Technologie

Wie funktioniert diese Technologie nun? Wer sich mit der grundlegenden Idee von Satoshi Nakamoto vertraut machen möchte, dem sei das 2008 geschriebene BitcoinWhitepaper nahe gelegt. Dieses Whitepaper hat den Grundstein für das heutige Bitcoin „Peer-to-Peer Electronic Cash System“¹  gelegt, wenngleich manche Stimmen behaupten, dass es aufgrund der hohen Transaktionskosten kein wirkliches Cash System mehr sein kann.

Die Basis des Bitcoin Netzwerkes bildet eine simple Datenbank, in welche alle Transaktionen, gleich einem früher bekannten Kontoführungsbuchs, aufgenommen werden. Wenn man sich noch an die 90er Jahre erinnern mag, so trug man damals sein persönliches Kontobuch zu seiner Bank und während die Bankangestellte einem seine 20 DM auszahlte, wurde das persönliche Kontobuch verändert und auf den neuesten Stand gebracht. Ähnlich funktioniert das Bitcoin Netzwerk, nur besitzt nicht jeder Benutzer sein eigenes Buch, sondern es existiert EIN Kontoführungsbuch, in das alle Transaktionen aufgenommen werden. Im Gegensatz zu heutigen Banksystemen kann ein jeder Benutzer die vollständige weltweite Transaktionshistorie aller jemals getätigten Transaktionen aus dem Netzwerk in seine Bitcoin Software, der Full Node², eintragen. Ab diesem Zeitpunkt ist es dieser Software möglich, neu eingehende Transaktionen selbständig zu verifzieren und valide von invaliden Transaktionen zu unterscheiden. Da alle Nodes miteinander in Verbindung stehen, verifizieren sich diese durchweg gegenseitig. Nodes mit falschen Informationen werden von dem System abgekoppelt.

Wenn man sich nun vorstellt, dass das Bitcoin System nichts Weiteres als eine Datenbank für eingehende und ausgehende Transaktionen ist, was sind dann Bitcoin? Laut dem deutschen Steuergesetz werden sie als Rechnungseinheiten eingestuft. Das Bitcoin System verbucht also Eingänge und Ausgänge (Bitcoin) in eine Datenbank. Das Konto eines jeden Nutzers wird dabei als Public Key bezeichnet und dieser ist öffentlich einsehbar, vergleichbar mit der IBAN bei Banksystemen. Um auf das Konto, den Public Key, zugreifen und ausgehende Transaktionen durchführen zu können, wird eine Berechtigung vom Netzwerk vorausgesetzt. Diese Berechtigung stellt der Private Key. Er ist im übertragenen Sinne, der Schlüssel, der das Konto, den Public Key öffnet. 

Dieses Schlüsselpaar ist alles, was an Informationen über den Teilnehmer im Netzwerk gespeichert und von diesem erwartet werden. Um ein neues Konto in der Bitcoin Datenbank zu eröffnen, sind keinerlei Nutzerdaten erforderlich. Eine Software erstellte mit Hilfe von Kryptographie einen Public und einen Private Key. Demnach sollte der Private Key auch persönlich und sicher verwahrt werden. Jede Person, die im Besitz dieses Private Keys ist, hat uneingeschränkten Zugang zum Bitcoin Konto. Zumeist übernimmt eine Software (Hot Wallet / Cold Wallet) die Verwaltung dieser Keys.

Somit wäre die dezentrale Datenbank beschrieben. Was bedeutet aber der Begriff Blockchain? Da dieses Kontoführungsbuch weniger ein Buch ist, als eine Kette von aneinander hängenden Blöcken, wird diese Datenbank als Blockchain bezeichnet. Ein Block wird alle ~10min kreiert und enthält die neuesten, ans Netzwerk propagierten Transaktionen. Ähnlich einer Seite in einem Buch, ist auch dieser Block abhängig von und mit der vorhergehenden Seite im Buch oder ist mit dem zuvor kreierten Block verbunden. Sie bauen aufeinander auf. Um auf ein zentrales Organ für diese Blockerschaffung verzichten zu können, wurde ein Anreiz installiert, der es grundsätzlich jedem ermöglicht, Transaktionen in Blöcke aufzunehmen und diese an die bestehende Kette anzuheften. Wer den Block erschafft, wird im Moment mit 12,5 Bitcoin belohnt. Allerdings beinhaltet jede „Blockausschreibung“ das Lösen eines Computerrätsels, das nur durch Ausprobieren zu entschlüsseln ist. Der Gewinner dieses Rätsels, das alle 10min neu ausgeschrieben wird, erhält den Zuschlag und darf den nächsten Block an die Kette anfügen. Er behält zusätzlich die Transaktionsgebühren, die von den Teilnehmern für das Einfügen der Transaktion bereitgestellt wurden. Durch den hohen monetären Anreiz sind extrem hohe Rechenleistungen erforderlich, welche von einfachen Computern schon lange nicht mehr geleistet werden können. Dieser Prozess ist unter dem Begriff Mining von Bitcoin bekannt; die Rechenzentren als Miner. Um auf immer schnellere Computer reagieren zu können, kontrolliert ein Algorithmus im System, dass ein Block nur alle ~10min erschaffen wird. Dauert der Prozess länger oder verkürzt sich dieser, passt der Algorithmus die Schwierigkeit des Compterrätsels an und erleichtert dieses bzw. erschwert es. 

Was ist Bitcoin nun genau? Ein Konsenssystem, bei dem alle teilnehmenden Nodes sich auf einen Datensatz einigen, der fortschreibend weiter erstellt wird und keine Node den neuen Informationen vertrauen muss, sondern immer mit den bestehenden Daten selbst abgleichen kann. Das Aufnehmen eines neuen Datensatzes ist jedem möglich, wobei Rechenleistung die Chancen erhöht. Trotz alledem überprüfen alle Nodes die eingehenden Daten auf Validität. Die Schreiber werden hierfür alle 10min entlohnt. Die Software auf dem eigenen Rechner verwaltet lediglich den Schlüssel (Private Key)  zu einem Konto (Public Key) innerhalb des Systems.  

 

Andreas Antonopoulos, Bitcoin for Beginners

¹ eine direkte Transaktion, von Person zu Person, ohne eine dritte Instantz, wie zB Banken

² eine Software, die sich mit dem Bitcoin Netzwerk verbindet und die gesamte Transaktionshistorie selbst besitzt (im Gegensatz zu einem Light Client, welcher den Datensatz nicht selbständig überprüft, sondern auf die Daten der benachbarten Node vertraut)