Bitcoin ist eine dezentrale, virtuelle Währung und wurde 2009 unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto entwickelt. Der Name Bitcoin wird ebenfalls für die von Nakamoto entwickelte und für die Verwaltung dieser Währung angewandte Freie Software benutzt, sowie für das P2P-Netz (Peer-to-Peer-Netzwerk, oder Rechner-Rechner-Verbindung), das die Währung stützt. Im Gegensatz zu den meisten anderen Währungen hängt das Funktionieren von Bitcoin nicht von einer zentralen Instanz ab, sondern von einer verteilten Datenbank. Die von Nakamoto entwickelte Software verwendet die Kryptographie, um die grundsätzlichen Sicherheiten gewährleisten zu können, wie zum Beispiel die Sicherheit, dass die Bitcoins nur einmal und auch nur von ihrem Besitzer ausgegeben werden können.
Bitcoin ist eine der ersten Implementierungen des Konzepts der kryptographischen Währung und bisher zweifellos die Erfolgreichste. Nakamotos Erfindung der Bitcoins basiert auf der Idee von virtuellem Geld, das nicht monopolisiert und nicht zurückverfolgt werden kann und es seinen Besitzern ermöglicht, anonym zu bleiben. Diese Idee wurde 1998 zum ersten Mal vom Kryptographen Wei Dai in der berühmten Mailingliste Cypherpunk beschrieben. Und tatsächlich gewährt Bitcoin die Möglichkeit, eine Transaktion durchzuführen oder einen Wert zu besitzen und dabei anonym zu bleiben.
Der größte Verdienst, den sich Satoshi Nakamoto zuschreiben kann, ist vielleicht der, dass er das Problem des doppelten Ausgebens in einem dezentralen System gelöst hat; ein Problem, das sowohl Ökonomen als auch Programmierern viel Kopfzerbrechen bereitet hat. Um zu verhindern, dass derselbe Bitcoin mehr als einmal von derselben Person benutzt wird (mit anderen Worten, um zu verhindern, dass er gefälscht wird), bedient sich das Netz dem von Nakamoto als Time-Sharing-Computersystem bezeichnet, das die Transaktionen sequenziell identifiziert, anordnet und ihre Modifizierung verhindert. Dies gelingt mit Hilfe von Block Chains (erscheinen als Bestätigungen). Weiter unten wird erklärt, wie diese Aufgabe von „Goldschürfern“ durchgeführt wird.
Obschon die Übermittlung der Bitcoins augenblicklich geschieht und jegliche Übermittlung in Echtzeit verfolgt werden kann, wird bei der Anwendung der Bitcoin-Software der Vorgang der Bestätigung auf dem Bildschirm als „clearing“ angezeigt. Je mehr Bestätigungen eingehen, desto geringer ist die Möglichkeit Opfer des doppelten Ausgebens zu werden. Nach sechs aufeinanderfolgenden Blöcken gilt eine Transaktion als verbindlich bestätigt.
Sicherheitsaspekte
Bisher hat es noch keinen Fall gegeben, in dem derselbe Nutzer eine Transaktion doppelt ausgeführt hat, aber man kann die Möglichkeit eines Computerangriffs nicht ganz ausschließen. Dafür müsste der Angreifer jedoch mehr als 51 % des Computers, der das Netz beschützt, unter Kontrolle haben. Aber die Zeit, die eine Täuschung des Netzwerks veranschlagen würde, um auch nur einen Bitcoin doppelt auszugeben, steht in keinem Verhältnis zum Resultat. (Die Rechenleistung des Bitcoin-Netzwerks ist höher als die von den 100 schnellsten miteinander kombinierten Superrechnern). Vom ökonomischen Standpunkt aus gesehen, ist es viel lohnenswerter, dieses Kapital nach den Regeln von Bitcoin für sich arbeiten zu lassen. Durch das erst kürzlich weiter verbesserte asymmetrische kryptographische Verfahren ist eine Fälschung von Einheiten oder Transaktionen praktisch ausgeschlossen.
Den meisten Nutzern von Bitcoins genügt die einmalige Bestätigung. Für kleinere Geldbeträge ist es sogar sinnvoll, die Transaktion umgehend und noch vor ihrer Bestätigung im Netzwerk zu akzeptieren.
Die Daten, die das Eigentum an den Bitcoins anzeigen, können auf jedem digitalen Speichermedium aufbewahrt werden (Festplatte, USB-Stick, CD, E-Mail-Server, etc), als elektronische Geldbörse oder auf einem der im Internet bestehenden Bitcoin-Konten abgelegt werden. Daneben besteht die Möglichkeit, auf analoge Speichermethoden zurückzugreifen (beispielsweise als Papierausdruck) oder sie sogar im Gedächtnis zu bewehren. Innerhalb des Netzwerkes kann einBitcoin-Guthaben an jeden überwiesen werden, der eine Bitcoin-Adresse besitzt, so ähnlich wie man jedem, der eine E-Mail-Adresse besitzt, eine E-Mail schicken kann.
Experten zufolge ist eine Bitcoin-Überweisung dank der kryptographischen Verschlüsselung ungleich sicherer als die Überweisung von Bankkonto zu Bankkonto (ohne auch nur das Eindringen von Dritten in das Zahlungssystem mit einzubeziehen). Bitcoin ist frei und zugänglich für alle Interessierten, und erlaubt vorausgreifende Aktualisierungen, um sich potenziellen angreifenden Vektoren entgegen stellen zu können (notfalls Jahrzehnt im Voraus).
Zusammenfassung
Bitcoin kann als offenes Rechnungsbuch gesehen werden, in dem die Salden nicht an einen Benutzer gekoppelt sind, sondern von einem offenen Netzwerk überwacht werden. Jede Transaktion von Geldeinheiten wird mit einer digitalen Signatur versehen und in einer öffentlichen, vom gesamten Netzwerk betriebenen Datenbank aufgezeichnet (s. auch „Blockkette oder Block Chain“). Die Netzknoten sind nichts anderes als Rechner, die die Bitcoin-Software in der ganzen Welt ausführen und via Internet miteinander verbunden sind.
Das System des Bitcoin-Netzwerkes ist aufgrund der P2P-Struktur völlig dezentral, eine externe, zentrale Kontrolle des gesamten Systems ist dadurch nicht möglich. Das verhindert eine Einflussnahme auf die Geldmenge von Bitcoins, die sich in Umlauf befinden (was eine Inflation erzeugen würde) und jede andere Form der Manipulation seitens irgendwelcher Behörden.
Technische Informationen
Im Jahre 2008 wurde die wesentliche Idee des Systems in einem Whitepaper von Satoshi Nakamoto detailliert beschrieben.
Adresse und Wallet
Jeder Nutzer der Bitcoin-Software erhält eine elektronische Geldbörse, die sogenannte “Wallet”-Datei, in der sich ein öffentlicher und ein privater Schlüssel befinden. Der öffentliche Schlüsselteil dient dabei als Adresse zum Senden und Empfangen von Bitcoins, der private Schlüsselteil autorisiert diese Transaktionen. Aufgrund zufälliger Generierung enthalten die Adressen keinerlei Informationen über seinen Besitzer und zum besseren Austausch gibt es eine lesbare Form von 33 Zeichen, die nach dem Zufallsprinzip ausgewählt werden, beispielsweise: 1rYK1YzEGa59pI314159KUF2Za4jAYYTd. Daher ist es auch möglich, das jeder Bitcoin-Nutzer theoretisch unendlich viele Konten besitzt, denn man kann auf einfache Art und unbegrenzt neue Adressen generieren, da jede neue Generierung ein neues Schlüsselpaar zugeordnet wird(öffentlich/privat) und keinen Kontakt mit Netzknoten verlangt. Somit können Nutzer, die die Anonymität wahren wollen, für jede Transaktion ein neues Konto verwenden.
Transaktionen
Will ein Nutzer A Bitcoins an einen Nutzer B überweisen, so schreibt er dem eine bestimmte Summe von Bitcoins aus seinem Besitz gut. Der Absender erstellt also eine Transaktion, in der er die Zahlung von Bitcoins von seiner Absenderadresse an die Empfängeradresse autorisiert und hinzu fügt er den öffentlichen Schlüssel von B und dann signiert er mit seinem privaten Schlüssel. (Aufgrund der asymmetrischen Kryptographie kann die Signatur, die mit dem privaten Schlüssel verknüpft ist, nicht mit persönlichen Daten in Verbindung gebracht werden). Die Informationen der signierten Transaktion werden nun zunächst im gesamten P2P-Netzwerk mit einem Flooding-Algorithmus als neue Transaktion bekannt gemacht. Der Absender schickt dafür seine Transaktion an alle ihm bekannten Bitcoin-Clients im Netzwerk. Diese verifizieren die Signatur und prüfen, ob die Transaktion gültig ist.
Bitcoin-Qt: Bitcoin-Software
Blockkette oder Block Chain
Während des Floodings, der an die anderen Knotenpunkte weitergeleiteten Transaktion, ist diese noch nicht „offiziell gültig“, sie befindet sich noch in der Schwebe und kann verloren gehen oder durch eine konkurrierende Transaktion ersetzt werden. Sie wird zunächst in ein vom ganzen Netzwerk unterhaltenes Verzeichnis eingetragen, in dem sämtliche bestätigte Transaktionen festgehalten werden: die Blockkette oder Block Chain. Diese Aufgabe erfüllen die Knotenpunkte, ihre Besitzer sind die Miner oder Goldschürfer.
Jeder Netzwerkknoten von Bitcoins sammelt die neuen, noch nicht bestätigten Transaktionen in einem Archiv, das die Informationen zur offenen Transaktion enthält und den letzten gültigen Block. Jeder neu erzeugte Block enthält den Hashwert des vorangehenden Blocks, sodass eine durchgehende Kette von zusammenhängen Blöcken entsteht. Diese Blockkette oder Block Chain enthält sämtliche bestätigte Transaktionen. Hierzu müssen die Clients eine kryptographische Aufgabe lösen, die der Umkehrung einer Einwegfunktion entspricht. Die Aufgabe ist nur mit hohem Rechenaufwand zu bewerkstelligen, aber die Korrektheit der Lösung ist mit sehr geringem Rechenaufwand überprüfbar. Die Lösung der Rechenaufgabe entspricht einem Proof of Work, ähnlich wie es beim Hashcash-Verfahren eingesetzt wird. Alle rechnenden Clients versuchen unabhängig voneinander, einen gültigen Proof of Work zu finden. Wenn ein Client einen Proof of Work findet, macht er diesen in einer Datenstruktur namens Block publik. Der Block wird, falls gültig, wieder per Flooding-Algorithmus an alle Bitcoin-Clients verteilt. Hierdurch werden diese Transaktionen für das gesamte Netzwerk bestätigt und befinden sich nicht länger in der Schwebe, der neue Block wird zur Kette hinzugefügt.
Auch wenn kein Bitcoin-Nutzer gezwungen ist, seine Identität preiszugeben, werden alle Transaktionen zwischen zwei Adressen öffentlich protokolliert und dauerhaft im gesamten Netzwerk, im Block Chain, gespeichert. Dieser enthält die Kette aller Transaktionen (auch von Teilbeträgen), von der ausführenden Adresse bis hin zum derzeitigen Besitzer und sie befindet sich auf allen Rechnern, auf denen die Bitcoin-Software installiert ist. Wenn also ein Teilnehmer versucht, dieselben Bitcoins erneut auszugeben (doppeltes Ausgeben), wird das Netzwerk dies aufdecken und die widersprüchliche Transaktion abweisen.
Die bestimmende Blockkette (schwarz) besteht aus der längsten Folge von Blöcken ausgehend vom Ursprung zum aktuellen Block. Alternative Ketten verwaisen (grau), sobald sie kürzer als eine andere Kette sind.
Die Blockkette ist ein völlig durchsichtiges System: Sie ist jederzeit und von jedermann überprüfbar, und man kann sich über jedwede Transaktion, die seit Bestehen von Bitcoin durchgeführt wurde, informieren, sowie in Echtzeit die neu hinzukommenden Transaktionen verfolgen. Diese Form der Kontrolle wird von verschiedenen Servern angeboten.
Wie die Bitcoins generiert werden
Im Schnitt verteilt das Bitcoin-Netzwerk alle zehn Minuten ein Paket neuer Bitcoins, um den Erzeuger eines Blocks für seinen Proof of Work mit Bitcoins zu belohnen (Mining-Software). Das Bitcoin-„Mining“, also das Erzeugen bzw. Entdecken neuer „Münzen“ durch Lösung einer mathematischen Aufgabe, wird analog zum Schürfen nach Edelmetallen „Mining“ genannt. Die Wahrscheinlichkeit eines Teilnehmers, die richtige Lösung zu finden, hängt von der Rechenleistung des eigenen Rechners im Vergleich zur Rechenleistung der anderen Netzwerkknoten ab.
Der erste Client, der einen Proof of Work findet, macht diesen als Block publik und erhält für einen gültigen Block eine Gutschrift über eine Anzahl neu erzeugter Bitcoins. Die “Goldschürfer“ können sich auch via Internet zusammenschließen, um als Gruppe Bitcoin-Mining zu betreiben, also einen „Mining-Pool“ unterhalten.
Die Menge der neu erzeugten Bitcoins ist derzeit auf 50 Bitcoins pro Block beschränkt und die Belohnung (Anzahl der Bitcoins pro Einheit) ist so programmiert, dass sich die Zahl mit der Zeit verringert, um so das Wachstum der Geldmenge auf vorhersehbare Weise zu begrenzen. Die maximale Anzahl an Bitcoins, die jemals erzeugt werden können, ist auf 21 Millionen festgelegt.
Damit alle zehn Minuten ein Block generiert werden kann, aktualisiert das Protokoll alle zwei die Aufgaben, an denen die Netzknoten arbeiten, indem es die Kapazität der Rechner dem gesamten Netzwerks anpasst.
Aufgrund der steigenden Schwierigkeit, Bitcoins durch Mining zu erhalten, ist diese Möglichkeit schon seit langem außerhalb der Reichweite eines gewöhnlichen PC-Nutzers. Heutzutage gewinnt der Großteil der Bitcoin-Nutzer die kryptographische Währung durch Face-to-Face- Transaktionen mit „Goldschürfern“ oder Operatoren, die Bitcoins kaufen und sie dann gegen Provision verkaufen, oder, indem er Produkte auf Trading-Seiten veräußert.
Transaktionsgebühren
Die Bestätigung einer Transaktion kostet gegenwärtig 0,0005 Bitcoins. Die Summe kann freiwillig erhöht werden, wodurch zum einen der Bestätigungsvorgang durch eine höhere Priorität bei der Berechnung beschleunigt wird. Außerdem werden so dem Netzknoten, der den Proof of Work erstellt (also dem Goldschürfer) als Belohnung für den Erhalt des Netzes durch Bereitstellung von Rechenleistung Bitcoins gutgeschrieben. Die Netzknoten erhalten den den Gebühren entsprechenden Wert für alle erstellten Blöcke.
Diese Gebühren sind normalerweise ein Bruchteil des überwiesenen Gesamtbetrages, verglichen mit einem anderen Geldübertragungssystem. Wenn man beispielsweise 100 Bitcoins überweisen möchte, wird die Software eine Gebühr von 0.005 Bitcoins vorschlagen.
Die Transaktionsgebühren steigen bei niedrigerer Belohnung je Block. In Zukunft werden die Goldschürfer eher bereit sein, die Netzknoten für die dafür gezahlten Belohnungen bereitzustellen, als für die Bitcoins, die sie verdienen können.
Eigenschaften von Bitcoin
Im Unterschied zu gesetzlichen Zahlungsmitteln kann der Bitcoin dank des dezentralen Systems durch keine Institution kontrolliert werden. Die Ausweitung der monetären Basis wurde zu Beginn von in der Bitcoin-Software festgelegt und ist für alle einsehbar, so dass eine Einflussnahme auf die Geldmenge von Seiten der Nutzer unmöglich ist.
Zahlungen mit Bitcoin können nicht rückgängig gemacht werden. Die Überweisungen werden direkt von Netzknoten zu Netzknoten übertragen, ohne eine zentrale Datenverarbeitung dazwischen, was die Rückbuchung unmöglich macht, sowohl von der Rückgabe betrügerischer Käufe als auch eine Stornierung einer Zahlung in beiderseitigem Einverständnis. Sie ähnelt hier, in ihren Vor- und Nachteilen, denen einer herkömmlichen Banküberweisung. Dennoch bieten viele Webseiten von Dienstleistern wie e-bay oder Mercado Libre bieten bereits das Zahlen mit Bitcoins an und erleichtern den Austausch von Waren und Dienstleistungen gegen Bitcoins (zum Beispiel, indem sie über Bitcoin fördern und / oder Transaktionen verlängern, bis sich die Partner geeinigt haben).
Die Bitcoin-Software, die die Bitcoin-Nutzer auf ihrem Computer installieren müssen, überträgt jede Transaktion auf die umliegenden Netzknoten, die sie wieder an andere Netzknoten verschicken, bis alle Teilnehmer des gesamten Netzwerks erreicht sind. Die ungültigen Transaktionen werden von den ehrlichen Teilnehmern abgewiesen (diejenigen, die sich an die Regeln der Blockkette halten). Momentan können die meisten der Transaktionen gratis durchgeführt werden, aber wie wir schon gesehen haben, ist es auch möglich, eine Gebühr zu bezahlen, damit die Goldschürfer dem Prozess der Bestätigung Priorität einräumen (und ihn somit beschleunigen).
Die Obergrenze der maximal existierenden Bitcoins ergibt mit der Zeit 21 Millionen; 2013 wird die Hälfte dieser Summe erreicht sein, und 2017 dreiviertel derselben. In dem Maße wie die Anzahl der Bitcoins sich der Obergrenze von 21 Millionen nähert, hofft man, dass die Bitcoin-Wirtschaft deflationiert, dass also die Kaufkraft jedes einzelnen Bitcoins steigt, möglicherweise sogar eine gewisse Stabilität erreicht. Allerdings kann jedes Bitcoin 10^8 geteilt werden, somit ergibt dies eine maximale Obergrenze an Bitcoins in Höhe von 2,1 * 10^15 Einheiten und potenziell sogar noch mehr, was die tatsächliche Begrenzung an die Kursangleichung im Bezug auf die Deflation verschiebt.
Vorhersage der Gesamtsumme an Bitcoins bis zum Jahr 2033
Das Bitcoin-Wirtschaftsystem ist noch klein im Vergleich zu anderen, bereits etablierten Wirtschaftssystemen und die Software befindet sich noch im Beta-Stadium. Es ist jedoch bereits möglich, alle Arten von Waren und Dienstleistungen zu erwerben, von Fahrzeugen bis hin zu Dienstleistungen von freien Programmierern, alles kann mit Bitcoins erworben werden. Außerdem gibt es schon eine große Anzahl von Webseiten, die den Austausch von Bitcoins gegen allen möglichen andere Währungen ermöglichen und zahlreiche Systeme erlauben, mit denen Guthaben überwiesen werden können.
Was wird aus Bitcoin?
Ein mögliches Szenario für das Scheitern von Bitcoin wäre eine weltweite Kampagne aller Staaten gegen die Software und die Seiten, die Bitcoins akzeptieren. Aber aufgrund der Beschaffenheit von Bitcoin scheint die totale Eliminierung von Bitcoin (oder einer der anderen P2P-Netze) sowohl technisch als auch ökonomisch unmöglich.
Niemand kann mit Sicherheit vorhersagen, wie die Zukunft von Bitcoin genau aussehen wird, aber eins ist sicher: die Erfindung einer kryptographischen Währung ist gekommen, um zu bleiben.
Quelle: www.elbitcoin.org/que-es-un-bitcoin geschrieben von: Majamalu
Die Übersetzung ins Deutsche wurde ehrenamtlich von Katharina Meyer durchgeführt.
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