Bitcoin

Bitcoin ist eine Anzahl an Technologien und Konzepten, die eine Umgebung für eine digitale Währung bilden. Währungseinheiten, Bitcoins genannt, werden verwendet, um Werte zu speichern und sie zwischen den Teilnehmern des Netzwerkes zu transferieren. Bitcoin zählt damit zu den Kryptowährungen. Obwohl der Hauptübertragungsweg für die Protokolle das Internet ist, wäre auch eine analoge Übertragung möglich. Der Bitcoin-Protokollstack steht als Open-Source-Software zum Download verfügbar und ist über eine Vielzahl von Endgeräten leicht zugänglich.

Definition

Wie bereits beschrieben handelt es sich bei Bitcoin nicht nur um eine digitale Währung, sonder um eine Sammlung an Technologien und Konzepten, die eine Umgebung für eine digitale Währung bilden. User können die Währung über ein Netzwerk übertragen und sie wie ein herkömmliches Zahlungsmittel nutzen. Man kann damit Waren oder Dienstleistungen erwerben oder verkaufen, Geld an Menschen, juristische Personen oder Organisationen überweisen oder Kredite gewähren. Erworben werden können Bitcoins über spezielle Börsen. Dort können sie auch verkauft und gegen andere Währungen, auch reale bzw. nationale Währungen, getauscht werden.

Kurs

Informationen über den Bitcoin Kurs können sie hier erfahren.

Aufbau

Symbolbild: Bitcoin-Mining

Bitcoin ist eine rein virtuelle bzw. digitale Währung, was bedeutet, dass es weder Münzen noch Scheine gibt. Auch digital gibt es kein vergleichbares Äquivalent. Nutzer von Bitcoin verfügen über Schlüssel, die den Besitz der Coins anzeigt und belegt. Mit diesen Schlüsseln können Besitzer dann Coins an andere Nutzer transferieren. Die Schlüssel werden häufig in einer Art digitalem Portmonnaie auf dem Gerät des Besitzers hinterlegt. Die Kenntnis des Schlüssels mit der die Transaktion signiert werden muss ist die einzige Voraussetzung, um die Coins auszugeben.

Bitcoin besitzt keine Zentralbank und ist ein so genanntes, verteiltes Peer-to-Peer-System. Das bedeutet, dass es keinen zentralen Server oder Kontrollpunkt gibt. Die Coins werden in einem Prozess erzeugt, welcher sich Mining nennt. Beim Mining geht es darum die Rechenleistung seines Gerätes für die Lösung mathematischer Probleme zur Verfügung zu stellen. Für die Lösung des Problems wird man mit Coins belohnt. Jeder Nutzer des Netzwerkes, auf dessen Gerät der vollständige Bitcoin-Protokollstack läuft, kann als Miner fungieren. Durchschnittlich kann alle 10 Minuten ein Miner in der Lage die Transaktionen der letztenzehn Minuten zu verifizieren, und wird dafür mit neuen Bitcoins belohnt. Diese Dezentralisierung der Geldausgabe und Abrechnung macht eine Zentralbank überflüssig.

Zusammenfassend besteht Bitcoin aus:

• einem dezentralisierten Peer-to-Peer-Netzwerk (dem Bitcoin-Protokoll)
• einem öffentlichen Kassenbuch (der Blockchain)
• einer Reihe von Regeln für die unabhängige Validierung von Transaktionenund die Geldausgabe (Konsensregeln)
• einem Mechanismus, mit dem ein globaler, dezentralisierter Konsens zur jeweils gültigen Blockchain erreicht wird (Proof-of-Work-Algorithmus)

Geschichte

2008 wurde ein Papier mit dem Namen »Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System« unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto veröffentlicht. Der Verfasser des Papiers fasste verschiedene frühere Entwicklungen (wie b-money und Hashcash) zusammen, um ein Electronic-Cash-System mit völliger Dezentralisierung zu entwickeln. Ziel war eine unabhängige Instanz für die Geldausgabe und Abrechnung sowie die Validierung von Transaktionen. Die Nutzung eines verteilten Rechensystem war die Kerninnovation. Dadurch wird alle 10 Minuten eine Art globale Wahl durchgeführt, die dem dezentralisierten Netzwerk zu einem Konsens über den Zustand der Transaktionen verhilft.

2009 startete das Bitcoin-Netzwerk basierend auf einer Referenzimplementierungvon Nakamoto, welche seitdem von vielen diversen Programmierern überarbeitet und verbessert wurde. Die Leistung des Mining (Proof-of-Work-Implementierung) sorgt für die Sicherheit und Belastbarkeit der Währung und übersteigt mittlerweile die kombinierte Rechenleistung der Top-Supercomputer auf der Welt. Der Bitcoin kratzt mit seiner Marktkapitalisierung (je nach aktuellem Bitcoin-Dollar-Wechselkurs) an der 100-Milliarden-Dollar-Marke (Stand Oktober 2017). 150 Millionen Dollar betrug die bislang größte durch das Netzwerk verarbeitete Transaktion und wurde ohne Verzögerung oder Gebühren abgewickelt.

2011 zog Satoshi Nakamoto sich zurück und überließ die Verantwortung für das Netzwerk und die Weiterentwicklung des Codes einer Gruppe Freiwilliger. Die Identität dieses Personenkreises ist bis heute ungeklärt. Dies ist allerdings nur bedingt problematisch, da weder Satoshi Nakamoto noch irgendwer sonst das Bitcoin-System kontrollieren kann. Durch seine vollständig transparenten mathematischen Prinzipien, dem Open-Source-Code und dem Konsens der Teilnehmer ist es nicht möglich das System zu "betrügen".

Sicherheit

Einen großen Einfluss auf die Sicherheit von Bitcoin hat die Dezentralisierung. Herkömmliche Bankensysteme besitzen mit einer nationalen oder länderübergreifenden Zentralbank einen Knotenpunkt. An diesen Knotenpunkten erfolgen Zugriffskontrollen und Prüfungen, um unberechtigten Zugriff und Missbrauch zu verhindern. Ein dezentrales System, wie Bitcoin, hingegen übergibt die Verantwortung und Kontrolle an die Nutzer. Da das Netzwerk auf dem Proof-of-Work-Prinzip basiert, ist das Netzwerk offen. Eine Konsequenz dessen ist, dass der Bitcoin-Datenverkehr keine Verschlüsselung benötigt.

Traditionelle Zahlungsmethoden, wie Kreditkarten, arbeiten mit offenen Zahlungen. Diese enthält die private Kennung des Nutzers. Jeder mit Kenntnis dieser Nutzerkennung kann die Geldmittel des Nutzers an sich transferieren. Dabei kann es sich zwar auch um ein ganz normales Kaufgeschäft handeln, allerdings (bei unerlaubtem Zugriff auch die Nutzerkennung) auch um Betrug. Das Zahlungsnetzwerk wird deshalb end-to-end verschlüsselt. Bitcoin-Transaktionen unterscheiden sich davon radikal. Es wird bei einer Transaktion über die Schlüssel nur einen bestimmten Wert an einen bestimmten Empfänger. Diese können weder verändert, noch gefälscht werden. Sie geben keine Daten über Identität des Senders oder Empfängers aus und können auch keine zusätzlichen Zahlungen autorisieren. Deswegen ist das Bitcoin-Netz auch ohne Verschlüsselungen vor unbefugten Dritten (fachlich: man-in-the-middle; deutsch: Mann in der Mitte) geschützt.

Blockchain

Bei einer Blockchain (deutsch: Blockkette) handelt es sich um eine Datenstruktur. Genauer, um eine rückwärts verlinkte, geordnete Liste von Blöcken mit Transaktionen. Die rückwärtige Verlinkung besagt, dass die Blöcke mit einem Zeiger auf den vorherigen Block in der Kette verweisen. Glieder in der Kette können beliebig ergänzt oder entfernt werden. Dabei wird ein Cut in der Kette gesetzt, welcher mit einem neuen Kettenglied und einem neuen Zeiger "gefüllt" wird. Gespeichert wird die Blockchain als einfache Datenbank oder als normale Textdatei. Die Metadatei der Blockchain wird vom Bitcoin-Core-Client in der LevelDB-Datenbank von Google abgespeichert. Die Identifikation der Blöcke läuft spezifisch über einen Hash. Dieser wird über einen SHA256-Algorithmus aus dem Block-Header erzeugt. Das Bitcoin-System wickelt Transaktionen über diese Blockchains ab. Jeder Block in der Bitcoin-Blockchain enthält eine Zusammenfassung aller Transaktionen des Blocks über einen sogenannten Merkle Tree. Ein Merkle Tree, auch binärer Hashbaum genannt, ist eine Datenstruktur, die zur effizienten Zusammenfassung bei der Integritätsprüfung großer Datensätze verwendet wird.

Weiterführende Suche

• Suche in der IndustryArena nach Bitcoin

Quellen und Literatur

• Bitcoin and Beyond - Cryptocurrencies, Blockchains, and Global Governance; Malcolm Campbell-Verduyn; 2018; Taylor & Francis Group; ISBN: 978-0-415-79214-1
• Bitcoin und Blockchain –Grundlagen und Programmierung; Andreas M. Antonopoulos (ins Deutsche übersetzt von Peter Klicman); 2018 (2.Auflage); dpunkt.verlag GmbH; ISBN 78-3-96009-071-7