Was ist Bitcoin und wie funktioniert Blockchain?

Bei Bitcoin handelt es sich um eine digitale Währung, die auf der Blockchain-Technologie basiert und Peer-to-Peer, d.h. komplett ohne Mittelsmann austauschbar ist. Der bis heute unbekannte Erfinder mit dem Pseudonym “Satoshi Nakamoto” hat im Oktober 2008 auf der Cryptographie-Mailing-List das Bitcoin-Whitepaper mit dem Titel “Bitcoin: A Peer-To-Peer Electronic Cash System” veröffentlicht. Man vermutet, dass es sich bei dem Pseudonym auch um eine Gruppe handeln könnte. Am 3. Januar 2009 hat Satoshi die erste dort beschriebene Implementation “Bitcoin-Core“ gestartet. Der Bitcoin Sourcecode ist wenige Tage darauf auf Sourceforge veröffentlicht worden. Seit diesem Zeitpunkt ist das Bitcoin-Netzwerk für jeden Interessierten auf dieser Welt frei zugänglich. Mittlerweile ist der Bitcoin Sourcecode auf Github zu finden. 

Wie verwende ich Bitcoin?

Um Bitcoin zu verwenden muss der Benutzer eine Bitcoin-Wallet installieren. Bitcoin Wallets gibt es für das Smartphone,

Bitcoin Whitepaper von Satoshi Nakamoto

aber auch für den PC oder Mac. Eine Transaktion über eine Smartphone-Wallet läuft in der Regel so ab, dass auf dem Smartphone des Empfängers die Bitcoin-Adresse in Form eines QR-Codes angezeigt und vom Sender auf seinem Smartphone gescannt wird. Betrag in BTC eingeben und schon ist die Transaktion an das Netzwerk übermittelt. 

Bitcoin ist von keiner Firma, Organisation oder Regierung kontrollierbar. Auch kann keine Regierung der Welt den Zugang zu Bitcoin unterbinden oder verhindern. Die einzige Voraussetzung für die Teilnahme am Bitcoin-Netzwerk ist ein Zugang zum Internet, zumindest war das bis vor Kurzem die Bedingung. Mehr dazu im späteren Verlauf dieses Artikels. 

Wie viele Bitcoins gibt es?

Bitcoin ist ein knappes Gut. Satoshi Nakamoto hat sich überlegt die Gesamtanzahl an Bitcoin über den Programmcode auf 21 Millionen zu begrenzen. 1 Bitcoin lässt sich in 100.000.000 Satoshis, kurz “sats” aufteilen, hat also 8 Nachkommastellen.

Stand Februar 2020 sind bereits 18,2 Millionen im Umlauf, das sind knapp 87%. Bis 2030 werden ca. 98% im Umlauf sein. Die letzten 2 Prozent werden innerhalb der nächsten 110 Jahre, bis 2140 auf die Miner verteilt. Erreichet wird diese immer weiter abflachende Verteilung durch die Halbierung der neu geschaffener Coins. Alle 4 Jahre wird die Blockbelohnung halbiert. Die nächste Halbierung von 12,5 auf 6,25 BTC pro Block findet im Mai 2020 statt

Seit wann wird Bitcoin genutzt?

Die erste Bitcoin Transaktion fand am 12. Januar 2009 in Block 170 statt. Satoshi Nakamoto hat 10 Bitcoin an Hal Finney verschickt. Am 17. Mai 2010 fand die erste Bezahlung mit Bitcoin statt: Im Bitcointalk-Forum fand der Tausch von 10000BTC gegen eine Pizzabestellung statt. Damals entsprach das einem Wert von ungefähr 41 USD, wenn man einen Käufer dafür gefunden hat. An diesem Tag wird daher jährlich die aus heutiger Sicht teuerste Pizza der Welt gefeiert. Stand Februar 2020 hat die Pizza einen Wert von 83.770.000 Euro.

Die erste Bitcoin Transaktion der Welt

Wie funktioniert Bitcoin? 

Bitcoin basiert auf der Blockchain-Technologie, die bekannteste Distributed-Ledger-Technologie (DLT) der heutigen Zeit. “Distributed Ledger” bedeutet übersetzt ins Deutsche “verteiltes Kassenbuch”. Es beschreibt den Ansatz, den Inhalt eines Kassenbuchs auf beliebig viele Instanzen zu verteilen. Anders als in einer zentralen Datenbank einer Bank, wo der Kontostand zentral gespeichert wird, ist der Kontostand auf einer Blockchain im Kassenbuch (Ledger) aller Bitcoin-Nodes gespeichert. Der Kontostand ist also dezentral verfügbar und nicht abhängig von einer zentralen Instanz. 

Die Bitcoin-Blockchain ist ein Netzwerk bestehend aus (Stand: Februar 2020) 11000 Bitcoin-Nodes, verteilt über verschiedene Länder der Erde. Jeder dieser Nodes hat die gesamten Blöcke der Blockchain und damit alle je getätigten Bitcoin-Transaktionen seit dem Genesis-Block am 3. Januar 2009 gespeichert. Der Genesis-Block ist, wie der Name sagt, der erste Block, der die Blockchain hat entstehen lassen. Stand Januar 2020 umfasst die Größe aller Blöcke 277GB auf der Festplatte jedes einzelnen Nodes. 

Was ist das UTXO-Modell? 

Bitcoin basiert auf dem UTXO-Modell. UTXO steht für “Unspent Transaction Output”. Jede Bitcoin-Adresse kann beliebig viele Bitcoin-Transaktionen durchführen. Der noch vorhandene Betrag, der auf einer Adresse eingegangen und noch nicht wieder ausgeben wurde ist der UTXO. Bei einer größeren Transaktion ist es üblich, dass eine Wallet mehrere UTXOs von verschiedenen Adressen in einer Transaktion kombiniert. Dies geschieht in fast jeder Wallet völlig transparent im Hintergrund. 

Was ist Mining? 

Die verschiedenen DLTs unterscheiden sich in der Art, wie sie ihren Konsensus finden. Der Konsensus-Algorithmus hat die Aufgabe, sicherzustellen, dass ausreichend UTXO vorhanden sind und unerwünschte Forks der Blockchain verhindert werden. Ein Fork beschreibt die Gabelung der Blockchain in unterschiedliche Ketten, die nebeneinander weiterlaufen. 

Im Fall von Bitcoin kommt der Konsensus-Algorithmus “Proof of Work” (POW) zum Einsatz. Der Miner, der einen Block einfügen möchte muss den Proof of Work erbringen indem er ein kryptographisches Rätsel löst. Das kryptografische Rätsel wird in der Schwierigkeit so angepasst, dass alle Miner auf der Welt im Durchschnitt 10 Minuten benötigen bis der Erste das Rätsel gelöst hat. Auf dieser Weise wird ungefähr alle 10 Minuten ein neuer Bitcoin Block generiert. 

Als Belohnung für die richtige Lösung darf der erste erfolgreiche Miner, der das Rätsel gelöst hat, einen neuen Block in die Blockchain anfügen. Als Belohnung bekommt er dafür 12,5 neue Bitcoins und die Transaktionsgebühren der in dem Block eingefügten Transaktionen.

Die Transaktion der Mining-Rewards steht immer an oberster Stelle eines Blocks und ist als “Coinbase”-Transaktion zu erkennen. Hier als Beispiel die Coinbase-Transaktion von Block 615838 vom 3. Februar 2020. Sie setzt sich aus den neu generierten 12,5 BTC + 0,17580936 BTC an gesammelten Transaktionsgebühren zusammen:

Die Bitcoin Coinbase Transaktion ist die Basis jedes Blocks

Ist Bitcoin sicher? 

Jeder Block beinhaltet den doppelten SHA256-Hash seines Vorgängerblocks. Dank dieser Eigenschaft ist die Kette fälschungssicher. Alle Miner können die Richtigkeit des SHA256-Hashes mit wenig Rechenaufwand prüfen, ihn zurückzurechnen ist allerdings extrem Rechenintensiv und daher unmöglich. Wird irgendein Block durch einen unehrlichen Miner geändert, müsste dieser die gesamte Kette seit bzw. ab diesem Zeitpunkt neu berechnen. Da alle ehrliche Miner immer die “Longest Chain” als Basis für Ihren neuen Block wählen ist das Fälschen unglaublich kostenintensiv und auch nur möglich, wenn mind. 51% der weltweiten Rechenpower unter feindlicher Kontrolle steht. Die Kette bzw. der Block des unehrlichen Miners würde von den restlichen Teilnehmern also abgelehnt werden. Ein Miner versucht immer an die letzte valide Longest Chain anzuknüpfen. Kurze Forks sind daher hin und wieder normal und nach wenigen Blocks wieder aufgelöst. 

Wichtig zu beachten ist, dass eine Bitcoin Transaktion daher erst nach ca. 6 weiteren Blöcken als wirklich unwiderruflich bestätigt gilt. Versucht der Absender allerdings nicht auf bösartige Weise seine bereits getätigte Transaktion im Nachhinein zu verändern, dürfe selbst eine noch unbestätigte Transaktion als sicher gelten und im nächsten oder übernächsten Block durch einen Miner darin aufgenommen werden.

Bitcoin ohne Internet?

Seit August 2017 lässt sich die Bitcoin Blockchain auch an Orten der Welt ohne Internetzugang empfangen. Die Firma Blockstream, die 2014 u.a. von den langjährigen Bitcoin-Core-Entwicklern Adam Back, Pieter Wuille, Gregory Maxwell und Matt Corallo gegründet wurde, hat unter dem Namen “Blockstream Satelite” Satelliten und Bodenstationen in Betrieb genommen, die die aktuellen Bitcoin-Blöcke über 4 Satelliten im Orbit zurück an die Erde senden. Für den Empfang der Bitcoin-Blockchain ist seit diesem Zeitpunkt also streng genommen nicht einmal mehr ein Zugang zum Internet nötig. Eine Satelliten-Schüssel und das passende Zubehör sind ausreichend. So lassen sich eingehende Zahlungen überall auf der Welt kontrollieren. Um Bitcoins an diesen Orten versenden zu können wird aber natürlich irgendeine Art von Rückkanal benötigt. Bitcoin-Transaktionen sind je nach Anzahl der verwendeten Eingangs-Adressen ca. 200-300 Bytes groß, für das Versenden einer Bitcoin-Transaktion reicht daher ein langsamer und auch schlechter Internetzugang. Alternativ gibt es z.B. die Möglichkeit, Bitcoin-Transaktionen über SMS zu verschicken. Eine SMS hat eine Nutzlast von 1120 Bit, also ca. 140 Bytes. Es müssten dann vermutlich 2 SMS zusammengefasst werden. 

Wie kann ich nun starten? 

Sei sehr vorsichtig bei allem was du tust und versuche nicht auf Scammer (Betrüger) hereinzufallen, die versuchen, dein Geld oder deine Coins zu stehlen. Auf Twitter sieht man diese Posts heutzutage unter jedem Post, der von Prominenten aus der Cryptoszene gepostet wird. Auch findet man die Abzockmasche mit den zu verschenkenden Coins unter jedem 2. Post von Elon Musk. 

Solltet ihr in diversen Telegram- oder anderen Chatgruppen unterwegs sein und dort etwas schreiben, kommen sofort 2-5 Direktnachrichten zurück, die sich unter falscher Identität ebenfalls an euch bereichern wollen. Fallt bitte nicht auf diese Leute herein. Meldet und ignoriert sie direkt. 

Lernt den Umgang mit Bitcoin. Frei nach dem Motto “be your own bank”, geht mit großer Flexibilität auch eine große Verantwortung einher. Solltet Ihr eure Bitcoins an eine falsche Adresse verschicken oder den private Key zu eurer eigenen Wallet verlieren, besteht keine Chance mehr, jemals wieder auf eure Bitcoins zugreifen zu können. Lernt also den Umgang mit private Keys und überlegt euch, wo ihr eine Sicherung den Keys in Form eines Seeds niederschreibt und diesen vor Einbruch, Feuer und Wasser geschützt lagern könnt. 

Legt euch nun eine Bitcoin-Wallet an und kauft für ein paar Euro, die ihr bereit seid zu verlieren, ein paar Bitcoin. Ein guter Start ist z.B. die Wallet von Blockchain.com. Diese Wallet ist sowohl im Browser als auch über eine App erreichbar. Zusätzlich erhaltet ihr euren Private-Key als Backup-Seed. Dies ermöglicht euch die Wiederherstellung der Wallet an anderer Stelle, sollte der Betreiber den Dienst einmal komplett einstellen.  

Blockchain.com hat auch eine angeschlossene Exchange, auf der z.B. Euro eingezahlt und anschließend in Bitcoin getauscht werden können, allerdings ist hierfür schon eine Verifizierung nötig. Sehr einfach und ohne großartige Verifizierung geht der Kauf auf LiteBit. Bessere Kurse bekommt ihr auf einer Exchange wie Kraken, Crypto.com (nur Android oder iPhone) und Coinbase.

Übertragt diese Bitcoins nach dem Kauf von der Exchange auf Eure eigene Wallet, bei der Ihr eure Private-Keys in Form eines Seeds selber kontrolliert. Ich habe hierzu auch einen Artikel in Vorbereitung, der euch dabei an die Hand nehmen soll.