Dies war auch das Ziel des Erfinders Satoshi Nakamoto (Pseudonym des unbekannten Software-Entwicklers oder Software-Entwickler-Teams). Angesichts der Weltwirtschaftskrise 2007 wollte er der Weltöffentlichkeit ein unabhängiges Transaktionssystem bereitstellen, das kryptografisch gesichert, verifizierbar und unveränderlich ist. Damit ist im Jahr 2007 das Fundament für zahlreiche Kryptowährungen gelegt. Das Whitepaper erfolgte im November 2008 und im Januar 2009 mit einer Open-Source-Referenzsoftware dazu veröffentlicht.

Wie funktioniert die Kryptowährung Bitcoin?

Das Bitcoin-Netzwerk basiert auf einer von den Teilnehmern gemeinsam verwalteten dezentralen Datenbank, der Blockchain, in der alle jemals durchgeführten Transaktionen nachprüfbar aufgezeichnet sind. Mit Hilfe kryptographischer Techniken wird sichergestellt, dass gültige Transaktionen mit Bitcoins nur vom jeweiligen Eigentümer vorgenommen und dieselben Geldeinheiten nicht mehrfach ausgegeben werden können. Es basiert auf dem Konsens-Mechanismus Proof Of Work.

Anders als bei der Ausgabe neuer Banknoten durch eine Zentralbank erstellt man neue Bitcoin-Einheiten durch die computerbasierte Lösung kryptographischer Aufgaben, das sogenannte Mining. Wobei die Maximalmenge auf 21 Millionen Bitcoins beschränkt ist.

Bitcoin Zahlungssystem

Das Zahlungssystem besteht aus einer Datenbank, der Blockchain, einer Art Journal, in der alle Transaktionen verzeichnet sind. Das Bitcoin-Zahlungssystem verwendet ein Peer-to-Peer-Netzwerk, zu dem sich alle teilnehmenden Rechner mithilfe eines Programms verbinden. Die Blockchain wird redundant und dezentral auf allen Bitcoin-Knoten gespeichert, verwaltet und laufend über das Bitcoin-Netzwerk aktualisiert.

Um das Bitcoin-System für Zahlungen nutzen zu können, wird eine digitale Brieftasche (englisch Wallet) sowie eine Internetverbindung benötigt. Bitcoin-Wallets gibt es als Desktopanwendungen wie z.B. Bitcoin Core und Electrum. Jedoch sollte man die Verwendung von Hardware-Wallets in Betracht ziehen, die z. B. über USB mit einem Computer verbunden werden und die in vielen Szenarien eine erhöhte Sicherheit bieten. Einige Hardware Wallets wie Ledger und Trezor habe ich bereits vorgestellt.

Es existieren auch Onlinedienste, die anbieten, die digitalen Brieftaschen der Nutzer zu verwalten. Die ich persönlich aber nie genutzt habe. Aus diesem Grund werde ich nicht viel dazu sagen können.

Zahlungen finden an Adressen statt, Hashwerte von öffentlichen Schlüsseln, die von der Wallet-Software erzeugt sind. Auf Grundlage der von ihr verwalteten geheimen Schlüssel. Eine Identifizierung der Handelspartner ermöglicht Bitcoin nicht. Eine vollständige Anonymität garantiert das System nicht, da die Kette aller Transaktionen öffentlich in der Transaktionsgeschichte verzeichnet sind und eine Verknüpfung von Bitcoin Adressen mit identifizierenden Informationen prinzipiell möglich ist.

Wie bei Zahlungen mit Warengeld kann man eine Bitcoin-Transaktion nicht widerrufen. Nachdem sie durch das Netzwerk einmal bestätigt ist. Die erste Bestätigung einer Zahlung dauert im Schnitt knapp zehn Minuten, kann im Einzelfall oder wenn nur sehr geringe Gebühren gezahlt, auch mehrere Stunden in Anspruch nehmen. Mit dem weiteren Verstreichen der Zeit kommen weitere Bestätigungen in Form gefundener Blöcke hinzu, welche die Verbindlichkeit der Zahlung erhöhen. Zur Durchführung einer Zahlung zahlt man eine Gebühr. Zahlungen mit höheren Gebühren sind bevorzugt und schneller bestätigt.

Eigenschaften von Bitcoin

Eine Fälschung von Einheiten oder Transaktionen ist durch das verwendete asymmetrische kryptographische Verfahren, das digitale Signaturen erzeugt und überprüft, derzeit nicht möglich. Einige meinen, dass mit dem Aufkommen der Quanten Computer Technologie, ein Hack der Bitcoin Verschlüsselung möglich sein soll.

Doch um die Bitcoin-Verschlüsselung in einem 10-Minuten-Fenster zu knacken, bräuchte man Berechnungen zufolge einen Quantencomputer mit 1,9 Milliarden Qubits. Selbst wenn man einen ganzen Tag berücksichtigt, sinkt diese Zahl auf lediglich auf 13 Millionen Qubits. Der derzeit stärkste Quantencomputer protzt mit 433 Qubits aus dem Hause IBM. Dabei handelt es sich um den Osprey, der mehr als dreimal so groß wie der bisherige Rekordhalter Eagle ist. Auf die Quanten Computer Technologie werde ich in einem anderen Beitrag explizit eingehen.

Eine weitere schöne Eigenschaft ist es, dass man Zahlungen ohne Mitwirkung von Finanzinstituten zwischen den Beteiligten abgewickelt. So bleibt die Währung auch immer in den Händen (der Wallet) des eigentlichen Besitzers.

Damit eine Transaktion bestätigt wird, spezifiziert der Ersteller eine Gebühr, die er in der Regel von der Auslastung des Netzwerks abhängig macht. Wird eine höhere Gebühr ausgewählt, kann das den Bestätigungsvorgang durch eine höhere Priorität bei der Berechnung beschleunigen, während das – technisch derzeit zum Teil noch mögliche – Weglassen des Entgelts die Bestätigungsdauer verlängert beziehungsweise die Durchführung der Transaktion unsicher macht.

Das Entgelt erhält der Teilnehmer (Miner), der einen neuen Block mit dieser Transaktion erzeugt. Damit wird verhindert, dass das Netzwerk gezielt durch sehr viele kleine Transaktionen überlastet wird. Auf lange Sicht sind diese Entgelte als Belohnung für den Erhalt des Netzes durch Bereitstellung von Rechenleistung geplant. Die Bestätigung einer Zahlung dauert so lange wie die Erzeugung eines neuen Blocks, also im Schnitt 10 Minuten. Im System besteht nicht umgehend Konsens über eine einzelne Bestätigung. Jede weitere Bestätigung, die wieder ca. 10 Minuten dauert, erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die Zahlung dauerhaft erhalten bleibt. Nach sechs aufeinanderfolgenden Bestätigungen gilt eine Zahlung als hinreichend bestätigt.

Das System ist aufgrund der Peer-to-Peer-Struktur völlig dezentral, ähnlich wie bei Systemen wie BitTorrent. Eine Einflussnahme auf die Geldmenge erfordert, dass die Mehrheit der Mining-Rechenleistung mit veränderter Software erfolgt, da sonst ein nicht allgemein anerkannter Fork des Protokolls und der Zahlungseinheiten entsteht.

Wie bereits erwähnt beträgt die maximal mögliche Zahl aller Bitcoins 21 Millionen. Da „verlorene“ Bitcoins nicht ersetzt werden, bleibt die tatsächlich umlaufende Zahl an Bitcoins deutlich unter diesem Wert, selbst wenn künftig alle Bitcoins geschürft sind. Bitcoins haben daher die Eigenschaft der Knappheit (engl. scarcity). Auch durch die Halbierung des Block Rewards für das Errechnen eines neuen Blocks nach jeweils 210.000 Blöcken sinkt das Angebot an neuen Bitcoins, was bei weiter zunehmender Nachfrage eine zusätzliche Verknappung des Angebots bewirkt.

Um die Knappheit eines Guts zu bestimmen, kann das Stock-to-Flow-Verhältnis herangezogen werden. Dabei wird die umlaufende Menge des Guts (der „stock“) durch die jährliche Produktionsrate (den „flow“) dividiert. Der Quotient gibt die Anzahl an Jahren an, die es bei der aktuellen Produktionsrate dauert, die in Umlauf befindliche Menge des jeweiligen Guts zu produzieren.

2019 wies Bitcoin einen Stock-to-Flow-Wert von 56 auf. (Zum Vergleich: Der Wert für Gold lag bei 62.)

In der Blockchain bestätigte Zahlungen mit Bitcoin können darüber hinaus nicht rückgängig gemacht werden. Das stellt im Online-Handel einen Vorteil als auch Nachteil dar. Falsch überwiesenes Geld kann nicht durch eine zentrale Instanz zurücküberwiesen werden. So bei mir, als ich im Jahr 2019 Hardware von einem Hersteller bestellt habe und die Transaktion per Bitcoin realisiert wurde. Ich habe weder die Ware erhalten noch meine Bitcoins, mit der ich die Ware bezahlt habe.

Man kann den Anbieter nicht direkt über die Bitcoin Adresse kontaktieren. Falls eine Zahlung irrtümlich erfolgt, ist man darauf angewiesen, dass der Empfänger seine Identität außerhalb des Bitcoin-Systems preisgab oder allgemein Wohlwollen beweist und die unerwartete Einzahlung auf sein Konto zurücküberweist. Der Verhinderung der Eingabe versehentlich falscher Adressen dient die Auswertung einer Prüfsumme.

Auf jeden Fall ist im Bitcoin-System der Empfänger anonym, so lange dieser sich nicht zu erkennen gibt. Wie bereits erwähnt, gibt es dann immer noch Möglichkeiten, die Identität zu ermitteln. Es ist kompliziert. Aber unter bestimmten Voraussetzungen und dem nötigen Fachwissen und Aufwand, ist es realisierbar.

Berichten zufolge kommt es häufiger vor, dass Beträge zurücküberwiesen werden. Weil es sich um ehrliche Netzwerkmitglieder handelt. Und dann gibt es noch die Unehrlichen Scamer usw.. Gegenmaßnahmen sind beispielsweise das Doxing (von englisch dox, Abkürzung für Documents, Dokumente), auch Doxxing, bezeichnet. Es ist das internetbasierte Zusammentragen und anschließende Veröffentlichen personenbezogener Daten, typischerweise mit gut- oder bösartigen Absichten gegenüber den Betroffenen. In erster Linie kann eine solche Herangehensweise zur Minimierung von Betrügereien führen. So, nur mein derzeitiger Standpunkt.

Auch die KYC (Know Your Customer) – Prozedur, kann solchen Machenschaften Einhalt gebieten. Doch die Vor- und Nachteile von KYC werde ich in einem zukünftigen Beitrag thematisieren.

Fazit

Zusammenfassend kann man sagen, dass Bitcoin eine revolutionäre digitale Währung ist, die auf der Blockchain-Technologie basiert. Es ist die erste seiner Art und hat damit bereits ein Alleinstellungsmerkmal. Man kann sogar sagen, dass sich immer noch der gesamte Markt an Bitcoin orientiert. Sie ermöglicht es darüber hinaus, Werte weltweit dezentral und sicher zu übertragen und hat das Potenzial, das traditionelle Finanzsystem zu verändern. Bitcoin ist nicht nur eine Währung, sondern auch eine Ideologie und Bewegung, die für finanzielle Freiheit und Unabhängigkeit steht. Obwohl es einige Herausforderungen und Unsicherheiten gibt, bleibt Bitcoin ein faszinierendes und vielversprechendes Konzept für die Zukunft der Finanzen.

Der Beitrag Bitcoin – Kryptowährung – Die Revolution des Finanzsystems erschien zuerst auf CEOsBay.

Für den effektiven Ansatz des dezentralisierten Austausches, ist ein solcher Mechanismus unabdingbar. Änderungen auf der Blockchain müssen für ein zuverlässiges System durch einen Konsensmechanismus bestätigt werden. Der Proof of Work stellt in der Regel die Lösung einer mäßig schweren Aufgabe durch den Nutzer oder dessen Computer dar. Das Ergebnis kann vom Diensterbringer ohne großen Aufwand nachgeprüft werden.

Definition

Um es zu verstehen, kann es Sinn machen, die Grundlagen der Distributed Ledger Technologie anzusehen. Man kann die Blockchain als eine Art Verzeichnis betrachten, dass mit Transaktionen und Blöcken gefüllt ist. Die Speicherung erfolgt aufeinander aufbauend über ein verteiltes Netzwerk. Zur Speicherung ist ein Freigabeprotokoll erforderlich, dass die dezentralisierte Übermittlung von Daten zwischen den Netzwerkteilnehmern ermöglicht.

Durch die dezentralisierte Speicherung der Daten ist sichergestellt, dass die Manipulation extrem minimiert wird. Ich möchte hier bewusst mit absoluten Aussagen sparsam umgehen. Mit dem Aufkommen der Quantentechnolgie, wird sich dahingehend durchaus etwas machen lassen, glaube ich. Dennoch ist stand heute eine Überprüfung durch die Teilnehmer im Netzwerk nicht erforderlich.

Durch die gemeinsame Nutzung der Daten von unabhängigen Netzwerk-Teilnehmern, auch Nodes bzw. Knoten genannt, durch die Blockchain, verfügt jeder Teilnahme eine exakte Kopie der gesamten Daten, der Blockchain. Folglich müsste für einen erfolgreichen Angriff bzw. eine Manipulation der Daten, die Mehrheit aller Netzwerkteilnehmer zeitgleich einer Änderung zustimmen. Bei diesem Konsensmechanismus spricht man vom Proof of Work.

Funktionsweise des Proof of Work

Im Grunde genommen gilt es rechenintensive mathematische Aufgaben zu lösen, um einer Blockchain neue Blöcke bzw. Datensätze hinzuzufügen. Bei diesem Vorgang spricht man vom Mining.

Jede erfolgreiche Lösung eines vorgegebenen mathematischen Problems, durch ein Trial And Error Verfahren, führt zu der Generierung eines neuen Blocks in der Blockchain. Um genau zu sein der erste Schüler… Ich meinte natürlich Netzwerkteilnehmer, der eine Lösung findet, kann auf die Hausaufgabe verzichten… Und auch hier meinte ich eher, dass dieser die Lösung im Netzwerk teilen kann. Grüße Doc Bock – Ist ein bisschen was anderes als Nullstellen berechnen. Macht auch etwas mehr Spaß, vorausgesetzt der Gegenwert passt 😀

Alle anderen Teilnehmer bauen dann auf dem neu generierten Datenblock auf. Hinzu kommt, dass je mehr Rechenarbeit eine Node aufwendet, die Wahrscheinlichkeit, für die Generierung neuer Blöcke erhöht wird.

Die Nutzung und Bereitstellung von Proof of Work ist rechenintensiv. Und komplexe Rechenoperationen durch Computer benötigen enorm viele Ressourcen. Vor allem, weil die Berechnungen mit jeder Erstellung eines neuen Blocks komplizierter werden und folglich auch länger dauern.

Bekannte Proof of Work Lösungen

Zu den bekanntesten PoW Lösungen zählen der Bitcoin (BTC), Litecoin (LTC) und Dogecoin (DOGE)

Fazit

PoW hat sich als Konsens Algorithmus bewährt. Die Wahrscheinlichkeit für die Manipulation der Blockchain ist äußerst gering. So, zumindest der Status Quo. Der große Nachteil ist der enorme Energiebedarf, der erforderlich ist, um die komplexen Berechnungen zu lösen. Dies ist vor allem in der heutigen Zeit der Energiekriese ein großes Manko, was zu einer relativ schlechten Reputation dieses Konsensalgorithmus führt. Dies ist unter anderem ein Grund dafür, warum Ethereum bzw. ETH / Ether nicht mehr unter PoW verweilt und auch viele andere Kryptowährungen auf Proof of Stake geswitched sind. Die Vor- und Nachteile zu diesem Konsensalgorithmus findet ihr, wie bereits angesprochen, in dem Beitrag, der genau diesem Thema gewidmet ist.

Der Beitrag Proof Of Work (PoW) – Der Algorithmus für eine sichere und vertrauenswürdige Blockchain erschien zuerst auf CEOsBay.