Einer für alle, alle für alle – was ist und wie funktioniert Peer-to-Peer?

Bitcoin wird von vielen auch als erste erfolgreiche Umsetzung eines sogenannten Peer-to-Peer-Cash-Systems angesehen. Was genau „Peer-to-Peer“ (abgekürzt „P2P“) bedeutet, möchten wir in diesem Artikel genauer beleuchten.

Bitcoin ist ein Peer-to-Peer-System
Bitcoin ist ein Peer-to-Peer-Cash-System

Grundsätzlich bezeichnet der englische Begriff „Peer“ Kollegen bzw. Gleichberechtigte. Peer-to-Peer-Systeme sind Netzwerke, in denen alle Teilnehmer direkt miteinander verknüpft sind und die gleichen Rechte innehaben. Auf den IT-Bereich übertragen steht dieser Begriff für die Kommunikation zwischen gleichberechtigten Computern. Alle Computer in diesem Netzwerk können sowohl Informationen abrufen als auch beisteuern. Auf einen zentralen Server wird dabei verzichtet, vielmehr werden die Informationen dezentral über das Netzwerk verteilt gespeichert.

Die Vorteile von P2P

Eine Peer-to-Peer-Infrastruktur bietet gegenüber herkömmlichen Client-Server-Ansätzen eine ganze Reihe an Vorteilen. Einer der wesentlichen Vorzüge ist die hervorragende Skalierbarkeit des Systems. Je mehr Endsysteme am Gesamtsystem teilnehmen, desto höher ist dessen Leistungsfähigkeit und desto mehr Ressourcen sind verfügbar. Jedes einzelne System bringt zusätzliche Leistung in Form von Speicherplatz, Bandbreite oder Rechenkapazität mit ein.

Dank der vielen verschiedenen autark arbeitenden Teilnehmer beeinträchtigt der Ausfall eines einzelnen Rechners das komplette System kaum. Hohe Robustheit und Verfügbarkeit der Services sind die Folge. Auch gegenüber Angriffen von außen und gezielten Manipulationsversuchen sind diese Infrastrukturen sehr resistent. Bei Bedarf lassen sich Aufgaben im Rechnerverbund flexibel verteilen und den aktuellen Anforderungen individuell anpassen, ohne dass zusätzlich Hardware bereitzustellen ist. Ein Peer-to-Peer-System kann Arbeiten erbringen, für die unter Umständen in Client-Server-Strukturen teure Hochleistungsrechner notwendig sind.

Nachteile des Peer-to-Peer-Modells

Ein Nachteil des dezentralen P2P-Modells ist der hohe Aufwand für die Selbstorganisation und die Verwaltung der Teilnehmer. Veränderungen wie das Hinzufügen oder das Löschen von einzelnen Systemen haben Auswirkungen auf den kompletten Verbund und müssen in der P2P-Struktur bekannt gemacht werden (was bei Bitcoin einen enormen Vorteil darstellt – Transaktionen sind irreversibel und Datenintegrität kann somit garantiert werden).

Das initiale Fluten des Netzwerks und die Suche nach Informationen führen zu einer hohen Belastung, die mit der Zahl teilnehmender Endsysteme überproportional steigt. Auf rechtlicher Ebene kann sich das Problem ergeben, dass beispielsweise bei Filesharing-Plattformen die Verbreitung von geschützten Inhalten und die Unterbindung von gesetzwidrigen Services durch die Anonymisierung der User und die Verschlüsselung der Daten schwer zu verhindern oder gesetzlich zu verfolgen sind.

Anwendungen von P2P

Zu den zahlreichen weiteren Anwendungsgebieten zählen unter anderem:

Instant Messaging

Collaboration/Groupware

Distributed Computing

P2P-E-Mail-Verschüsselung

P2P-Lending

Kryptowährungen

P2P im Kontext von Kryptowährungen (am Beispiel von Bitcoin)Bitcoin macht sich ebenfalls die Vorteile von Peer-to-Peer-Technologie zunutze, um ohne zentrale Autorität auszukommen und ein dezentrales Zahlungsnetzwerk zu bilden. Jeder Mensch kann an diesem System ohne Einschränkungen partizipieren und benötigt dazu lediglich den Bitcoin Core Client, den man downloaden und sofort starten kann.