Kurz erklärt: Eine Blockchain ist ein verteiltes Register, in dem Transaktionen in Blöcken zusammengefasst und kryptografisch miteinander verkettet werden. Jeder Block enthält eine Prüfsumme des vorhergehenden; eine nachträgliche Änderung würde alle Folgeblöcke ungültig machen und fällt deshalb auf. Betrieben wird das Register nicht von einer zentralen Stelle, sondern von vielen unabhängigen Teilnehmern, die sich nach festgelegten Regeln über den gültigen Stand verständigen.
Das Grundproblem
Um zu verstehen, wofür eine Blockchain gebaut wurde, hilft der Blick auf das Problem, das sie löst.
Digitale Werte lassen sich beliebig kopieren. Eine Datei zweimal zu versenden ist trivial — bei einer Zahlung wäre das fatal. Herkömmliche Systeme lösen das über eine zentrale Stelle: Die Bank führt das Konto, kennt den Saldo und verhindert die doppelte Ausgabe. Wer dem System vertraut, vertraut dieser Stelle.
Die Frage, die zur Blockchain führte, lautet: Wie lässt sich dasselbe erreichen, ohne dass eine einzelne Stelle das Register führt und ohne dass die Teilnehmer einander vertrauen müssen?
Die Antwort besteht aus drei Bausteinen. Erstens einem öffentlichen Register, das jeder einsehen und prüfen kann. Zweitens einer kryptografischen Verkettung, die nachträgliche Änderungen erkennbar macht. Drittens einem Verfahren zur Einigung darüber, welcher Stand gilt, wenn mehrere Teilnehmer gleichzeitig schreiben wollen.
Alles Weitere folgt aus dieser Konstruktion — einschließlich der Eigenschaften, die sie für die forensische Auswertung so ungewöhnlich machen.
Aufbau: Blöcke und Verkettung
Transaktionen werden nicht einzeln gespeichert, sondern zu Blöcken zusammengefasst. Ein Block enthält typischerweise mehrere hundert bis mehrere tausend Transaktionen, einen Zeitstempel, technische Angaben und — entscheidend — eine Prüfsumme des vorhergehenden Blocks.
Diese Prüfsumme ist ein Hashwert: das Ergebnis einer Funktion, die aus beliebig großen Daten eine Zeichenkette fester Länge erzeugt. Zwei Eigenschaften machen sie brauchbar. Erstens führt jede noch so kleine Änderung der Eingabe zu einem vollständig anderen Ergebnis. Zweitens lässt sich aus dem Ergebnis die Eingabe nicht zurückrechnen.
Weil jeder Block den Hashwert seines Vorgängers enthält, entsteht eine Kette. Würde jemand eine Transaktion in einem älteren Block ändern, änderte sich dessen Hashwert. Der Folgeblock enthielte dann eine Prüfsumme, die nicht mehr passt — und jeder Folgeblock danach ebenso. Die Manipulation wäre für jeden Teilnehmer sofort erkennbar.
Innerhalb eines Blocks werden die Transaktionen zusätzlich in einer Baumstruktur zusammengefasst, deren Wurzel im Blockkopf steht. Das erlaubt es, die Zugehörigkeit einer einzelnen Transaktion zu einem Block nachzuweisen, ohne den gesamten Block zu übertragen — praktisch bedeutsam für Anwendungen mit begrenzten Ressourcen.
Konsens: wer darf schreiben
Die Verkettung schützt vor nachträglicher Änderung, beantwortet aber nicht, wer den nächsten Block anfügen darf. Ohne Regel könnten beliebig viele Teilnehmer gleichzeitig widersprüchliche Blöcke erzeugen.
Beim Arbeitsnachweis müssen Teilnehmer eine rechenintensive Aufgabe lösen, bevor sie einen Block anfügen dürfen. Die Aufgabe besteht darin, eine Zahl zu finden, die zusammen mit den Blockdaten einen Hashwert unterhalb eines Zielwerts ergibt. Das lässt sich nur durch Ausprobieren erreichen, ist aber in einem Schritt überprüfbar. Wer den Block anfügt, hat nachweislich Rechenaufwand investiert — und eine nachträgliche Änderung würde denselben Aufwand für alle Folgeblöcke erneut erfordern.
Beim Anteilsnachweis wird das Schreibrecht stattdessen an hinterlegte Vermögenswerte gekoppelt. Wer sich regelwidrig verhält, verliert einen Teil davon. Der Energieaufwand entfällt; an seine Stelle tritt ein wirtschaftliches Risiko. Ethereum hat 2022 von einem Verfahren auf das andere gewechselt.
Beide Verfahren lösen dieselbe Aufgabe unterschiedlich: Sie machen es teuer, die Geschichte zu verändern. Absolute Sicherheit bieten sie nicht — sie machen den Angriff unwirtschaftlich.
Wie eine Transaktion ins Register gelangt
Zwischen dem Absenden einer Transaktion und ihrer endgültigen Aufnahme liegen mehrere Schritte, die für die Bewertung eines Sachverhalts bedeutsam sind.
Eine signierte Transaktion wird zunächst an benachbarte Teilnehmer gesendet und von dort weiterverteilt. Sie liegt dann im Wartebereich — sichtbar für alle, aber noch nicht Teil des Registers. Bereits in diesem Zustand ist sie beobachtbar; wer das Netzwerk beobachtet, sieht Zahlungen, bevor sie bestätigt sind.
Welche Transaktionen in den nächsten Block aufgenommen werden, entscheidet derjenige, der ihn erzeugt. Üblicherweise werden diejenigen mit der höchsten Gebühr je Datenmenge bevorzugt. Bei hoher Auslastung verbleiben Transaktionen mit niedriger Gebühr lange im Wartebereich oder werden verworfen.
Nach Aufnahme in einen Block gilt eine Transaktion als bestätigt — allerdings nur vorläufig. Wird der Block bei einer Reorganisation verworfen, kehrt sie in den Wartebereich zurück. Deshalb wird bei größeren Beträgen auf mehrere Folgeblöcke gewartet.
Für die Forensik folgt daraus zweierlei. Erstens ist der Zeitstempel eines Blocks nicht der Zeitpunkt der Absendung — zwischen beiden können Stunden liegen. Zweitens erlaubt die Beobachtung des Wartebereichs Aussagen darüber, von welchem Punkt im Netzwerk eine Transaktion erstmals gemeldet wurde. Das ist ein schwaches, aber gelegentlich nutzbares Indiz.
Öffentlich, privat, konsortial
Der Begriff Blockchain wird für sehr unterschiedliche Systeme verwendet, die kaum vergleichbar sind.
Öffentliche Blockchains — Bitcoin, Ethereum und die meisten bekannten Netzwerke — sind für jeden zugänglich. Jeder kann teilnehmen, Transaktionen senden und das Register vollständig einsehen. Niemand kann einen Teilnehmer ausschließen.
Private Blockchains werden von einer Organisation betrieben, die festlegt, wer lesen und schreiben darf. Für den Betreiber sind sie eine manipulationsgeschützte Datenbank — wobei die Frage berechtigt ist, welchen Vorteil die Konstruktion gegenüber einer gewöhnlichen Datenbank mit Protokollierung bietet, wenn ohnehin eine zentrale Stelle die Regeln setzt.
Konsortiale Blockchains liegen dazwischen: Mehrere Organisationen betreiben das Register gemeinsam, ohne dass eine von ihnen allein bestimmt. Für Anwendungen, bei denen sich mehrere Parteien nicht vollständig vertrauen, aber alle bekannt sind, ist das eine sinnvolle Konstruktion.
Für die Forensik ist die Unterscheidung wesentlich: Nur bei öffentlichen Blockchains steht die Datengrundlage ohne Zugangsvoraussetzung zur Verfügung. Bei privaten Systemen ist der Betreiber Adressat eines Auskunftsverlangens — die Ausgangslage entspricht dann der bei einer gewöhnlichen Unternehmensdatenbank.
UTXO- und Kontenmodell
Wie Guthaben abgebildet wird, unterscheidet sich zwischen den Netzwerken erheblich — mit unmittelbaren Folgen für die Analyse.
Im UTXO-Modell, das Bitcoin verwendet, gibt es keine Kontostände. Stattdessen existieren einzelne, noch nicht ausgegebene Transaktionsausgänge. Eine Zahlung verbraucht solche Ausgänge vollständig und erzeugt neue. Wer 1 BTC besitzt und 0,3 BTC überweist, erzeugt zwei neue Ausgänge: 0,3 an den Empfänger und 0,7 als Wechselgeld zurück an sich selbst. Der „Saldo“ einer Adresse ist die Summe der ihr zugeordneten unverbrauchten Ausgänge. Details im Eintrag zu UTXO.
Im Kontenmodell, das Ethereum verwendet, existieren Konten mit Salden. Eine Transaktion mindert den einen und erhöht den anderen — vergleichbar einer Buchung.
Für die Clusterbildung ist der Unterschied entscheidend. Die klassischen Heuristiken — Common Input und Wechselgelderkennung — setzen am UTXO-Modell an und sind auf Kontenmodelle nicht übertragbar. Dort arbeitet die Analyse stärker über Vertragsinteraktionen, Token-Transfers und Verhaltensmuster.
Was gespeichert wird — und was nicht
Für die Bewertung eines Sachverhalts ist der Inhalt des Registers entscheidend, und er wird regelmäßig überschätzt.
Enthalten sind: Absender- beziehungsweise verwendete Eingänge, Empfängeradresse, Betrag, Zeitstempel des Blocks, Transaktionsgebühr sowie je nach Netzwerk Vertragsaufrufe und deren Ergebnisse.
Nicht enthalten sind: Namen, Anschriften, Kontonummern, IP-Adressen, Verwendungszwecke oder sonstige Angaben zur Person. Adressen sind kryptografisch abgeleitete Zeichenketten ohne unmittelbaren Personenbezug.
Daraus ergibt sich die für die Praxis wichtigste Eigenschaft: Öffentliche Blockchains sind pseudonym, nicht anonym. Die Zahlungsflüsse sind vollständig transparent, die Identitäten fehlen. Wird eine einzige Adresse einer Person zugeordnet, lässt sich deren gesamte Historie rückwirkend erschließen — auch für Vorgänge, die Jahre zurückliegen.
Das kehrt die gewohnte Lage um. Beim Bankkonto ist die Identität bekannt, die Kontobewegung aber vertraulich. Hier ist die Bewegung öffentlich und die Identität unbekannt. Wer diesen Unterschied nicht mitdenkt, unterschätzt regelmäßig, was aus Blockchain-Daten ableitbar ist.
Unveränderlichkeit und ihre Grenzen
Blockchains gelten als unveränderlich. Diese Eigenschaft ist real, aber nicht absolut — sie ist eine Frage des Aufwands.
Reorganisation. Erzeugen zwei Teilnehmer nahezu gleichzeitig einen Block, existieren kurzzeitig zwei Varianten. Das Netzwerk einigt sich nach festgelegten Regeln auf eine; die andere wird verworfen, und die darin enthaltenen Transaktionen kehren in den Wartezustand zurück. Deshalb gilt eine Transaktion erst nach mehreren Folgeblöcken als hinreichend gesichert.
Mehrheitsangriff. Wer den überwiegenden Teil der Rechenleistung oder der hinterlegten Anteile kontrolliert, kann jüngere Blöcke neu schreiben und eine bereits erfolgte Zahlung rückgängig machen. Bei großen Netzwerken ist das wirtschaftlich unattraktiv; bei kleineren Netzwerken sind solche Angriffe tatsächlich vorgekommen.
Abspaltung. Ändert ein Teil der Teilnehmer die Regeln, entstehen zwei Netzwerke mit gemeinsamer Vorgeschichte. Das ist keine Manipulation, sondern eine bewusste Entscheidung der Beteiligten — für die Verfolgung aber bedeutsam, weil Bestände auf beiden Seiten fortbestehen.
Praktisch bedeutet das: Die Unveränderlichkeit älterer Einträge in großen öffentlichen Netzwerken ist für forensische Zwecke belastbar. Bei jungen Transaktionen und bei kleinen Netzwerken ist Zurückhaltung angebracht.
Skalierung und weitere Ebenen
Öffentliche Blockchains sind langsam und teuer, weil jeder Teilnehmer jede Transaktion prüfen und speichern muss. Das begrenzt den Durchsatz erheblich.
Die verbreitete Antwort sind zusätzliche Ebenen: Transaktionen werden außerhalb der Hauptkette abgewickelt, und nur zusammengefasste Ergebnisse werden dort verankert. Zahlungskanäle zwischen zwei Parteien, Sammelverfahren für viele Transaktionen und Seitenketten mit eigenem Konsens folgen alle diesem Grundgedanken.
Für die Forensik ist das eine wesentliche Einschränkung. Transaktionen auf einer zusätzlichen Ebene erscheinen nicht einzeln in der Hauptkette. Sichtbar sind nur Öffnung und Schluss eines Kanals oder das zusammengefasste Ergebnis. Was dazwischen geschah, ist aus der Hauptkette nicht ableitbar.
Diese Lücke ist strukturell dieselbe wie bei internen Buchungen einer Handelsplattform: Ein Vorgang, der außerhalb des Registers stattfindet, hinterlässt dort keine Spur. Wer eine Verfolgung plant, sollte deshalb früh klären, ob eine zusätzliche Ebene beteiligt war — die Erfolgsaussichten unterscheiden sich erheblich.
Datenzugang in der Praxis
Für die Auswertung ist entscheidend, woher die Daten stammen — und diese Frage gehört in jedes Gutachten.
Eigener vollständiger Knoten. Wer die Software selbst betreibt, lädt und prüft sämtliche Blöcke eigenständig. Das ist die sauberste Grundlage, weil keine Abhängigkeit von Dritten besteht und die Datenherkunft belegbar ist. Der Aufwand ist beträchtlich: Die Datenmenge großer Netzwerke liegt im hohen dreistelligen Gigabyte-Bereich, bei vollständiger Vorhaltung aller historischen Zustände deutlich darüber.
Blockchain-Explorer. Webdienste, die die Daten aufbereitet darstellen. Für eine erste Orientierung geeignet, für systematische Arbeit zu langsam — und mit der Einschränkung, dass man dem Betreiber vertrauen muss.
Aufbereitete Datenbanken. Rohe Blockdaten sind für Abfragen ungeeignet. In der Praxis werden sie in Graphstrukturen überführt, in denen Adressen Knoten und Transaktionen Kanten bilden. Erst dadurch lassen sich Pfadsuchen über viele Ebenen in vertretbarer Zeit durchführen.
Wesentlich ist die Nachvollziehbarkeit: Datenquelle, verwendete Software mit Version und Abrufzeitpunkt gehören dokumentiert. Nur dann kann ein Dritter die Auswertung wiederholen — und nur überprüfbare Ergebnisse haben im Verfahren Gewicht.
Bedeutung für die forensische Auswertung
Aus den beschriebenen Eigenschaften folgen vier Konsequenzen, die die gesamte Disziplin prägen.
Vollständigkeit. Anders als bei jeder anderen Zahlungsart liegen sämtliche Vorgänge lückenlos vor — ohne Auskunftsersuchen, ohne Bearbeitungszeit, ohne Aufbewahrungsfristen. Das ist eine Ausgangslage, die es sonst nirgends gibt.
Dauerhaftigkeit. Die Daten altern nicht. Eine Transaktion aus dem Jahr 2013 ist heute unverändert auswertbar. Zeitdruck entsteht nicht aus der Datenlage, sondern aus der Verfügbarkeit der Mittel und aus Aufbewahrungsfristen bei Dienstleistern.
Überprüfbarkeit. Jede Feststellung über eine Transaktion lässt sich von jedem Dritten nachrechnen — auch von einem Gericht. Das macht Transaktionsdaten zu einem ungewöhnlich starken Beweismittel.
Fehlende Identität. Zugleich endet die Aussagekraft dort, wo es um Personen geht. Jede Zuordnung zu einem Menschen stammt aus einer Quelle außerhalb der Blockchain. Diese Trennung zwischen belastbarer Beobachtung und interpretierender Bewertung ist der zentrale Qualitätsmaßstab jedes Gutachtens.
Verbreitete Missverständnisse
„Blockchain ist anonym.“ Öffentliche Blockchains sind pseudonym. Die Zahlungsflüsse sind vollständig einsehbar; nur die Identitäten fehlen — und die lassen sich über Dienstleister mit Identifizierungspflicht häufig erschließen.
„Was in der Blockchain steht, ist wahr.“ Gesichert ist nur, dass eine Transaktion stattgefunden hat. Über ihren Rechtsgrund, die Absicht der Beteiligten oder die Berechtigung des Verfügenden sagt das nichts. Eine erzwungene Überweisung sieht in der Blockchain aus wie jede andere.
„Blockchain verhindert Betrug.“ Sie verhindert die doppelte Ausgabe desselben Vermögenswerts. Gegen Täuschung über den Zweck einer Zahlung leistet sie nichts — im Gegenteil erschwert die Unwiderruflichkeit die Wiedergutmachung.
„Die Daten liegen irgendwo zentral.“ Jeder vollständige Teilnehmer hält eine eigene Kopie. Es gibt keinen Server, den man abschalten, und keine Stelle, die man zur Änderung anweisen könnte.
„Jede Blockchain ist gleich sicher.“ Die Sicherheit hängt von der Zahl unabhängiger Teilnehmer und vom Aufwand für einen Mehrheitsangriff ab. Kleine Netzwerke sind erheblich anfälliger, und entsprechende Angriffe sind vorgekommen.
Häufige Fragen
Was ist eine Blockchain in einem Satz?
Ein verteiltes Register, in dem Transaktionen in Blöcken zusammengefasst und kryptografisch verkettet werden, sodass nachträgliche Änderungen erkennbar sind und keine zentrale Stelle das Register führt.
Warum kann man eine Blockchain nicht nachträglich ändern?
Weil jeder Block eine Prüfsumme seines Vorgängers enthält. Eine Änderung verändert dessen Prüfsumme, wodurch alle Folgeblöcke nicht mehr passen. Bei Arbeitsnachweis-Verfahren müsste zusätzlich der gesamte Rechenaufwand aller Folgeblöcke erneut erbracht werden.
Sind Blockchain-Daten anonym?
Nein, pseudonym. Adressen enthalten keine Namen, aber jede Transaktion ist öffentlich einsehbar. Wird eine einzige Adresse einer Person zugeordnet, lässt sich deren gesamte Historie rückwirkend erschließen.
Was ist der Unterschied zwischen UTXO- und Kontenmodell?
Im UTXO-Modell gibt es keine Salden, sondern einzelne unverbrauchte Transaktionsausgänge, die vollständig verbraucht und neu erzeugt werden. Im Kontenmodell existieren Konten mit Salden. Die klassischen Clustering-Heuristiken setzen am UTXO-Modell an und sind nicht übertragbar.
Wie lange bleiben Transaktionen nachvollziehbar?
Dauerhaft. Die Daten werden nicht gelöscht und altern nicht. Zeitdruck bei Ermittlungen entsteht nicht aus der Datenlage, sondern aus der Verfügbarkeit der Mittel und aus Aufbewahrungsfristen bei Dienstleistern.
Kann eine Blockchain angegriffen werden?
Wer den überwiegenden Teil der Rechenleistung oder der hinterlegten Anteile kontrolliert, kann jüngere Blöcke neu schreiben. Bei großen Netzwerken ist das wirtschaftlich unattraktiv; bei kleineren Netzwerken sind solche Angriffe tatsächlich vorgekommen.
Warum sind Transaktionen auf zusätzlichen Ebenen nicht sichtbar?
Weil sie außerhalb der Hauptkette abgewickelt werden und dort nur Öffnung und Schluss eines Kanals oder ein zusammengefasstes Ergebnis erscheinen. Was dazwischen geschah, ist aus der Hauptkette nicht ableitbar — strukturell dieselbe Lücke wie bei internen Buchungen einer Handelsplattform.
Beweist ein Blockchain-Eintrag, dass eine Zahlung rechtmäßig war?
Nein. Gesichert ist nur, dass die Transaktion stattgefunden hat. Über Rechtsgrund, Absicht oder Berechtigung des Verfügenden sagt der Eintrag nichts — eine erzwungene Überweisung sieht aus wie jede andere.
Entspricht der Zeitstempel eines Blocks dem Zeitpunkt der Zahlung?
Nicht zwingend. Zwischen dem Absenden einer Transaktion und ihrer Aufnahme in einen Block können bei hoher Auslastung oder niedriger Gebühr Stunden liegen. Für zeitkritische Feststellungen ist diese Differenz zu berücksichtigen.
Woher stammen die Daten einer forensischen Auswertung?
Idealerweise aus einem eigenen vollständigen Knoten, weil dann keine Abhängigkeit von Dritten besteht und die Herkunft belegbar ist. Explorer eignen sich für erste Orientierung. In jedem Fall gehören Datenquelle, Softwareversion und Abrufzeitpunkt dokumentiert.
Zusammenfassung
Eine Blockchain ist ein verteiltes Register aus kryptografisch verketteten Blöcken, das ohne zentrale Stelle geführt wird. Die Verkettung macht nachträgliche Änderungen erkennbar, Konsensverfahren regeln das Schreibrecht und machen Angriffe unwirtschaftlich. Gespeichert werden Transaktionen mit Beträgen und Adressen, nicht aber Identitäten — öffentliche Blockchains sind pseudonym, nicht anonym. Für die Forensik ergibt sich eine ungewöhnliche Ausgangslage: vollständige, dauerhafte und von jedem überprüfbare Daten, deren Aussagekraft jedoch endet, sobald es um Personen geht. Grenzen setzen Reorganisationen, Mehrheitsangriffe bei kleinen Netzwerken und Transaktionen auf zusätzlichen Ebenen.
Weiterführende Quellen
- Satoshi Nakamoto — Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System (PDF): bitcoin.org
- Ethereum — Entwicklerdokumentation: ethereum.org
- Ethereum — Konsensmechanismen (Entwicklerdokumentation): ethereum.org
- BSI — Blockchain sicher gestalten: www.bsi.bund.de
- BSI — Kryptografische Verfahren: Empfehlungen und Schlüssellängen: www.bsi.bund.de
- NIST — Computer Security Resource Center Glossary: csrc.nist.gov
- Bitcoin Developer Reference — Transactions: developer.bitcoin.org
- Europol — Internet Organised Crime Threat Assessment (IOCTA): www.europol.europa.eu