Was ist Bitcoin? Ein Leitfaden für Einsteiger zum Whitepaper

Was ist BTC und wie funktioniert es?

Das Thema Bitcoin ist so tiefgründig, wie Sie es machen wollen. Einfach ausgedrückt ist Bitcoin ein elektronisches Peer-to-Peer-Bargeldsystem, das ein öffentliches Hauptbuch, einen „Proof-of-Work“-Konsensalgorithmus und eine Kryptographie mit privatem Schlüssel verwendet. Wenn das genug für Sie ist und die Zahnräder in Bewegung sind, dann können Sie aufhören zu lesen und anfangen, es zu benutzen. Falls nicht, werden wir uns näher damit befassen, warum es sie gibt und wie sie die Finanzlandschaft der Welt für immer verändert hat. Möchten Sie mehr erfahren?

Wer hat Bitcoin erschaffen?

Satoshi Nakamoto

Es gibt keinen offiziellen Schöpfer von Bitcoin, sondern ein Pseudonym. Obwohl das Whitepaper von einer Person verfasst wurde, die sich selbst Satoshi Nakamoto nennt, gibt es keine offizielle Bestätigung, wer hinter diesem Pseudonym steckt. Es kann nur spekuliert werden: Ist es Adam Back? Hal Finney? Craig Wright?

Da wir nicht wirklich sagen können, wer sie geschaffen hat, können wir zumindest versuchen, sie zu verstehen. Um zu verstehen, wie Bitcoin als Technologie entstanden ist und wie sie die Art und Weise, wie Finanzen funktionieren, verändert hat, ist es wichtig, sich kurz mit der Entwicklung der Lösungen von Rechenproblemen durch verschiedene Mathematiker und Informatiker vertraut zu machen.

Das Problem der byzantinischen Generäle

Das Problem der byzantinischen Generäle ist eine Abstraktion des Problems der verteilten Datenverarbeitung, bei dem Informationen unbehelligt durch feindliche Umgebungen gelangen müssen, um ordnungsgemäß zu funktionieren.

Die Metapher zeigt loyale Generäle, die eine feindliche Stadt umzingeln und einen Konsens darüber finden müssen, ob sie angreifen oder sich zurückziehen sollen; ein Konsens ist notwendig, sonst wird die Belagerung sicher scheitern. Das Problem ist, dass es verräterische Generäle gibt, die versuchen, bösartige Informationen an ehrliche Generäle weiterzugeben, um den Konsens zu spalten und den Angriff zu vereiteln. So verhält es sich auch mit einem Computernetzwerk.

In Bezug auf Bitcoin wird dieses Problem genutzt, um eine Methode zu finden, die sicherstellt, dass ehrliche Knoten in einer Umgebung mit feindlichen Knoten eine Einigung über das öffentliche Buch der Transaktionen erzielen. Eine der praktischeren Lösungen bestand darin, verschlüsselte Nachrichten mit Hilfe der Kryptographie zu versenden.

Kryptographie mit öffentlichem Schlüssel

Obwohl das Problem mit vielen Verschlüsselungsarten gelöst werden kann, wäre die Verwendung eines öffentlichen/privaten Schlüsselpaares der Katalysator, der die Finanzlandschaft für immer verändern würde.

Die Grundidee besteht darin, ein Schlüsselpaar zu erzeugen, einen privaten und einen öffentlichen Schlüssel, der vom privaten Schlüssel abgeleitet ist. Der private Schlüssel wird, Sie ahnen es, geheim gehalten, während der öffentliche Schlüssel öffentlich verbreitet wird und von jedermann verwendet werden kann. Es gibt viele Möglichkeiten, den öffentlichen Schlüssel zu verwenden, um den Besitz oder die Legitimität einer Nachricht zu überprüfen, aber es gibt keine Möglichkeit, den privaten Schlüssel anhand des öffentlichen Schlüssels zu ermitteln.

Bei Kryptowährungen wird der private Schlüssel verwendet, um eine Transaktion zu signieren (einen Hash zu erstellen), wobei der öffentliche Schlüssel verwendet wird, um zu überprüfen, ob die Signatur mit dem privaten Schlüssel verknüpft ist, ohne den öffentlichen Schlüssel preiszugeben.

Adam Backs Hashcash

1997 kündigte Adam Back sein Hashcash-Paket in der Nachrichtengruppe Cypherpunks als Gegenmaßnahme zu E-Mail-Spam und später zu Denial-of-Service-Angriffen an. Die Idee war, ein Protokoll zu erstellen, bei dem ein E-Mail-Absender einen Hash seiner E-Mail erstellen muss, der einen bestimmten Aufwand an Rechenleistung erfordert.

Dieser Hash musste relativ schwer zu erstellen, aber leicht zu entschlüsseln sein, um einen Absender- oder Arbeitsnachweis des Absenders zu ermöglichen. Für den normalen Nutzer würde dies bedeuten, dass sich die E-Mail um eine vernachlässigbare Zeitspanne verzögert, aber für den E-Mail-Spammer, dessen Geschäftsmodell das Versenden von zehntausend E-Mails pro Minute erfordert, wäre dies sehr teuer.

Dies sind unglaublich kurze Erklärungen für komplexe Probleme, und ich schlage vor, dass Sie sich weiter einlesen, um die Bedeutung dieser Meilensteine zu verstehen. Diese Konzepte sind jedoch wichtig, wenn man sich mit der Kryptographie als Finanzinstrument befassen will.

Wie funktioniert Bitcoin?

Obwohl der Marktpreis für den Zugang zu einem einzigen Bitcoin derzeit erschreckend erscheint (Bitcoin liegt derzeit bei ~24.000 USD), können Sie sicher sein, dass Geschäfte mit Bitcoin-Stückelungen, den so genannten „Satoshis“, getätigt werden können. Ein Bitcoin besteht aus hundert Millionen Satoshis, so wie ein Dollar aus hundert Cents besteht. Aber die Währung ist lediglich eine Rechnungseinheit im Bitcoin-Netzwerk. Die schwere Arbeit des Netzes wird unter der Haube erledigt und von den allgemeinen Benutzern ferngehalten.

Die Transaktion

Das Bitcoin-Netzwerk beruht auf Regeln, die kryptografische Techniken verbinden, um sicher zwischen Wallets und Blöcken zu kommunizieren, um Daten (UTXOs) zu speichern, und Knoten, um Anreize für die Ehrlichkeit der Miner zu schaffen. Dieser Überblick wird keine vollständige technische Erklärung bieten, aber wir können mit einem kurzen Überblick über zwei Schlüsselkonzepte beginnen.

Eine kurze Erläuterung der UTXOs

Es ist wichtig, ein kurzes Verständnis des UTXO-Modells (Unspent Transaction Output ) zu haben, das Bitcoin im Gegensatz zu dem Kontomodell anderer Netzwerke verwendet.

Für unsere Bildungszwecke können UTXOs im Allgemeinen als ein Bargeld/Wechselgeld-System beschrieben werden, das dem Ausgeben von Fiat-Bargeld ähnelt:

1. 1. Ich habe ein UTXO mit 2 BTC und möchte 1 BTC an Bobs Wallet senden.
2. 2. Die gesamten 2 BTC UTXO mit meinen Informationen werden als eine Transaktion aufgenommen, entsperrt und in zwei 1 BTC UTXO aufgeteilt.
3. 3. Meine Schlüsselinformationen werden dann mit einem der UTXOs verbunden, während Bobs Schlüsselinformationen mit dem anderen verbunden werden.
4. 4. Jeder UTXO ist gesperrt und nun mit den jeweiligen Geldbörsen in der Transaktion verbunden. Wir haben jetzt jeder einen UTXO mit 1 BTC.

Diese Schritte werden gesammelt und in einem von Minern erstellten Block auf der Blockchain gespeichert. Dies ist eine einfache Erklärung, die Ihnen aber helfen wird, die Funktionen und Grenzen des Bitcoin-Netzwerks besser zu verstehen.

Blockchain: Ein öffentliches Hauptbuch

Das Kernkonzept eines Peer-to-Peer-Bargeldsystems ist das Vertrauen – oder der Mangel daran. Wirksame monetäre Systeme bedienen sich eines Dritten (einer Treuhandgesellschaft oder einer Bank), um eine genaue Verbuchung der Transaktionen und die Aufdeckung von Betrug zu gewährleisten.

Satoshi stellte die These auf, dass dieses neue Netzwerk kryptografische Beweise anstelle von Vertrauen verwenden muss, damit die Peer-to-Peer-Transaktion funktioniert. Die Peers brauchten auch eine einzige Quelle der Wahrheit, auf die sie sich einigen konnten, und eine Blockchain wurde verwendet, um diese Variablen zu berücksichtigen. Jeder Knoten im Netzwerk würde eine Kopie des Kontodatensatzes besitzen, und dieser würde als Wahrheitspunkt für das Netzwerk und die Miner dienen, die die Blöcke für das Netzwerk schürfen.

Mehr über Blockchain

Blockchain ist kein neues Konzept und ist einfach ein unveränderliches digitales Hauptbuch, das aus Blöcken besteht, die Transaktionen (Daten) enthalten. Unveränderlichkeit bezeichnet die Eigenschaft der Blockchain, dass Blöcke nur hinzugefügt, aber nicht entfernt oder verändert werden können. Jeder neue Block würde einen Hash des vorherigen Blocks verwenden, um die unveränderlichen Eigenschaften des Ledgers durchzusetzen, so dass es für das Netzwerk einfach ist, jeden Hash zu überprüfen, aber unglaublich schwierig, jeden Hash neu zu erstellen.

Jede in der Kette festgestellte Änderung macht die Daten ungültig, da sie nicht mit dem im Netz verteilten Datensatz übereinstimmen. Aber woher weiß das Netzwerk, welche Hashes es als Wahrheit aufzeichnen soll?

Woher kommt der Bitcoin?

Es gibt zwei Möglichkeiten, Bitcoin zu erhalten: Sie können Bitcoin von einer Börse wie AscendEX mit Fiat kaufen oder Sie können eine Dienstleistung im Austausch für Bitcoin anbieten. Um die Frage zu beantworten, woher das Geld kommt, müssen Sie Methode Nummer zwei anwenden, aber anstatt eine Dienstleistung für einen Kunden zu erbringen, wäre Ihr Kunde das Netz.

Proof-of-Work & Bitcoin-Schürfen

Wir gingen kurz auf einige der wichtigsten Mechanismen der Bitcoin-Software wie UTXOs, Blockchain und Public-Key-Kryptographie ein. Jetzt können wir das Block-Mining und den Zweck des Proof-of-Work sicher erklären.

Bitcoin-Miner sind Knoten, die Energie und Rechenleistung aufwenden, um den nächsten Hash eines Blocks in der Blockchain zu finden. Diese Computer führen tausende Male pro Sekunde Berechnungen durch, bis sie einen passenden Hash finden. Der Miner sammelt dann die „Coinbase“-Transaktion als Belohnung ein und macht sich an die Suche nach dem nächsten Block. Der Rest des Netzwerks aktualisiert dann seine Kopie des Hauptbuchs und sendet sie an den Rest des Netzwerks.

Anmerkung: Das einfache Schürfen eines Blocks ist keine Garantie für den Erfolg eines Miners, denn der Hash muss mit dem nächsten Block in der Kette übereinstimmen. Ehrliche Knoten werden sich nur auf die längste Kopie der Blockchain beziehen.

Das Konzept des Proof-of-Work hat sich seit seiner Entwicklung für Hashcash nicht wesentlich verändert. Die Idee ist, dass ein Energieaufwand in Form von Rechenleistung erforderlich ist, um zu zeigen, dass eine bestimmte Zeitspanne vergangen ist und Arbeit geleistet wurde. Es ist eine der wenigen Möglichkeiten, lineare Zeit in einem Netzwerk darzustellen, da ein Computer Zeit benötigt, um den Algorithmus zu berechnen, der zur Lösung des in Bitcoin verwendeten Hashes (SHA-256) erforderlich ist.

Die Mathematik/das Design funktioniert so, dass ein Miner alle ~10 Minuten einen Hash findet, abhängig von der Schwierigkeit, die vom Netzwerk als Reaktion auf die Menge des Minings eingestellt wird. Je mehr Schürfer im Netz sind, desto höher ist der Schwierigkeitsgrad.

Maximalversorgung & Belohnungshalbierung

Eines der wichtigsten Verkaufsargumente, die Sie finden werden, ist die stetige Inflation von Bitcoin. Es werden nur 21 Millionen Bitcoins im Umlauf sein, wenn der Zeitplan um das Jahr 2140 herum abgeschlossen ist. Während dieser Zeit werden Bitcoin-Miner weiterhin ihre Belohnungen für die Blockerstellung kassieren, wobei die Belohnung etwa alle vier Jahre oder ~210.000 Blöcke halbiert wird.

Ein Hinweis zum Block Mining

Die offensichtliche Frage ist: Warum sollte nicht einfach jemand seine eigene Blockchain erstellen, um das Netzwerk auszutricksen? Dies ist ein so genannter „Angriff“ auf das Netz. Es erfordert eine beträchtliche Menge an Energie (51 % der Rechenleistung des Netzwerks), um einen legitimen Block zu schürfen, und noch mehr, um einen illegitimen Block zu schürfen und dann die Hashes der Blockchain an diesen gefälschten Block anzupassen. Es ist profitabler, sich in diesem Netz ehrlich zu verhalten, als zu versuchen, es zu unterwandern.

Die Idee ist immer noch, dass es unglaublich schwierig ist, den Hash zu erstellen, als den Hash zu verifizieren.

Leicht zu lernen, schwer zu meistern

Die Interaktionen der Nutzer des Bitcoin-Netzwerks sind nicht allzu komplex, es ist nur so, dass der Durchschnittsnutzer bei seinen täglichen Transaktionen noch nie Kryptographie anwenden musste. Die Komplexität ergibt sich aus den zusätzlichen Schritten, mit denen die ungesicherten Aspekte einer Finanztransaktion verschleiert werden.

Das Verständnis der oben genannten Schlüsselkonzepte soll Ihnen nicht die Beherrschung des Themas vermitteln, sondern Ihnen lediglich das Rüstzeug an die Hand geben, um tiefer in ein komplexes Thema wie Bitcoin einzusteigen. Es gibt die Ökonomie, die Philosophie, die Proof-of-Work-Energieverbrauchsdebatte, Hardforks, Seed-Phrase-Sicherheit und so weiter und so fort. Mehr dazu demnächst!