Assets können weiterhin kopiert werden. (Nur das Token ist eindeutig.)<!-- .element: class="fragment" -->
* Jemand könnte ein NFT auf einer anderen Blockchain erstellen, das das gleiche Asset repräsentiert.<!-- .element: class="fragment" -->
<div class="fragment" style="margin-top: 40px">
<small>Siehe: <a href="https://ethereum.org/en/nft/" target="_blank">Ethereum Use Cases - NFT</a></small>
</div>
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# Ist das schon alles?
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## Altcoins oder Shitcoins?
* Es gibt derzeit mehr als 10.000 verschiedene Cryptowährungen<!-- .element: class="fragment" -->
* Eigens entwickelte Blockchains (Ethereum, Binance, Solana)<!-- .element: class="fragment" -->
* Forks von z.B. Bitcoin (Bitcoin Cash, eCash)<!-- .element: class="fragment" -->
* Tokens auf Basis von Smart Contracts (Shiba Inu, Tether)<!-- .element: class="fragment" -->
* Marktkapitalisierung: <!-- .element: class="fragment" --> [Coinmarketcap](https://coinmarketcap.com/)
* Technologie als Basis für Anwendungen<!-- .element: class="fragment" -->
* oder Revolution des Geldsystems?<!-- .element: class="fragment" -->
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## Zukunft
### Ethereum<!-- .element: class="fragment" -->
* Plattform für zahlreiche Anwendungen<!-- .element: class="fragment" -->
* Wird von der Ethereum Foundation verwaltet<!-- .element: class="fragment" -->
* Diese hat starken Einfluss auf die Software<!-- .element: class="fragment" -->
* Nicht so dezentral wie Bitcoin<!-- .element: class="fragment" -->
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### Bitcoin
* Es wird maximal 21 Millionen Bitcoin geben<!-- .element: class="fragment" -->
* Mining reward wird ca. alle 4 Jahre halbiert<!-- .element: class="fragment" -->
* Ca. 2140 wird der letzte Satoshi (= 0,00000001 BTC) gemint<!-- .element: class="fragment" -->
* Skalierungsproblem -> Lightning Network ⚡<!-- .element: class="fragment" -->
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<img src="img/node_mesh_network_lightning.svg" alt="" width="700" style="background-color: white; padding: 10px; object-fit: contain;">
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</div>
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