Wie funktioniert eigentlich Bitcoin?

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Blockchain image by Davidstankiewicz is licensed under CC SA 4.0
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 / 25. July. 2017

Die revolutionäre Technologie Bitcoin existiert mittlerweile seit fast 10 Jahren und trotzdem können sich auch heute viele noch nichts darunter vorstellen. Häufig wird sie mit Begriffen wie “Nerd-Geld” oder “Darknet-Währung” abgewertet und dennoch hätte sie die Voraussetzungen zum Mainstream-Phänomen. Kurz zusammengefasst ist Bitcoin eine dezentrale Online-Währung, die auf der Blockchain Technologie basiert. Alleine der kompliziert klingende Begriff “Blockchain” schreckt bereits viele davon ab, sich weiter mit dem Thema zu beschäftigen. Dabei ist Bitcoin auf einer konzeptuellen Ebene weit verständlicher als einem technische Erklärungen glauben machen wollen:

EInfache Darstellung der Technologie Blockchain - leichter verständlich als der Begriff befürchten lässt.
Vereinfachte Darstellung des Bitcoin Systems

Transaktionen – Bitcoins Überweisungsträger

Um Bitcoin auf den Grund zu gehen, sehen wir uns im Folgenden an, was passiert, wenn ein Teilnehmer Bitcoin an einen anderen überweist – nach Informatik-Tradition nennen wir sie Alice und Bob. Ein Grundbaustein der Bitcoin-Technologie sind ihre Transaktionen. Diese beinhalten in etwa dieselben Informationen wie ein Überweisungsträger bei der Bank: Wer sendet wie viel Geld wohin? In unserem Beispiel nimmt Alice die gewünschte Menge Bitcoin aus ihrer Wallet (eine digitale Brieftasche für Bitcoin) und erstellt eine neue Transaktion. Als Empfänger trägt sie Bob’s Bitcoin Adresse ein: Eine eindeutige Zeichenfolge, vergleichbar mit einer Kontonummer.

Miner – die Erbauer der Blockchain

Jetzt kann Alice die Transaktion in das Bitcoin Netzwerk senden. Dieses besteht aus vielen miteinander verbundenen Teilnehmern, womit es zu den sog. P2P-Netzen gehört. Durch dieses dezentrale Netzwerk erfahren Miner von Alice’s Transaktion. Miner sind User, auf deren Rechner spezielle Mining Software läuft, die mehrere Transaktionen zu einem Block zusammenfassen. Der Mining Vorgang besteht aus aufwendigen Rechenoperationen, durch welche die Manipulation eines Blocks erschwert wird. Hat ein Miner einen Block gebildet, bekommt er für die getane Arbeit eine Belohnung in Form von Bitcoin. Diese werden dem System neu hinzugefügt – der Vorgang ist also vergleichbar mit dem Drucken von neuem Bargeld. Nun hängt der Miner den neuen Block an die Blockchain. Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei der Blockchain um eine Aneinanderreihung von Blöcken. Da diese wiederum Transaktionen beinhalten, fungiert die Blockchain als Grundbuch aller Transaktionen. Bitcoin erlaubt es jedem User, eine Kopie dieses Grundbuchs zu speichern. Dabei sorgen verschiedene Mechanismen dafür, dass alle Benutzer ihre Blockchains untereinander synchronisieren. Somit entsteht keine zentrale Quelle unüberprüfbarer Wahrheit, sondern eine verteilte Datenbank. Bob sieht nun in der Blockchain, dass eine Transaktion an ihn gesendet wurde. Nachdem er seine Identität durch kryptographische Methoden bewiesen hat, kann Bob die Bitcoin in seine Wallet legen und die Überweisung ist abgeschlossen.

Ist Bitcoin sicher?

Die Sicherheit Bitcoins ergibt sich aus dem Mining Vorgang. Will ein Angreifer eine Transaktion verändern, muss er den entsprechenden Block sowie alle Blöcke nach ihm in der Chain neu minen. Da das Mining ein sehr aufwendiges Unterfangen ist, müsste der Angreifer über große Rechenleistung verfügen: Tatsächlich erfordert es mindestens 51% der Rechenpower des Bitcoin Netzwerks, um die Blockchain manipulieren zu können. Durch die große Anzahl von Minern im Netzwerk gestaltet sich dies allerdings so gut wie unmöglich und ist vor allem auch wirtschaftlich uninteressant.

Ist Bitcoin anonym?

Für viele Anwender ist das Versprechen der Anonymität ein bedeutender Vorteil. Interessanterweise gehört diese nicht zu den zentralen Design-Zielen der Bitcoin Technologie. Tatsächlich ist sie eher ein Nebeneffekt des Systems. Die Anonymität ergibt sich daraus, dass aus einer Bitcoin Adresse nicht (wie z.B. bei einer Kontonummer) auf die Identität des Besitzers geschlossen werden kann. Diese Verbindung nicht über andere Kanäle preiszugeben, liegt allerdings in der Verantwortung des Benutzers und wird vom System in keinster Weise erzwungen. Da insbesondere für den Währungstausch in der Regel die eigene Identität nachgewiesen werden muss, kann hierbei theoretisch der Urheber mancher Transaktionen ausfindig gemacht werden. Nichtsdestotrotz bietet Bitcoin einige technische Lösungen, um dies zu erschweren. Ein Beispiel hierfür ist die Verwendung von Einmal-Bitcoin Adressen, die lediglich für eine einzige Transaktion verwendet werden.

Betrachtet man das Bitcoin System in all seinen Facetten, so gestaltet es sich selbstverständlich etwas komplexer als eben dargestellt. Dementsprechend setzt ein vollständiges Verstehen auch Kenntnisse der allgemeinen Informatik-Grundlagen voraus. Fachfremde Verbraucher sollten sich vor dieser Tatsache allerdings nicht abschrecken lassen, denn: Bereits grobe Einblicke in die Thematik reichen aus, um die Bitcoin-Technologie im alltäglichen Gebrauch einzusetzen.

Nikolai Fischer, der Autor des Artikels über die Technologie Blockchain.
Der Autor: Nikolai Fischer studiert an der LMU München den Masterstudiengang Medieninformatik. Seine Hauptinteressen liegen dabei in der Blockchain-Technologie, dem Internet of Things und modernen Webanwendungen. Er stellt sich aktuell der Herausforderung, seine Wohnung mit begrenztem Studentenbudget zum Smart-Home zu verwandeln.
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