So funktioniert Bitcoin

Wie genau ein Bitcoin zu kategorisieren ist, ist umstritten. Ist es eine Art Währung, ein Wertspeicher, ein Zahlungsnetz oder eine Anlageklasse?

Glücklicherweise ist es einfacher zu definieren, was Bitcoin tatsächlich ist. Es ist Software. Lassen Sie sich nicht von Bildern glänzender Münzen täuschen, die mit modifizierten Thai-Baht-Symbolen verziert sind. Bitcoin ist ein rein digitales Phänomen, eine Reihe von Protokollen und Prozessen.

Es ist auch der erfolgreichste von Hunderten von Versuchen, virtuelles Geld durch die Verwendung von Kryptografie, der Wissenschaft des Erstellens und Knackens von Codes, zu schaffen. Aber die Konkurrenz heizt sich auf.

Die Blockchain

Bitcoin ist ein Netzwerk, das mit einem Protokoll ausgeführt wird, das als Blockchain bezeichnet wird. Eine Veröffentlichung von 2008 von einer Person oder Personen, die sich Satoshi Nakamoto nennt, beschrieb zuerst sowohl die Blockchain als auch die Bitcoin und für eine Weile waren die beiden Begriffe fast synonym.

Die Blockchain hat sich seitdem zu einem separaten Konzept entwickelt, und Tausende von Blockchains wurden mit ähnlichen kryptografischen Techniken erstellt. Diese Geschichte kann die Nomenklatur verwirren. Blockchain bezieht sich manchmal auf die ursprüngliche Bitcoin-Blockchain. Zu anderen Zeiten bezieht es sich auf Blockchain-Technologie im Allgemeinen oder auf eine andere spezifische Blockchain, wie diejenige, die Ethereum antreibt.

Die Grundlagen der Blockchain-Technologie sind zum Glück unkompliziert. Jede Blockchain besteht aus einer einzelnen Kette diskreter Informationsblöcke, die chronologisch angeordnet sind. Im Prinzip können diese Informationen eine beliebige Folge von Einsen und Nullen sein, dh, sie können E-Mails, Verträge, Landtitel, Heiratsurkunden oder Anleihengeschäfte umfassen. Diese Vielseitigkeit hat die Aufmerksamkeit von Regierungen und privaten Unternehmen auf sich gezogen.

Bei Bitcoin handelt es sich jedoch hauptsächlich um Transaktionen.

Bitcoin ist wirklich nur eine Liste. Person A hat X-Bitcoin an Person B gesendet, die Y-Bitcoin an Person C gesendet hat usw. Durch die Zusammenfassung dieser Transaktionen weiß jeder, wo die einzelnen Benutzer stehen.

Ein anderer Name für eine Blockchain ist ein "verteiltes Hauptbuch", das den Hauptunterschied zwischen dieser Technologie und einem gut gepflegten Word-Dokument hervorhebt. Die Blockchain von Bitcoin ist öffentlich. Jeder kann es in seiner Gesamtheit herunterladen oder auf eine beliebige Anzahl von Sites gehen, die es analysieren.

Sie können zum Beispiel sehen, dass 15N3yGu3UFHeyUNdzQ5sS3aRFRzu5Ae7EZ 0.01718427 Bitcoin an 1JHG2qjdk5Khiq7X5xQrr1wfigepJEK3t gesendet hat -Informiert, könnten Sie wahrscheinlich herausfinden, wer sie kontrolliert. Das Netzwerk von Bitcoin ist mit anderen Worten nicht vollständig anonym, obwohl es durch bestimmte Vorsichtsmaßnahmen sehr schwierig sein kann, Personen mit Transaktionen zu verknüpfen.

So kaufen Sie Bitcoin

Post-Trust

Obwohl Bitcoin absolut öffentlich ist, oder gerade deswegen, ist es äußerst schwierig, mit Bitcoin umzugehen. Eine Bitcoin hat keine physische Präsenz. Sie können sie also nicht schützen, indem Sie sie in einem Safe einschließen oder in der kanadischen Wildnis begraben.

Theoretisch müsste ein Dieb nur eine Zeile in das Hauptbuch einfügen, die lautet: "Sie haben mir alles bezahlt, was Sie haben."

Eine damit verbundene Sorge sind doppelte Ausgaben. Wenn ein schlechter Schauspieler Bitcoin ausgeben könnte, würde das Vertrauen in den Wert der Währung schnell schwinden.

Um dies zu verhindern, benötigen Sie Vertrauen. In diesem Fall besteht die gewohnte Lösung darin, über einen zentralen, neutralen Schiedsrichter zu handeln. Eine Bank. Bitcoin hat dies jedoch überflüssig gemacht. (Es ist wahrscheinlich kein Zufall, dass die ursprüngliche Beschreibung von Satoshi im Oktober 2008 veröffentlicht wurde, als das Vertrauen in Banken auf einem generationenübergreifenden Tiefstand war.) Anstatt eine zuverlässige Behörde zu haben, die das Hauptbuch führt und über das Netzwerk herrscht, ist das Bitcoin-Netzwerk dezentralisiert. Jeder hat ein Auge auf alle anderen.

Niemand muss jemanden kennen oder ihm vertrauen. Unter der Annahme, dass alles wie vorgesehen funktioniert, stellen die kryptografischen Protokolle sicher, dass jeder Transaktionsblock in einer langen, unveränderlichen Kette mit dem letzten verschraubt wird.

Bergbau

Der Prozess, der dieses vertrauenswürdige öffentliche Hauptbuch führt, wird als Mining bezeichnet. Das Netzwerk der Bitcoin-Benutzer, die die Kryptowährung untereinander austauschen, wird von einem Netzwerk von Mining-Mitarbeitern unterbunden, die diese Transaktionen in der Blockchain aufzeichnen.

Das Aufzeichnen einer Reihe von Transaktionen ist für einen modernen Computer trivial, aber das Mining ist schwierig, da die Software von Bitcoin den Vorgang künstlich zeitaufwändig macht. Ohne die zusätzlichen Schwierigkeiten könnten die Leute Transaktionen fälschen, um sich selbst zu bereichern, oder andere Leute bankrott machen. Sie konnten es in die Blockchain eintragen und so unbedeutende Transaktionen darauf stapeln, dass es unmöglich würde, den Betrug zu entwirren.

Ebenso wäre es einfach, betrügerische Transaktionen in frühere Blöcke einzufügen. Das Netzwerk würde sich zu einem weitläufigen, spammigen Durcheinander konkurrierender Sachbücher entwickeln, und Bitcoin wäre wertlos.

Die Kombination von "Proof of Work" mit anderen kryptografischen Techniken war der Durchbruch von Satoshi. Die Software von Bitcoin passt den Schwierigkeitsgrad der Minenarbeiter an, um das Netzwerk alle 10 Minuten auf einen neuen 1-Megabyte-Block von Transaktionen zu beschränken. Auf diese Weise ist das Transaktionsvolumen verdaulich. Das Netzwerk hat Zeit, den neuen Block und das vorhergehende Hauptbuch zu überprüfen, und jeder kann einen Konsens über den Status quo erzielen. Da ist eine "Gabel" - das heißt, die Kette teilt sich in verschiedene Versionen - die längste Kette gilt als die gültigste, da die meiste Arbeit in sie geflossen ist. (Für verwandte Lektüre siehe "Wie kaufe ich Bitcoin?")

Hashes

Hier finden Sie eine etwas technischere Beschreibung der Funktionsweise des Bergbaus. Das Netzwerk von Bergleuten, die auf der ganzen Welt verstreut und nicht durch persönliche oder berufliche Bindungen miteinander verbunden sind, erhält die neuesten Transaktionsdaten. Sie führen die Daten über einen kryptografischen Algorithmus aus, der einen "Hash" generiert, eine Folge von Zahlen und Buchstaben, die die Gültigkeit der Informationen überprüft, aber die Informationen selbst nicht preisgibt. (In Wirklichkeit ist diese ideale Vision des dezentralen Bergbaus nicht mehr korrekt, da Bergbaubetriebe in industriellem Maßstab und leistungsstarke Bergbaubecken ein Oligopol bilden. Mehr dazu weiter unten.)

In Anbetracht des Hashs 0000000000000000c2c4d562265f272bd55d64f1a7c22ffeb66e15e826ca30 können Sie nicht wissen, welche Transaktionen der betreffende Block (# 480504) enthält. Sie können jedoch eine Reihe von Daten als Block # 480504 bezeichnen und sicherstellen, dass sie nicht manipuliert wurden. Wenn eine Zahl nicht am richtigen Ort wäre, egal wie unbedeutend, würden die Daten einen völlig anderen Hash erzeugen. Wenn Sie die Unabhängigkeitserklärung über einen Hash-Rechner ausführen, erhalten Sie 839f561caa4b466c84e2b4809afe116c76a465ce5da68c3370f5c36bd3f67350. Löschen Sie den Zeitraum nach "Eingereicht in eine offene Welt", und Sie erhalten 800790e4fd445ca4c5e3092f9884cdcd4cf536f735ca958b93f60f82f23f97c4. Welches ist mehr als ein bisschen anders.

Diese Technologie ermöglicht es dem Bitcoin-Netzwerk, die Gültigkeit eines Blocks sofort zu überprüfen. Es wäre unglaublich zeitaufwändig, das gesamte Hauptbuch durchzukämmen, um sicherzustellen, dass die Person, die den letzten Stapel von Transaktionen abbaut, nichts Lustiges versucht hat. Stattdessen wird der Hash des vorherigen Blocks im neuen Block angezeigt. Wenn das kleinste Detail im vorherigen Block geändert worden wäre, würde sich dieser Hash ändern. Selbst wenn die Änderung 20.000 Blöcke zurück in der Kette wäre, würde der Hash dieses Blocks eine Kaskade neuer Hashes auslösen und das Netzwerk kippen.

Das Generieren eines Hashs ist jedoch nicht wirklich sinnvoll. Der Vorgang ist so schnell und einfach, dass schlechte Akteure das Netzwerk immer noch als Spam behandeln und bei ausreichender Rechenleistung möglicherweise betrügerische Transaktionen ein paar Blocks zurück in die Kette weiterleiten können. Das Bitcoin-Protokoll erfordert also einen Arbeitsnachweis.

Dazu werfen die Bergleute einen Curveball: Ihr Hasch muss unter einem bestimmten Ziel liegen. Deshalb beginnt der Hash von Block # 480504 mit einer langen Folge von Nullen. Es ist winzig. Da jede Datenfolge nur einen Hash generiert, müssen bei der Suche nach einem ausreichend kleinen Hash Nonces ("einmal verwendete Zahlen") am Ende der Daten hinzugefügt werden. Ein Bergmann wird also [die Daten] ausführen. Der Hash ist zu groß, versuchen Sie es erneut. [die Daten] 1. Zu groß. [die Daten] 2. Schließlich liefert 93452 einen Hash, der mit der erforderlichen Anzahl von Nullen beginnt.

Der abgebaute Block wird an das Netzwerk gesendet, um Bestätigungen zu erhalten. Die Verarbeitung dauert etwa eine weitere Stunde, manchmal jedoch viel länger. (Auch diese Beschreibung wird vereinfacht. Blöcke werden nicht vollständig gehasht, sondern in effizientere Strukturen, so genannte Merkle-Bäume, aufgeteilt.)

Abhängig von der Art des Datenverkehrs, den das Netzwerk empfängt, erfordert das Bitcoin-Protokoll eine längere oder kürzere Folge von Nullen, wodurch die Schwierigkeit angepasst wird, alle 10 Minuten eine Rate von einem neuen Block zu erreichen. Der aktuelle Schwierigkeitsgrad liegt bei 2, 603 ​​Billionen (2009: 1).

Der Bergbau ist intensiv und erfordert große, teure Bohrinseln und viel Strom, um sie anzutreiben. Und es ist wettbewerbsfähig. Es ist nicht abzusehen, welche Nonce funktionieren wird, daher ist es das Ziel, sie so schnell wie möglich zu durchpflügen.

Die Bergleute haben angefangen, Becken zu bilden und die Belohnungen untereinander aufzuteilen. Und die Belohnungen sind saftig. Jedes Mal, wenn ein neuer Block abgebaut wird, erhält der erfolgreiche Miner eine Reihe neu erstellter Bitcoin. Anfangs war es 50, dann halbierte es sich auf 25, und jetzt sind es 12, 5 (ungefähr 64.000 US-Dollar im April 2019).

Die Belohnung halbiert sich weiterhin alle 210.000 Blöcke, etwa alle vier Jahre, bis sie Null erreicht. Zu diesem Zeitpunkt sind alle 21 Millionen Bitcoins abgebaut, und die Bergleute sind ausschließlich von Gebühren abhängig, um das Netzwerk zu unterhalten.

Die Tatsache, dass Bergleute begonnen haben, sich in Pools zu organisieren, beunruhigt einige. Wenn ein Pool 50% der Mining-Leistung des Netzwerks übersteigt, können seine Mitglieder möglicherweise Münzen ausgeben, die Transaktionen stornieren und sie erneut ausgeben. Sie könnten auch die Transaktionen anderer blockieren.

Das könnte das Ende von Bitcoin bedeuten, aber selbst ein sogenannter 51% -Angriff würde es den schlechten Akteuren wahrscheinlich nicht ermöglichen, alte Transaktionen rückgängig zu machen, da der Nachweis der Arbeitsanforderungen diesen Prozess so arbeitsintensiv macht. Um zurück zu gehen und die Blockchain zu ändern, müsste ein Pool einen so großen Teil des Netzwerks kontrollieren, dass es wahrscheinlich sinnlos wäre. Mit wem können Sie handeln, wenn Sie die gesamte Währung kontrollieren?

Ein 51% iger Angriff ist aus Sicht der Bergleute ein finanzieller Selbstmordversuch. Als Ghash.io, ein Mining-Pool, 2014 die Hälfte der Rechenleistung des Netzwerks erreichte, löste es sich freiwillig auf, um das Vertrauen in den Wert von Bitcoin aufrechtzuerhalten. Andere Akteure wie Regierungen könnten die Idee eines solchen Angriffs jedoch interessant finden.

Ein weiterer Grund zur Besorgnis im Zusammenhang mit Bergleuten ist die praktische Tendenz, sich auf Teile der Welt zu konzentrieren, in denen Strom billig ist, wie in China oder nach einer Niederschlagung Chinas Anfang 2018 in Quebec.

Schlüssel und Brieftaschen

Bitcoin-Besitz beschränkt sich auf zwei Zahlen, einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel. Eine grobe Analogie ist ein Benutzername (öffentlicher Schlüssel) und ein Passwort (privater Schlüssel). Ein Hash des öffentlichen Schlüssels, der als Adresse bezeichnet wird, ist derjenige, der in der Blockchain angezeigt wird. Die Verwendung des Hash bietet eine zusätzliche Sicherheitsebene.

Um Bitcoin zu erhalten, muss der Absender Ihre Adresse kennen. Der öffentliche Schlüssel wird vom privaten Schlüssel abgeleitet, den Sie zum Senden von Bitcoin an eine andere Adresse benötigen. Das System erleichtert das Empfangen von Geld, erfordert jedoch die Überprüfung der Identität, um es zu senden.

Für den Zugriff auf Bitcoin verwenden Sie eine Brieftasche, bei der es sich um einen Schlüsselsatz handelt. Diese können verschiedene Formen annehmen, von Webanwendungen von Drittanbietern, die Versicherungs- und Debitkarten anbieten, bis hin zu QR-Codes, die auf Papier gedruckt sind. Die wichtigste Unterscheidung ist zwischen "heißen" Geldbörsen, die mit dem Internet verbunden und daher anfällig für Hacking sind, und "kalten" Geldbörsen, die nicht mit dem Internet verbunden sind.

Viele Benutzer entscheiden sich für Börsen wie Coinbase, um die Kontrolle über die privaten Schlüssel zu behalten.