Das Buch Satoshis E-Book

Phil Champagne

• Herausgeber: Konsensus Network
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 334

Veröffentlichungsjahr: 2023

Beschreibung

Hast du, wie der Rest der Welt, über die Identität Satoshi Nakamotos, Bitcoins anonymem Schöpfer, spekuliert? Als erste Kryptowährung der Welt ging Bitcoin 2009 online und hat seitdem unser Verständnis von Währungen und Geld revolutioniert. Ohne Unterstützung einer Regierung oder Zentralbank ist Bitcoin eine vollständig elektronische, virtuelle Währung, die auf fortschrittlichen Kryptographiesystemen beruht. ​​​​​​​ Wie die Währung, die er kreierte, ist die Identität des Bitcoinschöpfers Satoshi Nakamoto virtuell und existiert nur online. Die Nakamoto-Persona, die ein Individuum oder eine Gruppe repräsentieren könnte, existiert ausschließlich in jenen Onlineveröffentlichungen, die Bitcoin in seinen frühen Tagen vorstellten und erklärten. Hier liegen nun zum ersten Mal professionell aufbereitet die zentralen Schriften vor, die Bitcoins Kreation nachzeichnen. Zu diesen gehören: • Satoshi Nakamotos in chronologischer Reihenfolge aufgeführte E-Mails und Forenbeiträge • Eine für Laien verständliche Erläuterung der Grundlagen Bitcoins • Eine Beleuchtung des Potenzials der tiefgreifenden ökonomischen Implikationen Bitcoins • Das bahnbrechende Whitepaper, mit dem alles begann Das Buch Satoshis stellt eine bequeme Möglichkeit dar, jene Schriften, die Bitcoins Schöpfer über die zwei Jahre hinweg, die sein "öffentliches Leben konstituieren, verfasste… zumindest unter dem Namen Satoshi Nakamoto. Am 1. November 2009 mit der Veröffentlichung des bahnbrechenden Designdokuments, in welchem Bitcoin beschrieben wurde, beginnend endete diese öffentliche Existenz etwa zu der Zeit als PC World über eine mögliche Verbindung zwischen Bitcoin und WikiLeaks spekulierte. Gab es eine Beziehung zwischen Bitcoin und dieser für die Veröffentlichung klassifizierten Materials berüchtigt gewordenen Webseite? Mach Dir Dein eigenes Bild. Nakamotos wahre Identität wird wohl niemals bekannt werden. Die hier reproduzierten Schriften sind wahrscheinlich alles, was die Welt jemals von ihm zu Konstruktion, Funktion und den theoretischen Grundlagen Bitcoins hören wird. Möchtest Du mehr über Bitcoin lernen? Schöpfe direkt aus der Quelle – den Schriften seines Schöpfers, Satoshi Nakamoto, selbst. Phil Champagne ist der Geschäftsführer der Wren Investment Group LLC, einer Firma, die unter Beteiligungsfinanzierung durch ihre Finanzpartner in Immobilien investiert. Seine Kenntnis der Österreichischen Schule der Nationalökonomie erlaubt es der Wren Investment Group LLC und ihren Partnern, Investitionen unter dem Gesichtspunkt stabilen Geldes zu tätigen. Phil hat einen Hintergrund in Computersoftware und einen Bachelor in Elektrotechnik von der Université de Sherbrooke in Kanada. Er begann sich 2012 für Bitcoin zu interessieren. Für dieses wichtige Buch hat Phil Champagne die wichtigsten Beiträge Nakamotos aus den verschiedenen Internetforen, in welchen sie ursprünglich veröffentlich wurden, zusammengetragen und in chronologische Reihenfolge gebracht. Hierdurch entsteht eine logische Zeitreihe der von Satoshi Nakamotos Tastatur ausgehenden Evolution Bitcoins. Dieses Buch könnte also gewissermaßen als Bitcoins Autobiographie angesehen werden. — Jeff Berwick, Gründer und Chefredakteur von The Dollar Vigilante

Leseprobe

Das Buch Satoshis

Die gesammelten Schriften des Bitcoin-Schöpfers

Übersetzung Daniel Deckner Jan-Paul Franken HODLBerry Finney

Ausgabe Daniel Deckner

© The Book of Satoshi

© Konsensus Network

Ausgabe: Daniel Deckner

Übersetzung: Daniel Deckner, Jan-Paul Franken& HODL erry Finney

Umschlagdesign: Konsensus Network

Schriftsatz: Henry J.K.I. Young, Konsensus Network

ISBN

978-9916-697-68-9 Hardcover

978-9916-697-69-6 Paperback

978-9916-697-70-2 E-book

https://konsensus.networkhttps://konsensus.network

Table of Contents

Über das Titelbild

Danksagungen

An wen sich dieses Buch richtet

Vorwort

Einführung

Wie und warum Bitcoin funktioniert

Die erste Nachricht auf der Kryptographie-Verteilerliste

Skalierungsbedenken

Die 51%-Attacke

Über zentralisierte gegenüber Peer-to-Peer-Netzwerken

Satoshi zur anfänglichen Inflationsrate von 35%

Über Transaktionen

Über verwaiste Blöcke

Über die Synchronisierung von Transaktionen

Satoshi spricht über Transaktionsgebühren

Über Bestätigung und Blockzeit

Das Problem der byzantinischen Generäle

Über Blockzeit, einem automatisierten Test und den libertären Standpunkt

Mehr zu Arbeitsnachweisen, Doppelausgaben und Transaktionsgebühren

Zu Elliptische-Kurven-Kryptographie, Denial-of-Service-Attacken und Bestätigung

Mehr zum Transaktionspool, der Ausstrahlung über das Netzwerk und Programmierungsdetails

Die Veröffentlichung der ersten Bitcoin-Version

Über den Zweck, zu welchem Bitcoin zuerst genutzt werden könnte

„Arbeitsnachweis“-Token und Spammer

Ankündigung von Bitcoin durch die P2P-Foundation

Über Dezentralisierung als Schlüssel zum Erfolg

Zum Thema der Geldmenge

Veröffentlichung von Bitcoin v0.1.3

Über die Zeitstempelung von Dokumenten

Willkommensnachricht des Bitcointalk-Forums

Über Bitcoin-Reifung

Wie anonym sind Bitcoins?

Einige von Satoshi beantwortete Fragen

Über „natürliche Deflation“

Bitcoin Version 0.2 ist hier!

Empfehlungen zu Zahlungsarten für eine Bestellung

Zur Schwierigkeit des Arbeitsnachweises

Über das Bitcoin-Limit und die Profitabilität von Nodes

Über die Möglichkeit von Bitcoin-Adresskollisionen

QR-Code

Bitcoin Logo/Symbol

GPL-Lizenz oder MIT-Lizenz

Über Regulierungen des Geldtransfers

Über die Möglichkeit einer kryptographischen Schwäche

Über unterschiedliche Transaktionsarten

Der erste Bitcoin-Spender

Bitcoin 0.3 veröffentlicht!

Über Segmentierung oder einen „Internet-Notausschalter“

Über die Beherrschung des Marktes

Über Skalierbarkeit und vereinfachte Clients

Über das Problem schneller Transaktionen

Wikipedia-Artikel über Bitcoin

Über die Möglichkeit, Coins zu stehlen

Schwerwiegender Fehler entdeckt

Zur Vereitelung von Flutangriffen

Leerung des Bitcoin-Spenders

Transaktionen an IP- statt Bitcoin-Adressen

Über Treuhand- und Multi-Signatur-Transaktionen

Über Bitcoin-Mining als Ressourcenverschwendung

Zu einem alternativen, ausschließlich Hash-Einträge enthaltenden Blockchain-Typ

Zu den höheren Kosten des Minings

Über die Entwicklung eines Alarmsystems

Über die Definition von Geld und Bitcoin

Über die Notwendigkeit einer Transaktionsgebühr

Über Seiten mit CAPTCHA- und PayPal-Voraussetzungen

Über Kurznachrichten in der Blockchain

Über den Umgang mit einem Transaktionsflutangriff

Zu technischen Details des Pool-Minings

Über die Nutzung von Bitcoin durch WikiLeaks

Über einen verteilten Domain-Namen-Server

Über einen Bitcoin-Artikel in PC World und WikiLeaks Stich ins Wespennest

Satoshis letzter Forenbeitrag: Veröffentlichung von Bitcoin 0.3.19

Emails an Dustin Trammell

Letzte private Korrespondenz

Bitcoin und ich (Hal Finney)

Fazit

„Bitcoin: Ein elektronisches Peer-to-Peer-Cash-System“ von Satoshi Nakamoto

Begriffe & Definitionen

Landmarks

Table of Contents

Cover

Über das Titelbild

Urheber des Titelbildes ist R.M. Nunes1. Das Foto wurde in der Cueva de las Manos (Höhle der Hände) in der Provinz Santa Cruz in Argentinien aufgenommen. Bei der Cueva de las Manos handelt es sich um eine Reihe von Höhlen, welche für die verschiedenen Malereien menschlicher Hände an ihren Wänden bekannt wurden. Die Malereien, von denen die ältesten etwa 13.000 Jahre und die jüngsten etwa 9.000 Jahre alt sind, wurden von mehreren Generationen dort hinterlassen.

Ich habe es als Titelbild dieses Buches gewählt, weil es mir mehrere der Konzepte zu verkörpern scheint, die Bitcoin zugrunde liegen – viele Individuen, die sich beteiligen und zusammenarbeiten, um im Laufe der Zeit ein gemeinsames Ziel zu erreichen und dabei ihre eigene Individualität und Einzigartigkeit zu bewahren. Bitcoin unterscheidet sich von den Höhlenmalereien der Cueva de las Manos jedoch in seiner Größenordnung.

Obwohl diese Gemälde von mehreren Generationen von Individuen über mehrere tausend Jahre hinweg geschaffen wurden, ist die Zahl dieser Künstler nicht mit den Millionen vergleichbar, die Bitcoin jetzt und in Zukunft nutzen werden. Außerdem sind die Nutzer von Bitcoin geografisch verstreut und arbeiten über ein dezentrales System zusammen. Während die Cueva de las Manos das Werk eines oder mehrerer Menschenstämme war, ist Bitcoin, das von jedermann genutzt und modifiziert werden kann, Nationalitäten gegenüber indifferent und hat das Potenzial, eine echte Weltwährung zu werden.

https://stock.adobe.com/ee/contributor/204287572/r-m-nunes...↩︎

Danksagungen

Ich möchte den folgenden Personen für ihren Beitrag zu dieser Arbeit meine tiefe Anerkennung aussprechen:

Dustin Trammell (dustintrammell.com) für die Weitergabe von E-Mails, die er mit Satoshi Nakamoto austauschte,

Gavin Andrsen, leitender Entwickler des Bitcoin-Projekts, für seinen Beitrag zum Bitcoin-Projekt und für die Bereitstellung seines E-Mail-Verkehrs mit Satoshi Nakamoto,

Jeff Berwick von DollarVigilante.com für das Schreiben des Vorworts und dafür, dass er ein Verfechter von Freiheit und Unabhängigkeit ist.

Ich möchte meinem Sohn Samuel, meiner Tochter Vivianne und meiner Frau Marie Gagnon für ihre Unterstützung, ihr Fachwissen, ihre Hinweise und Beiträge danken. Zudem möchte ich mich bei allen bedanken, die mir bei der Zusammenstellung dieses Buches halfen, insbesondere bei Mary Graybeal, unserer Lektorin, die hervorragende Arbeit leistete, und bei John Reinhardt, der dieses großartige Design für das Buch entwarf.

Und schließlich ein aufrichtiger Dank an Satoshi Nakamoto. Wie lange hätten wir ohne ihn warten müssen, bis ein so revolutionäres Konzept wie Bitcoin entdeckt und geteilt worden wäre?

An wen sich dieses Buch richtet

Dieses Buch enthält die meisten Schriften Satoshi Nakamotos, dem Erfinder Bitcoins, die in E-Mails und Forenbeiträgen im Laufe der etwas mehr als zwei Jahre veröffentlicht wurden, in denen Bitcoin ins Leben gerufen wurde und sich etablierte. Jeder, der sich für Bitcoin und insbesondere für die Gedankengänge seines Schöpfers interessiert, wird dieses Buch zu schätzen wissen. Sein Inhalt ist für jeden, der sich mit Computersoftware auskennt, leicht verständlich. Aber auch Wirtschaftswissenschaftler und Investoren ohne Informatikhintergrund könnten sich für Satoshis Schriften interessieren, da sie einige wirtschaftliche Konzepte betreffen. Je nach Hintergrund und Interesse könnten bestimmte Leser nur an bestimmten Kapiteln interessiert sein.

Um den Lesern zu ermöglichen, den größtmöglichen Nutzen aus Satoshis Schriften zu ziehen, haben wir ein Kapitel mit dem Titel “Wie und warum Bitcoin funktioniert” eingefügt, das eine Einführung in die Schlüsselkonzepte Bitcoins und die grundlegenden Prinzipien, auf denen er basiert, bietet. Dies sollte dem Leser helfen, ein ausreichendes Verständnis zu erlangen, um den Großteil der folgenden Kapitel zu verstehen. Die Kapitel sind chronologisch geordnet, vom frühesten Beitrag, in welchem Satoshi die Grundgedanken Bitcoins vorstellt, bis zum letzten, der seinen Rückzug aus der Öffentlichkeit markiert.

Ein Teil des Inhalts dieses Buches stammt aus verschiedenen Internetforen: p2pfoundation.ning.com, bitcointalk.org und dem Kryptographie-Mailarchiv. Auf der Website BookOfSatoshi.com findest Du einfache Verweise auf die URLs, die in diesem Buch aufgeführt sind. Sie sind dort nach Kapiteln aufgelistet.

Vorwort

Bitcoin hat alles verändert. Seine Bedeutung als Evolution des Geld- und Bankwesens kann gar nicht hoch genug eingeschätzt werden. Beachte, dass ich hier nicht das Wort “Revolution” verwende, weil ich Bitcoin als eine vollständige “Evolution” der anachronistischen Geld- und Bankensysteme betrachte, welche die Menschheit nun seit mindestens einhundert Jahren – per Anordnung durch ihre Regierungen – verwendet.

Eines der größten Probleme, das Neulinge mit Bitcoin haben, besteht in seiner anscheinend “geheimnisumwobenen” Natur.

Wie dieses wichtige Buch zeigt, ist das in keinster Weise der Fall. Auch wenn die wahre Identität von Satoshi Nakamoto vielleicht nie mit Sicherheit geklärt werden kann – auch wenn es Leute wie Dorian Nakamoto gibt, von dem die Massenmedien behaupten, er sei Satoshi –, so kennen wir doch die Grundlagen und den Entwurf Bitcoins von dessen frühesten Tagen an, und zwar in sehr ausführlichen historischen Details.

Sehr ausführliche Gespräche zwischen führenden Kryptographie- und Softwareexperten fanden seit dem Tag statt, an welchem Bitcoin vorgestellt wurde... ein Tag, der in die Geschichte eingehen und möglicherweise von kommenden Generationen gefeiert werden wird: der 1. November 2008.

Die ersten Worte, die Satoshi Nakamoto zur Ankündigung seiner weltverändernden Schöpfung veröffentlichte, waren beredt in ihrer Einfachheit: “Ich habe an einem neuen elektronischen Geldsystem gearbeitet, das vollständig auf Peer-to-Peer-Basis arbeitet, ohne vertrauenswürdige Dritte.”

Dann veröffentlichte er einen Link zu einem Whitepaper, das er zu diesem Thema geschrieben hatte. Der Rest ist, wie man so schön sagt, Geschichte.

Die Diskussionen, die öffentlich im Forum von bitcointalk.org stattfanden, dauerten bis zum 12. Dezember 2010 an. Danach tauchte Satoshi unter.

Unter Bitcoinern sind diese Beiträge wohlbekannt, aber ein durchschnittlicher Mensch bräuchte viele Stunden, um sie alle zu durchforsten und zu verstehen. Für dieses Buch ist Phil Champagne alle Beiträge durchgegangen, hat die wichtigsten identifiziert... und sie in den für ihr Verständnis notwendigen Kontext gestellt. So entsteht eine direkt aus der Tastatur Satoshi Nakamotos hervorgehende logische Zeitreihe der Bitcoin-Entwicklung, welche man als Autobiografie Bitcoins bezeichnen könnte.

Während ich dies im März 2014 schreibe, ist die Zukunft von Bitcoin ungewiss. Er könnte die Welt dramatisch verändern und uns vom Diktat der Zentralbanken und der gigantischen Regierungen, welche sich von ihrem Gratisgeld nähren, befreien. Oder er könnte durch eine Vielzahl möglicher Ereignisse in Rauch und Flammen aufgehen.

Egal, was von hier aus passiert, die Auswirkungen Bitcoins sind absehbar. Sein Kernkonzept hat und wird weiterhin die Art und Weise verändern, wie wir über Verträge, Vertrauen und Transaktionen denken, egal was mit Bitcoin selbst passiert. Tausende von Anwendungen wurden bereits auf seiner Basis entwickelt, und diese haben Bitcoin über die Welt der Finanztransaktionen hinaus erweitert.

Phil Champagne hat die Entstehung einer der wichtigsten technologischen Innovationen unserer Zeit in eine leicht lesbare Form gebracht... eine vollständig dezentralisierte Plattform zur Durchführung von Zahlungstransaktionen ohne die Notwendigkeit einer vertrauenswürdigen dritten Partei. In ihrer Bedeutung wird sie nur vom Internet selbst als Kommunikationsevolution übertroffen. Kapitel 2 gibt Lesern, die mit Bitcoin noch nicht vertraut sind, einen guten Überblick über die technologischen und philosophischen Grundlagen sowie die Funktionsweise des Systems.

In Jahrzehnten werden viele auf diese Innovation zurückblicken, so wie wir heute auf das Internet oder die Gutenberg-Presse als epochale Momente der Zivilisationsgeschichte zurückblicken. Diese Sammlung von Satoshis Beiträgen und Korrespondenzen bildet eine logische Zeitlinie und wird eine der einfachsten Möglichkeiten für zukünftige Historiker sein, die Anfänge und die Entwicklung Bitcoins zu verstehen. Jeff Berwick,

Chefredakteur, The Dollar Vigilante

http://DollarVigilante.com

Einführung

Wir haben im Laufe der Menschheitsgeschichte viele erstaunliche technische Revolutionen erlebt. Die Gutenberg-Presse hat dazu beigetragen, Bücher der breiten Masse zugänglich zu machen. Der Telegraf ermöglichte eine krude, aber schnelle Kommunikation über große Entfernungen. In jüngerer Zeit haben PCs die Produktivität der Menschen enorm gesteigert und zur Entstehung des Internets, der digitalen Kommunikation und dem Aufkommen des Bürgerjournalismus geführt, da Fotos von Großereignissen über Smartphones, die selbst kleine Computer sind, fast augenblicklich auf Twitter und andere soziale Netzwerke hochgeladen werden. Bis vor kurzem blieb das Geldsystem jedoch von einem großen Durchbruch unberührt.

Bitcoin wird von einer Software betrieben, deren Bauplan (Quellcode) jedermann frei zugänglich ist und sogar für den eigenen Gebrauch angepasst werden kann. Er läuft derzeit auf mehreren Computern, die über ein gemeinsames, von derselben Software definiertes Netzwerkprotokoll über das Internet verbunden sind. Innerhalb dieser Software und aufgrund dieser Software gibt es eine digitale Währung, die unter demselben Namen, Bitcoin, bekannt ist und mit BTC abgekürzt wird.

Bitcoin, das sowohl eine virtuelle Währung als auch ein Zahlungssystem ist, stellt ein revolutionäres Konzept dar, dessen Bedeutung bei einer ersten Transaktion schnell deutlich wird. Ein Käufer, der einen Kauf in BTC tätigt, muss dem Händler nur die für den Kauf relevanten persönlichen Daten mitteilen, z. B. die Versand- oder E-Mail-Adresse, um zu bezahlen. Im Vergleich dazu muss der Käufer beim Kauf mit einer Kreditkarte so viele persönliche Daten angeben, dass ein Hacker oder ein unehrlicher Mitarbeiter damit betrügerische Einkäufe tätigen kann.

Die Bedeutung von Bitcoin ist jedoch nicht auf die Einfachheit des Zahlungssystems beschränkt. Die Menge der Bitcoin-Währung wird durch die Software und das ihr zugrunde liegende Protokoll bestimmt. Es wird nur 21 Millionen Bitcoins geben, von denen bisher etwa 12 Millionen erzeugt wurden. Der letzte Bitcoin wird voraussichtlich um das Jahr 2140 herum geschaffen werden. Diese sehr spezifische, begrenzte Geldmenge hat zu vielen Kontroversen geführt, von denen einige mehr mit einem mangelnden Verständnis des Protokolls oder der Wirtschaft als mit der Software selbst zu tun haben. Obwohl 21 Millionen BTC bei einer Weltbevölkerung von 7 Milliarden Menschen unzureichend erscheinen mögen, ist die Bitcoin-Währung in hohem Maße teilbar. Die kleinste von der aktuellen Software erlaubte Stückelung ist 0,00000001 BTC (10-8 BTC), und wurde in Anlehnung an den mutmaßlichen Schöpfer der Software, Satoshi Nakamoto, als 1 Satoshi definiert. Ein einziger Bitcoin besteht also aus 100 Millionen Satoshis, so dass das maximale Angebot von 21 Millionen BTC 2,1 Quadrillionen Satoshis oder, wenn Du so willst, 2.100 Billionen Satoshis entspricht.

Bitcoin wurde von einer anonymen Person (oder einer Gruppe von Personen) namens Satoshi Nakamoto geschaffen. Als Nakamoto seinen ersten öffentlichen Beitrag verfasste, in welchem er sein Bitcoin-Whitepaper ankündigte, war er nur ein weiterer anonymer Nutzer unter Millionen anderen, die in Internetforen posten. Seine neue Software befand sich damals noch in der Frühphase der Entwicklung, und Bitcoin war nur ein Experiment in seiner Anfangsphase. Die Interaktion mit Satoshi beschränkte sich auf den Austausch von E-Mails und war nur für eine kurze Zeit von etwas mehr als 2 Jahren möglich. Seitdem haben wir nichts mehr von ihm gehört. Zum Zeitpunkt seines letzten Beitrags stieg der Wert von Bitcoin sprunghaft an und die Medien begannen, Notiz von ihm zu nehmen. Gerade als Bitcoin in den Startlöchern zu stehen schien und ernsthaftes Interesse zu wecken begann, zog sich Satoshi Nakamoto aus der Öffentlichkeit zurück.

Einige Jahre später ist Satoshi zu einer Art Kultfigur geworden, und sein Rückzug hat das Geheimnis, das ihn umgibt, nur noch vergrößert. Seine Identität ist für das Wohlergehen Bitcoins irrelevant, da der Code quelloffen (open source) ist und selbst in diesem Moment ständig aktualisiert und verbessert wird. Es wäre jedoch sicherlich interessant, die Denkweise der mysteriösen Person (oder Personengruppe) hinter dieser wunderbaren neuen Technologie zu verstehen.

Satoshis zweijähriges “öffentliches Leben”, das sich mit der Entwicklung und Einführung von Bitcoin überschneidet, begann mit der Veröffentlichung seines Entwurfs “Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System”, das er am 1. November 2008 auf der Cryptography Mailing List bekannt gab. Zu diesem Zeitpunkt konnte dieses Dokument unter dem Domainnamen bitcoin.org heruntergeladen werden, der einige Monate zuvor, am 18. August 2008, über anonymousspeech.com registriert worden war. Am 9. November 2008 wurde das Bitcoin-Projekt auf SourceForge.net registriert und Anfang 2009 wurde der Genesis-Block erstellt. Stelle Dir, um den Genesis-Block zu verstehen, ein Buchführungsbuch vor, das sich selbst täglich neue Seiten (Blöcke) hinzufügt und eine Aufzeichnung aller jemals getätigten Bitcoin-Transaktionen enthält. Die allererste Seite dieses Buches wird als Genesis-Block bezeichnet, welcher im folgenden Kapitel näher erläutert wird. Satoshi fügte dieses interessante Zitat in den Genesis-Block ein und bezog sich damit auf die Bankenrettungen, die zu dieser Zeit stattfanden:

Schatzkanzler am Rande einer zweiten Rettungsaktion für Banken

The Times, 3. Januar 2009

Bankenrettungen waren und sind immer noch äußerst unerwünschte Ereignisse, insbesondere für Libertäre, die unser politisches und ökologisches Umfeld mit folgendem Zitat karikierten: “Privatisiere die Gewinne und sozialisiere die Verluste”.

Sechs Tage später, am 9. Januar 2009, veröffentlichte Nakamoto den Quellcode von Bitcoin Version 0.01 auf SourceForge.net. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels (März 2014) ist Bitcoin v. 0.8.6 die neueste Version.

Satoshis letzter Beitrag wurde am 12. Dezember 2010 im bitcointalk.org-Forum veröffentlicht. Seine letzte bekannte Kommunikation ist eine private E-Mail, die er einige Monate später an Gavin Andresen, den derzeitigen Hauptentwickler des Bitcoin-Projekts, schickte.

Unten siehst Du ein Diagramm der öffentlichen Handelsdaten von bitcoinmarket.com, der ersten Bitcoin-Börse, die heute nicht mehr aktiv ist. Wie man sehen kann, stieg der Wert eines Bitcoins in sehr kurzer Zeit von 10 Cent auf einen Dollar. Zum Zeitpunkt von Satoshis letztem Forenbeitrag lag der Kurs bei 25 Cent und näherte sich 30 Cent pro Bitcoin an.

Abbildung 1 – Bitcoin-Kurs in USD

Dieses Buch ist eine Sammlung von Beiträgen und Schriften, die unter Satoshis Namen in verschiedenen Foren und im E-Mail-Verkehr veröffentlicht wurden. Ich habe mich entschieden, Beiträge technischer Natur auszuschließen, wie z.B. solche, die sich auf Kodierung, Software-Kompilierung und die detaillierte technische Funktionsweise der Bitcoin-Software beziehen. Du wirst feststellen, dass einige interessante Themen diskutiert werden; eines davon betrifft das Problem der byzantinischen Generäle, das bisher als unlösbar galt und die Herausforderung der Kommunikation in einer unzuverlässigen Umgebung beschreibt. Einige Kommentare Satoshis beziehen sich auf die Berichterstattung, die sich entwickelte, als Bitcoin begann, die Aufmerksamkeit der Medien auf sich zu ziehen. Ein solches Ereignis trat ein, als PayPal die Verarbeitung von Zahlungen an WikiLeaks einstellte, wobei es sich bei letzterer um eine journalistische Non-Profit-Organisation handelt, die sich der Veröffentlichung ausgewählter geheimer und klassifizierter Informationen widmet, die von anonymen Quellen zur Verfügung gestellt werden. In einem daraufhin in der Zeitschrift PC World veröffentlichten Artikel wurde spekuliert, wie WikiLeaks von Bitcoin profitieren könnte.

Satoshis Post scheint darauf hinzuweisen, dass er sich nicht wohl dabei fühlte, dass Bitcoin diese Art von Aufmerksamkeit auf sich zog und nicht bereit für eine solche Beziehung war, zumindest noch nicht:

Es wäre schön gewesen, diese Aufmerksamkeit in einem anderen Kontext zu bekommen. WikiLeaks hat in ein Wespennest gestochen, und der Schwarm kommt auf uns zu.

Inwieweit dieses Ereignis seine Entscheidung, sich aus der Bitcoin-Entwicklung zurückzuziehen, beeinflusst hat, ist nicht bekannt, aber der Zeitpunkt ist, gelinde gesagt, interessant. Bezeichnenderweise wurde dieser Beitrag nur neunzehn Stunden vor seinem letzten Beitrag im Forum, der Ankündigung der Veröffentlichung von Bitcoin Version 0.3.19, geschrieben.

Viele Journalisten und Forscher haben versucht, herauszufinden, wer sich hinter Satoshi Nakamoto verbergen könnte. Bislang wurden mindestens drei Versuche unternommen, ihn zu identifizieren. Typische Kandidaten waren bekannte Wissenschaftler auf dem Gebiet der Kryptographie, von denen keiner den wirklichen Namen Satoshi Nakamoto trägt.

Alle haben sich als falsch erwiesen, und alle haben auch bestritten, Satoshi Nakamoto zu sein. Vor kurzem behauptete jedoch eine Zeitung, einen Kalifornier, einen Ingenieur mit dem tatsächlichen Namen Dorian Satoshi Nakamoto, als den Satoshi Nakamoto Bitcoins identifiziert zu haben. Dorian Nakamoto hat dies dementiert, und ich neige dazu, ihm zu glauben. Zum einen ist Dorian Nakamoto der englischen Sprache nicht ebenso mächtig, wie es der Satoshi Nakamoto Bitcoins seinen Schriften nach zu urteilen war oder ist. Was für dieses Buch in Bezug auf diese Episode am meisten ins Gewicht fällt, ist die Tatsache, dass sie Bitcoins Satoshi Nakamoto offenbar dazu veranlasste, sein Schweigen zu brechen und am Freitag, den 7. März 2014, folgende Nachricht im p2pfoundation-Forum zu veröffentlichen:

Ich bin nicht Dorian Nakamoto.

Wie Du im Buch sehen wirst, gingen Satoshis Antworten auf viele der am häufigsten zu Bitcoin gestellten Fragen und Kritikpunkte ein und sind immer noch aktuell. Ich vermute, dass, wenn er noch an der Entwicklung von Bitcoin beteiligt wäre und interviewt würde, die in diesem Buch enthaltenen Schriften die Art von Antworten, die Satoshi geben würde, widerspiegelten.

Was auch immer letztendlich mit Bitcoin selbst geschieht, es ist unbestreitbar, dass die Software die Welt für ein neues Konzept geöffnet hat. Da es sich um einen offenen Quellcode handelt, konnte eine Vielzahl anderer digitaler Währungen die Szene betreten. Während die meisten von ihnen keine nennenswerten Innovationen darstellen – sie variieren lediglich die Anzahl der Münzen, die Geschwindigkeit der Transaktionsbestätigung (bei Bitcoin als Blockbildung bezeichnet) oder den Computerverschlüsselungsalgorithmus – werden derzeit einige neue entwickelt, die bedeutende neue Funktionen oder neue Konzepte beinhalten. Eines davon ist “Truthcoin”, das als vertrauensloser, dezentraler, zensursicherer, anreizkompatibler, skalierbarer Bitcoin-Vorhersagemarktplatz beschrieben wird. Ethereum (siehe ethereum.org) ist eine weitere digitale Währung, die es ihrem Schöpfer zufolge Nutzern ermöglichen wird, fortschrittliche Transaktionsarten, intelligente Verträge und dezentrale Anwendungen in die Blockchain (der öffentliche Ledger, also das große öffentliche Hauptbuch Bitcoins, das täglich an Größe zunimmt) einzuspeisen.

Innovative Denker versuchen, einige der von Bitcoin eingeführten Konzepte für ein wirklich offenes Wahlsystem zu nutzen, bei welchem die Wähler sich vergewissern können, dass ihre Stimmen ordnungsgemäß gezählt wurden, und jederzeit die vollständige Auszählung der Stimmen einsehen können, wodurch Transparenz gewährleistet wird. Bitcoin hat also eindeutig eine neue technologische Revolution ausgelöst, die sich das Internet zunutze macht – eine weitere Innovation, die die Welt verändert hat.

Für Anregungen und Korrekturen zu diesem Buch und seinem Inhalt bin ich sehr offen. Wenn Du private E-Mail-Korrespondenzen mit Satoshi hast, die Deiner Meinung nach veröffentlicht werden sollten, werde ich sie gerne in Betracht ziehen. Bitte zögere nicht, mich unter [email protected] zu kontaktieren.

Wie und warum Bitcoin funktioniert

Bitcoin ist als libertär beschrieben worden, aber nicht alle Libertären und Befürworter einer goldgedeckten Währung schätzen ihn, wobei einige ihn sogar verachten. Unserer Erfahrung nach werden einige grundlegende mit Bitcoin zusammenhängende Konzepte von solchen Menschen nicht gut verstanden. Um Bitcoin ganz zu verstehen, muss man wissen, wie er technisch und – was ebenso wichtig ist – warum er philosophisch funktioniert. Wie kann ein verteiltes System, das sich aus mehreren verschiedenen Gruppen zusammensetzt und von mehreren Individuen gleichzeitig verwaltet wird, seine Integrität bewahren und die von Garrett Hardin als “Tragödie der Allmende” bezeichnete Situation vermeiden? In letzterem ökonomischen Zustand verhalten sich Individuen, die unabhängig und rational ihrem Eigeninteresse nach handeln, entgegen den langfristigen Interessen der gesamten Gruppe, indem sie gemeinschaftliche Ressourcen erschöpfen. Ein typisches Beispiel wäre eine Gruppe von Landwirten, die sich mit ihrem Vieh eine gemeinsame Weide teilt. Es kann zu einer Übernutzung und Erschöpfung der gemeinsamen Ressource, der Weide, kommen, da es nicht im Eigeninteresse eines einzelnen Landwirts liegt, diese zu erhalten, indem er den Verbrauch seines Viehs auf der Weide einschränkt, weil er sich nicht darauf verlassen kann, dass dies nicht von den anderen Landwirten ausgenutzt würde.

Beginnen wir mit einer Diskussion darüber, wie Bitcoin funktioniert. Um den größten Teil dieses Buches zu verstehen und zu würdigen, ist ein gewisses Grundverständnis der Schlüsselkonzepte Bitcoins erforderlich. Dieses Kapitel wird ein solches Grundverständnis vermitteln und mit einem Ausblick darauf schließen, warum sich Bitcoin als Zahlungssystem bislang als praktikable Lösung erwiesen hat. Um unsere Diskussion abzurunden, werden wir die wirtschaftlichen Auswirkungen Bitcoins erläutern.

Folgende Konzepte bilden den Kern Bitcoins:

Ein öffentlicher Ledger (Bitcoins Blockchain genannt). Im Grunde kannst Du die Blockchain als ein riesiges Kassenbuch verstehen, das öffentlich verfügbar ist, die Aufzeichnung aller Transaktionen, die je im Bitcoin-System getätigt wurden, enthält und dem ständig neue Seiten hinzugefügt werden.

Ein kryptographischer Algorithmus namens asymmetrische Verschlüsselung, der für die Autorisierung von Transaktionen verwendet wird.

Ein verteiltes Netzwerk von Computer-Knoten, 1 allgemein auch als Miner2 bekannt, die Bitcoin-Transaktionen verifizieren und validieren sowie den öffentlichen Ledger aktualisieren.

Vertiefen wir uns nun in diese Konzepte.

Bitcoins Blockchain: Öffentliche Buchführung

Alle Teilnehmer des Bitcoin-Netzwerks teilen sich den öffentlichen Ledger, die Blockchain (Blockkette). Stell Dir ein riesiges Kassenbuch vor, in welchem auf jeder Seite eine Reihe von Transaktionen aufgelistet sind. Eine neue Seite mit den neuesten Bitcoin-Transaktionen, die von Zahlern aus der ganzen Welt verschickt wurden, wird etwa alle 10 Minuten hinzugefügt. Dieses gigantische Buch ist ständig im Internet für jeden verfügbar, der die Bitcoin-Software betreibt. Beachte, dass Software-Programme namens Bitcoin-Wallets auf Handys oder PCs laufen können und es dem Nutzer erlauben, Zahlungen über das Bitcoin-Netzwerk vorzunehmen.

Im Zusammenhang mit Bitcoin werden die Seiten, die das Kassenbuch bilden, Blöcke genannt, weil sie “Blöcke” von Daten darstellen. Die Blockchain, die aus vielen einzelnen Blöcken besteht, wird immer länger und enthält alle Transaktionen, die seit dem Start im Januar 2009 über Bitcoin durchgeführt wurden.

Eine Bitcoin-Transaktionsanfrage enthält Folgendes:

Die Bitcoin-Adresse des Zahlers, welche das Geld für die Zahlung enthalten,

Die Bitcoin-Adresse des Empfängers, und

Die Menge an Bitcoins, die transferiert werden sollen.

Da die Blockchain den Verlauf aller ausgehenden und eingehenden Zahlungen enthält, die mit der Bitcoin-Adresse des Zahlers verbunden sind, können die Miner, die das Bitcoin-Netzwerk verwalten, überprüfen, ob der Zahler über ausreichende Mittel zur Deckung der Zahlung verfügt. Jeder kann jederzeit die Menge an Bitcoins einsehen, die mit einer bestimmten Bitcoin-Adresse verknüpft sind (oder, abstrakt ausgedrückt, in ihr verwahrt werden). Überzeuge dich selbst. Gehe zu blockchain.info und gib die folgende Adresse ein.

1GaMmGRxKCNuyymancjmAcu3mvUnVjTVmh

Die „Suche“ offenbart Dir die Anzahl an Bitcoins, die zu dieser Adresse gehören.

Obwohl die Identität des Besitzers nicht aus seiner Bitcoin-Adresse ersichtlich ist, ohne dass er diese Informationen zur Verfügung gestellt hat, sind alle Ein- und Auszahlungen sowie der aktuelle Kontostand öffentlich einsehbar.

Asymmetrische Verschlüsselung: Wer diese Bitcoins ausgeben kann

Kryptographische Schlüssel sind mit einer Transaktion wie der oben beschriebenen verbunden. Bitcoin verwendet ein System der asymmetrischen Verschlüsselung (auch als Public-Key-Kryptographie bekannt), das so genannt wird, weil der Verschlüsselungsalgorithmus ein Schlüsselpaar benötigt, das jeweils aus einer langen Reihe von Ziffern besteht. Der eine ist öffentlich und steuert den Entschlüsselungsvorgang, während der andere, der private Schlüssel, den Verschlüsselungsvorgang steuert, oder umgekehrt.

Für den Algorithmus ist es einfach, einen privaten Schlüssel zu erzeugen und den dazugehörigen öffentlichen Schlüssel aus ihm abzuleiten. Die Bestimmung eines privaten Schlüssels aus dem entsprechenden öffentlichen Schlüssel ist jedoch rechentechnisch unmöglich, so dass der öffentliche Schlüssel, wie der Name schon sagt, öffentlich gemacht werden kann. Mit dem öffentlichen Schlüssel kann der Zahlungsempfänger die Transaktionsdaten abrufen, was den Transfer von Bitcoins ermöglicht. Die nachfolgende Abbildung 2 illustriert konzeptionell Bitcoins System der doppelten Schlüssel, das einen Teil der Grundlage seiner Funktionsweise bildet.

Abbildung 2: Illustration der asymmetrischen Verschlüsselung

Der Algorithmus der Bitcoin-Software erlaubt es nur dem Besitzer des privaten Schlüssels Bitcoins auszugeben, die mit der entsprechenden Bitcoin-Adresse verbunden sind. Der Empfänger oder Zahlungsempfänger teilt seine Bitcoin-Adresse mit dem Zahler. Da nur der Empfänger den privaten Schlüssel kennt, der mit seiner Adresse verknüpft ist, kann nur er zu einem späteren Zeitpunkt auf diese Bitcoins zugreifen, sie ausgeben oder übertragen.

Der Absender signiert eine Bitcoin-Transaktion digital mit seinem privaten Schlüssel. Bitcoin-Transaktionen enthalten den öffentlichen Schlüssel (nehmen wir vorerst an, dass dies die Bitcoin-Adresse ist). Anhand dieses öffentlichen Schlüssels prüft das System, ob die digitale Unterschrift gültig ist, und bestätigt damit, dass der Absender tatsächlich der Eigentümer des privaten Schlüssels ist. Dieses System ermöglicht es dem Besitzer, die mit seiner Bitcoin-Adresse verbundenen Bitcoins im öffentlichen Ledger “auszugeben”, und der öffentliche Ledger (d. h. die Blockchain) wird mit einer neuen Seite (d. h. einem Block) aktualisiert, die diese Transaktion enthält. Durch das Hinzufügen dieser neuen Transaktion zur Blockchain wird das Bitcoin-Netzwerk angewiesen, diese Bitcoins der Adresse des Empfängers gutzuschreiben und sie von der Bitcoin-Adresse des Senders abzubuchen. Private Schlüssel bestehen aus einer langen Reihe von Ziffern, die in passwortgeschützten Bitcoin-Wallets (d. h. Software auf dem Computer, einem mobilen Gerät oder einer anderen Webanwendung des Nutzers) gespeichert und verwaltet werden.

Ein Netzwerk aus Minern, die als Münzpräger, Buchhalter und Regulatoren des Systems fungieren

Bisher haben wir darüber gesprochen, wie Transaktionen aussehen und wie sie validiert werden. Wäre Bitcoin ein zentral betriebenes System, würde die Geschichte hier enden: Eine einzige Instanz wäre für diese Aufgabe verantwortlich. Bitcoin ist jedoch ein dezentralisiertes System, und als solches ist diese Aufgabe auf eine Gruppe von freiwillig teilnehmenden Nodes (Minern), die über die ganze Welt verstreut sind, aufgeteilt. Es ist wichtig zu verstehen, wie ein System, das die Buchführung und Autorisierung von Zahlungstransfers umfasst, von verschiedenen Entitäten so betrieben werden kann, dass diese ihren eigenen Interessen nachkommen. Diese Eigenschaft des Systems ist eines jener Schlüsselerkenntnisse, auf die ich vorhin anspielte und welche Bitcoin-Kritikern oft fehlen.

Die Miner, die für den Betrieb des Bitcoin-Netzwerks verantwortlich sind, überprüfen die Gültigkeit der Transaktionen und aktualisieren die Blockchain regelmäßig mit neuen Blöcken, die aus den neuesten Transaktionen bestehen. Die Bitcoin-Software, die von den Minern auf ihren individuellen Computern ausgeführt wird, enthält das Bitcoin-Protokoll mit seinen Regeln und Vereinbarungen.

Insgesamt erfordert das Bitcoin-Netzwerk, dass die Blockchain (das öffentliche Kassenbuch) durch Hinzufügen neuer Blöcke (Seiten im Kassenbuch) ständig aktualisiert wird. Ungefähr alle 10 Minuten wird ein neuer Block mit der Liste der letzten Transaktionen hinzugefügt. Obwohl alle Miner am nächsten Block arbeiten, wird nur ein Miner ausgewählt, um seine spezifische Version des Blocks der Blockchain hinzuzufügen. In der Tat handelt jeder Miner in seinem eigenen Interesse, wenn er seine eigene Version dieses nächsten Blocks erstellt und so die Transaktionsgebühren für diesen Block von Transaktionen kassiert. Obwohl die Kernparameter von Bitcoin-Transaktionen unverändert bleiben (Zahler, Zahlungsempfänger, Betrag), enthalten die meisten von ihnen Transaktionsgebühren, die vom Zahler ausgezahlt und dem Konto des Miners gutgeschrieben werden, dessen Block zur Aufnahme in die Blockchain ausgewählt wurde. Dieser Miner wird also jede dieser Transaktionen aktualisieren und die mit diesen Transaktionen verbundenen Gebühren seiner eigenen Bitcoin-Adresse gutschreiben.

Zusätzlich zu den Transaktionsgebühren verdienen die Miner, deren Blöcke in die Blockchain aufgenommen werden, mit neu geprägten Bitcoins zusätzliches Guthaben. Sie erstellen eine zusätzliche Transaktion, durch die diese neuen Bitcoins ihrem eigenen Bitcoin-Konto gutgeschrieben werden. Dies wird als Block-Belohnung bezeichnet. Derzeit erlaubt das Bitcoin-Protokoll den Minern, sich selbst 25 neue Bitcoins (BTC) pro erstelltem Block zuzuteilen [Zum Zeitpunkt der Übersetzung im Jahr 2022 beträgt die Block-Belohnung nur noch 6,25 Bitcoins Anm. d. Übers.]. Dies geschieht zusätzlich zur Summe der Transaktionsgebühren. Zu Beginn, also bei Bitcoins Start, wurden 50 Bitcoins als Block-Belohnung pro Block ausgegeben. Die Block-Belohnung wird etwa alle vier Jahre halbiert.

Durch die neuen Bitcoins, die seiner Adresse gutgeschrieben werden, profitiert der Miner, dessen Version des Blocks für die Aufnahme in die Blockchain ausgewählt wird, eindeutig davon, dass er eine Lösung gefunden hat, bevor es seine konkurrierenden Miner tun. Wie dieser Auswahlprozess funktioniert, wird in Kürze erklärt. Betrachte es jedoch vorerst als Lösung eines mathematischen Problems durch die Ausführung einer sehr aufwendigen Rechenaufgabe. Die Lösung ist schwer zu finden, aber wenn sie einmal gefunden ist, ist ihre Richtigkeit leicht zu überprüfen. Der erste Miner, der die Lösung für seinen Block findet, darf diese Version dem gesamten Netz der Miner bekannt geben.

Diese Miner erhalten den Block und seine Lösung und arbeiten dann daran, ihn zu authentifizieren und zu validieren, d. h. zu bestätigen, dass die vom ersten Miner gefundene Lösung für den Block korrekt ist. Das Bitcoin-Protokoll legt den Schwierigkeitsgrad des Problems so fest, dass es im Durchschnitt etwa 10 Minuten dauert, bis die Lösung gefunden ist.

Wenn der Miner, der den Block löst, sich mehr als die 25 neuen Bitcoins gutschreiben würde, die derzeit erlaubt sind, würden die anderen Miner den Block dieses Miners ablehnen und weiter an der Lösung für ihre eigenen Versionen des Blocks arbeiten. Jeder Block ist ein wenig anders und hat daher eine andere Lösung.

Was kontraintuitiv erscheinen mag, ist, dass im Falle der Lösung der Rechenaufgabe durch einen Miner alle anderen Miner ihre Niederlage akzeptieren, sich bereit erklären, den Block dieses Miners, sofern er validiert werden kann, als nächsten Block in die Blockchain aufzunehmen und dann mit der Arbeit am folgenden Block beginnen. Diese Arbeit besteht darin, dass jeder Miner alle jüngsten Transaktionen, die seit der Erstellung des vorherigen Blocks eingegangen sind, einem neuen Block hinzufügt, der dann seinerseits gelöst und der unendlichen Blockchain angehängt wird.

Die Funktionsweise von Bitcoin erklärt, warum der Miner, der als erster die Lösung eines Blocks gefunden hat, sich nur die Block-Belohnung gutschreibt, die das Bitcoin-Protokoll zulässt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sein Block von den anderen Minern akzeptiert wird und dass er seine Belohnungen (d. h. Transaktionsgebühren und neue Bitcoins) erhält. Umgekehrt zögen die anderen Miner keinen Gewinn daraus, wenn sie den Block ablehnten, obwohl er gültig ist. Das Bitcoin-Zahlungssystem behält seinen Wert nur, wenn es ordnungsgemäß funktioniert. Würden die Miner alle Blöcke außer ihren eigenen ablehnen, könnte niemals ein Konsens erreicht werden, der Wert des gesamten Systems wäre zerstört und keiner der Miner könnte von ihm profitieren. In einem solchen Fall würden alle Bitcoins, welche die Miner besitzen, wertlos. Daher profitieren alle Miner, wenn alle das Bitcoin-Protokoll einhalten, das in der gemeinsamen Bitcoin-Software festgelegt ist. Bitcoin verkörpert also die Umkehrung der oben beschriebenen Tragödie der Allmende.

Sehen wir uns nun die Details dessen an, was wir zuvor als die teure Rechenaufgabe beschrieben haben, die zur Lösung des mathematischen Problems eines Blocks erforderlich ist. Damit der Block eines Miners als nächster in der Kette ausgewählt wird, muss der Miner ein mit dem Block verbundenes Problem gelöst haben. Dieser Auswahlprozess wird “Proof-of-Work” (Arbeitsnachweis) genannt, da er impliziert, dass der Miner für seinen Block arbeiten musste. Um den Mechanismus vollständig zu verstehen, müssen wir zunächst ein kryptografisches Konzept verstehen, das als Hashfunktion bekannt ist. Dann können wir erklären, wie es im Zusammenhang mit dem Arbeitsnachweis eines Miners verwendet wird.

Kryptographische Hashfunktionen – ein digitaler „Fingerabdruck“

Eine kryptographische Hashfunktion ist ein komplexer Algorithmus, der eine sehr einfache Aufgabe erfüllt: Er wandelt einen Text beliebiger Länge (ein ganzes Buch, ein Dokument, einen Satz oder sogar ein einzelnes Wort) in eine Zahlenfolge fester Länge um, die zufällig erscheint. Die folgende Abbildung 3 enthält einige Beispiele. Die Ausgabe einer Hashfunktion wird üblicherweise als Message Digest (Nachrichtenkurzfassung) oder Hashwert bezeichnet und kann als “Fingerabdruck” des Dokuments betrachtet werden.

Abbildung 3: Der Hash-Algorithmus in Aktion

In der obigen Abbildung ist zu erkennen, dass die Eingabe “Es gibt 2 Hunde im Garten” zu einer völlig anderen Ausgabe (Digest) führt als “Es gibt 3 Hunde im Garten”. Die Digest-Ausgaben in dieser Abbildung erfolgen in Hexadezimalzahlen. Im Gegensatz zum Dezimalsystem, das wir üblicherweise verwenden, hat das Hexadezimalsystem eine Basis von 16. Es verwendet sechzehn Symbole, um die sechzehn Zahlen im System darzustellen. Die Symbole 0 bis 9 stehen für die Zahlen 0 bis 9, die Buchstaben A bis F für die Zahlen 10 bis 15. So steht das hexadezimale F für die Zahl 15. Die Hexadezimalzahl 5A36 ist also gleich (5 × 163) + (10 × 162) + (3 × 161) + (6 × 160), was im Dezimalsystem 23.094 entspricht. Experimentiere auf deinem eigenen Rechner mit dem Wechsel von Hexadezimal zu Dezimal, um zu sehen, wie das funktioniert.

Ein Bitcoin-Benutzer hat keine Kontrolle darüber, wie die Ausgabe (der Digest oder Hashwert in Abbildung 3) aussehen wird. Außerdem ist es fast unmöglich, eine Eingabe zu finden, die einen bestimmten Ausgabewert erzeugt, wenn man diesen vorliegen hat. Daher ist es einfach, einen Hashwert zu generieren, aber den Originaltext aus dem Hashwert abzuleiten ist unmöglich. Um die Analogie zum menschlichen Fingerabdruck zu bemühen: Es wäre unmöglich, anhand eines einzigen Fingerabdrucks die Person zu identifizieren, die ihn hinterlassen hat, es sei denn, der entsprechende Fingerabdruck dieser Person wären zuvor aufgenommen worden.

Wir haben bereits erwähnt, dass alle Miner leicht überprüfen können, ob eine Block-Lösung korrekt ist, wenn sie einmal gefunden wurde, dass aber das Finden der Lösung den schwierigen Teil ausmacht. Deshalb ist der kryptographische Hash ideal für Bitcoins Zwecke. Bei ihren Versuchen, einen Block zu lösen, müssen die Miner ein bestimmtes Muster reproduzieren, das durch den Inhalt des Digests angezeigt wird. Da es unmöglich ist, einen bestimmten Ausgabewert innerhalb des Digests gezielt zu reproduzieren, müssen sie eine Ziffer im Text erhöhen und den Hashwert immer wieder neu berechnen, bis sie auf das spezifische Muster in der Auswertung stoßen, das vom Bitcoin-Protokoll verlangt wird. Dieser Prozess ist vergleichbar mit dem Variieren der Anzahl der Hunde (“2 Hunde”, “3 Hunde”, “4 Hunde”) in unserem Beispiel aus Abbildung 3, um verschiedene Digests zu erzeugen. Angenommen, das aktuelle Bitcoin-Protokoll sieht vor, dass der Inhalt des Digests ein Muster aufweist, das mit “00” beginnt. Indem man die Anzahl der Hunde im Beispiel variiert, wird die entsprechende Hexadezimalzahl im Digest diese Anforderung irgendwann erfüllen und eine Lösung für den Block anzeigen.

Miner, die nach der Lösung suchen, müssen den Hashwert normalerweise millionenfach berechnen, um das richtige Muster zu finden, aber nur eine einzige Hash-Berechnung durch andere Schürfer ist notwendig, um es zu validieren, sobald es gefunden wurde.

Der Hash-Algorithmus Bitcoins, der den Inhalt des Digests aus dem Eingabetext erstellt, macht das oben beschriebene System möglich. Eine ideale kryptografische Hashfunktion hat also vier Haupteigenschaften: 3

Den Hashwert zu jeder möglichen Eingabe zu berechnen ist einfach.

Aus einem gegebenen Hashwert die Eingabe zu generieren ist unmöglich.

Eine Eingabe zu modifizieren ohne den Hashwert zu ändern ist unmöglich.

Zwei verschiedene Eingaben zu finden, die denselben Hashwert ausgeben, ist unmöglich.

Das folgende Beispiel aus Wikipedia veranschaulicht die Verwendung der Hashfunktion.

Alice stellt Bob ein schwieriges mathematisches Problem und behauptet, sie habe es gelöst. Bob möchte es selbst versuchen, möchte aber auch sichergehen, dass Alice nicht blufft. Deshalb schreibt Alice ihre Lösung auf, berechnet den Hashwert und teilt Bob den Hashwert mit (wobei sie die Lösung geheim hält). Wenn Bob dann einige Tage später selbst auf die Lösung kommt, kann Alice beweisen, dass sie die Lösung schon früher hatte, indem sie diese offenlegt, Bob sie hasht und überprüft, ob sie mit dem Hashwert übereinstimmt, den sie ihm zuvor mitgeteilt hatte. (Dies ist ein Beispiel für ein einfaches sogenanntes Commitment-Verfahren; in der Praxis werden Alice und Bob Computerprogramme sein, und das Geheimnis wäre etwas, das weniger leicht zu fälschen ist als eine angebliche Rätsellösung).

Hashfunktionen sind Teil des Prozesses, der es Nutzern ermöglicht, ein Dokument oder einen Text in Bitcoin digital zu signieren. Im Zusammenhang mit Bitcoins Arbeitsnachweis, der weiter unten besprochen wird, sind die beiden nützlichsten Eigenschaften der Hashfunktionen die folgenden:

Die Unmöglichkeit, aus einem gegebenen Hashwert die ursprüngliche Eingabe zu generieren.

Generierung eines vollkommen neuen Hashwertes, wenn man nur ein Zeichen der Eingabe verändert.

Verschiedene Typen von Hash-Algorithmen wurden geschaffen; Bitcoin benutzt zwei von diesen: SHA-256 für den Arbeitsnachweis und RIPEMD-160 für die Bitcoin-Adressen. Die Hashfunktion steht im Zentrum des Arbeitsnachweises, den wir als nächstes besprechen werden.

Der Arbeitsnachweis der Miner

Zu jedem Zeitpunkt ist jeder Miner aktiv damit beschäftigt, den nächsten Block zu erstellen, welcher der Blockchain hinzugefügt wird, indem er ein schwieriges Problem löst, das als Arbeitsnachweis (Proof-of-Work) bezeichnet wird. Der erste Miner, der den Arbeitsnachweis löst, wird mit frisch geprägten Bitcoins (25 Bitcoins zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Dokuments) und mit den kumulativen Transaktionsgebühren belohnt, die mit den Transaktionen verbunden in dem zu erstellenden Block enthalten sind. Die Transaktionsgebühren, in der Regel ein nominaler Betrag, werden von den Zahlern hinzugefügt, wenn sie ihre Transaktionen senden. Etwa im Jahr 2140 werden alle Bitcoins abgebaut sein, und die Miner werden ausschließlich aus den Transaktionsgebühren belohnt werden.

Den Arbeitsnachweis kann man sich also als Wettlauf zwischen Bitcoin-Minern vorstellen, den SHA-256-Hash des Blocks zu finden, den sie zu erstellen versuchen und der eine bestimmte Eigenschaft aufweist. Wie wir bereits gesehen haben, ist die Hash-Ausgabe einfach eine sehr große Zahl in hexadezimaler Darstellung. Das Ziel des Miners, das zu lösende Problem, besteht darin, eine Hash-Ausgabe zu erzeugen, die unter einem bestimmten Wert liegt. Der erste Schürfer, der einen Wert mit dieser Eigenschaft berechnet, gewinnt, und seine Version des Blocks wird nach der Validierung durch die anderen Miner der bereits in diesem Kapitel besprochenen Blockchain hinzugefügt.

Stelle Dir der Einfachheit halber vor, dass die Hash-Ausgabe eine Zahl zwischen 0 und 1.000.000 ist und dass der erste Miner, der eine Hash-Ausgabe von weniger als 10.000 erhält, gewinnt. Die 10.000 fungieren als Schwellenwert, und jeder Bitcoin-Block enthält eine Zahl, deren einziger Zweck es ist, den Schwellenwert zu erreichen.

Die Zahl innerhalb des Bitcoin-Blocks, die mit dem Schwellenwert verglichen wird, wird als “Nonce” bezeichnet. Jeder Miner erhöht seine Nonce um einen bestimmten Betrag, bis die Hash-Ausgabe für seinen Block unter dem Schwellenwert liegt. Wie bereits erwähnt, hat jeder Miner-Block unterschiedliche Informationen und daher eine andere Hash-Ausgabe für dieselbe “Nonce”. Dieser Prozess ist in Abbildung 4 dargestellt.

Abbildung 4: Illustration des Arbeitsnachweis (Proof-of-Work)

Das Bitcoin-Protokoll, das von der auf den Computern der Miner laufenden Software betrieben wird, passt den Schwierigkeitsgrad des Problems so an, dass es etwa 10 Minuten dauert, bis der erste Miner das Problem löst. Ziel ist es, die Blockchain regelmäßig mit einem neuen Block zu aktualisieren, der die neuesten Transaktionen enthält, die in den letzten 10 Minuten gesendet wurden. Dieser Wert ist etwas willkürlich, und wie wir in späteren Kapiteln sehen werden, hat Satoshi einige seiner Diskussionen diesem Thema gewidmet.

In der vorherigen Diskussion wurde die Nonce mit einem Schwellenwert verglichen. Da die Zahlen des Hashes, die als Arbeitsnachweis bezeichnet werden, in einem hexadezimalen oder Basis-16-Nummerierungssystem vorliegen, bedeutet dies, dass die ersten X Bytes die Ziffer 0 sind, wobei X regelmäßig angepasst wird, um den Schwierigkeitsgrad des Arbeitsnachweises relativ konstant zu halten.

Nehmen wir zum Beispiel an, dass Block #282.435 der Blockchain die folgende SHA-256-Ausgabe hat:

0000000000000000c6647dad26b01b28f534223450d75d3b6b2882855039b673