Crypto Folge #2: Wie funktioniert Bitcoin und was ist die Blockchain?

Wenn du dich online oder in anderen Medien über Kryptowährungen informierst, dann wirst du in dem Zusammenhang fast immer den Namen Bitcoin hören. Der Bitcoin ist nämlich die mit Abstand bekannteste und zugleich erste digitale Währung, die es gab. Wie wir euch bereits in der ersten Crypto-Folge gezeigt haben, wurde der Bitcoin erstmals bereits im Jahre 2008 vorgestellt.

Bitcoin – die bekannteste aller Kryptowährungen

Sicherlich interessiert es dich, wie der Bitcoin im Detail eigentlich funktioniert. Das wollen wir dir in dieser Folge ein wenig genauer erklären. Das allgemein gängige Kürzel für Bitcoins ist übrigens BTC und wird von den meisten Börsen anstelle des ausgeschriebenen Coin-Namens genutzt. Jeder Coin hat sein eigenes eindeutiges Kürzel.

Bitcoins werden von Computern geschaffen

Die Funktionsweise des Bitcoin basiert darauf, dass die Coins zunächst einmal von Computern erst geschaffen werden müssen. Dies wird als Mining bezeichnet, auf welches wir im Folgenden noch näher eingehen werden. Streng genommen gibt es gar keine Bitcoins in Form von virtuellen Münzen, sondern es werden lediglich Transaktionen aufgezeichnet. Insofern ist die Aussage, man habe Bitcoins in seiner elektronischen Geldbörse, eigentlich nicht ganz korrekt, denn letztendlich existieren lediglich aufgezeichnete Transaktionen, die aber belegen, dass dir im Laufe der Zeit eben eine bestimmte Anzahl von Bitcoins zugeschickt wurde und somit auch erkennbar ist, dass diese dir gehören. So funktioniert der Bitcoin nämlich: Transaktionen zwischen verschiedenen Adressen, den Wallets, werden aufgezeichnet und zeigen öffentlich nachvollziehbar für jeden, dass sich das Guthaben auf der einen Seite verringert, während es sich auf der anderen Seite erhöht.

Jeder User innerhalb des Bitcoin Netzwerkes kann alle jemals stattgefundenen Transaktionen einsehen. Du kannst dir das Bitcoin Netzwerk, also die Bitcoin Blockchain, im Grunde wie eine riesige verteilte (dezentrale) Datenbank vorstellen, die öffentlich einzusehen ist und auf tausenden Rechnern im Internet gespeichert wird.

Deep Dive: Was ist die Blockchain-Technologie?

Vielleicht hast du schon einmal gehört, dass die Blockchain die Grundlage für den Bitcoin und die meisten anderen Kryptowährungen ist. Mittlerweile wird diese Technologie bereits in anderen Branchen eingesetzt und kann insbesondere im Bankenbereich als die Technologie der Zukunft angesehen werden. Die Blockchain wird also keineswegs zukünftig nur im Bereich von Kryptowährungen genutzt werden, sondern mit größter Wahrscheinlichkeit ebenfalls in diversen anderen Branchen. Wir möchten an dieser Stelle etwas tiefer in die Blockchain-Technologie eintauchen und dir dennoch möglichst einfach erklären, was die Blockchain ist und wie die Technologie funktioniert.

Die Blockchain – eine Kette von Blöcken

Die Blockchain selbst kannst du dir als digitale „Datenbank“ bzw. sehr vereinfacht als eine Kette von aneinanderhängenden Blöcken vorstellen, die über ein Netzwerk von mehreren weltweit verteilten Computern vervielfacht wird, so dass jeder Teilnehmer exakt die gleiche Kette von Blöcken auf seiner Festplatte gespeichert hat. Die Kette besteht aus mehreren aneinandergereihten und untereinander verknüpften Blöcken. Die Blöcke wiederum beinhalten mehrere Transaktionen.

Die Computer, die sich im Netzwerk befinden, haben im Rahmen der Blockchain-Technologie die Aufgabe, die Datenbank regelmäßig zu erweitern, fortzuschreiben und Änderungen zu dokumentieren. Daraus resultiert ein wichtiges Element der Blockchain, nämlich dass sämtliche Informationen kontinuierlich abgeglichen und überprüft werden und somit nicht manipuliert werden können. Jeder teilnehmende Rechner der Welt hat exakt die gleiche Kopie der Blockchain gespeichert. Ein sehr technisches, aber genial erklärtes Video über die Funktionsweise einer Blockchain habe ich hier für euch gefunden. Interessierte können hier das Konzept spielerisch erlernen.

Die Blockchain ist dezentral

Ein weiteres wichtiges Element der Blockchain Technologie ist die Dezentralität, denn dadurch wird die Ausfallsicherheit enorm erhöht. Selbst wenn einige Rechner des Netzwerkes ausfallen würden, könnten andere Rechner deren Aufgabe übernehmen. Somit existiert in der Blockchain keine zentrale Instanz, die eine hervorragende Zielscheibe für potentielle Angreifer darstellen könnte. Die Blockchain ist die Basis des Bitcoin und der meisten anderen digitalen Währungen.

Im Zusammenhang mit der Blockchain hast du vielleicht schon einmal den Begriff Proof-of-work (Prüfen der Arbeit) gehört. Damit ist nichts anderes gemeint, als dass die Transaktionen, die in einem Block zusammengefasst werden, überprüft und anschließend als Block an die bereits existierende Kette von Blöcken angefügt werden. Der neue Block bestätigt dabei die Transaktionen des vorhergehenden Blocks. Exakt dieser Prüf- und Anhangprozess wird als Proof-of-work (oder „Mining“, siehe weiter unten) bezeichnet.

Vorteile der Blockchain-Technologie

Zusammenfassend sind es insbesondere die folgenden Merkmale, durch die sich die Blockchain-Technologie auszeichnet und so interessant macht, dass sie zukünftig mit allergrößter Wahrscheinlichkeit noch in zahlreichen weiteren Branchen zum Einsatz kommen wird und es in Teilen sogar bereits ist

Dezentralität – nicht von Staaten oder anderen Institutionen manipulierbar
 Hohe Ausfallsicherheit durch Netzwerk von zahlreichen Computern
 Unanfällig gegen Hackerangriffe
 Ständige Überprüfung der Transaktionen
 Abwicklung von Verwaltungs- und Prozessanwendungen
 Einträge können dauerhaft nachvollzogen und weder gelöscht noch verändert werden
Sehr geringe Transaktionskosten
Schnelle Ausführung von Transaktionen
 International ohne Grenzen einsetzbar

Dass die Blockchain-Technologie auch für andere Bereiche äußerst interessant ist, liegt insbesondere daran, dass Prozesse durch die Blockchain sicherer ablaufen, transparenter sind und effizienter gestaltet werden können. Daher interessieren sich mittlerweile nicht nur zahlreiche Unternehmen, sondern auch Staaten für diese moderne Technologie.

Blockchain als Weltverbesserung

Vielleicht ein konkretes Beispiel, in dem Blockchain und Kryptowährungen eine echte weltverbessernde Rolle einnehmen können. Einige von euch haben bestimmt schon von den massiven gesellschaftlichen und regierungsbedingten Problemen in Venezuela gehört. Das Land hat mittlerweile eine Inflationsrate von mehreren hundert Prozent und steht am finanziellen und gesellschaftlichen Abgrund. Auch in anderen Ländern wie Argentinien, Ukraine, Ägypten und vielen afrikanischen Staten herrscht eine hohe zweistellige Inflationsrate, oft weil die Banken vor Ort einfach zu viel Geld drucken. Die Banken sind eine zentrale Instanz, die meist von der Regierung gesteuert werden. Braucht ein Herrscher oder Diktator Geld, kann er sich einfach welches drucken. Für den Rest der Bevölkerung steigen dann aber die Preise ins Unermessliche, bis selbst Lebensmittel und Wasser nicht mehr zu bezahlen sind.

Nun stellt euch vor, es gäbe diese zentrale Instanz nicht, sondern man könnte mit einer Kryptowährung wie Bitcoin bezahlen. Da es maximal 21 Mio. Bitcoins geben kann und dieser Wert absolut fest verankert ist, kann hier kaum eine Inflation stattfinden. Klar ist der Kurs volatil und Deflation hat auch ihre Nachteile, aber durch Kryptowährungen könnte man die Preise der wichtigsten Konsumgüter stabiler halten, als es in vielen dieser Länder der Fall ist. Venezuela hat dies auch erkannt und versucht sich mit der Kryptowährung PetroDollar, aber das nun am Rande.

Wie stellt sich eine Transaktion mit Bitcoins dar?

Damit du überhaupt Bitcoins senden kannst, benötigst du einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel. Der öffentliche Schlüssel generiert die Bitcoin-Adresse, mit der du Coins empfangen kannst (grob gesagt vergleichbar mit einer E-Mail-Adresse, an die man Mails schicken kann). Der private Schlüssel ist eine Art Geheimzahl (oder am Beispiel der E-Mail dein Passwort), mit dem du Zugang zu deinen Coins (also zu deiner Geldbörse, die die Coins aufbewahrt) bekommst und die genutzt wird, um Transaktionen zu signieren.

Bitcoin Transaktionen enthalten bestimmte Informationen, nämlich:

• Input: Adresse, von der zuvor an den jetzigen Sender die Bitcoins übertragen wurden
• Anzahl: Menge der Bitcoins, die verschickt werden
• Output: Empfängeradresse, an welche die Bitcoins gesendet werden

Der Sender nutzt beim Versand nun seinen privaten Schlüssel, um eine Nachricht (bestehend aus Input, Anzahl und Output) zu signieren und schickt diese Nachricht nun an das Netzwerk, wo sie von Minern aufgegriffen und in einen Block zusammengefasst wird. Nun versuchen die Miner mit dem komplizierten mathematischen Proof-of-work Algorithmus diesen Block zu bestätigen. Der Miner, der den Block als erstes bestätigt hat, bekommt als Belohnung Bitcoins geschenkt.

Wie funktioniert das Mining?

Falls du zum ersten Mal den Begriff Mining hörst, denkst du vielleicht an Goldminen, in denen Edelmetall gefördert wird. Dieser Vergleich ist gar nicht mal so falsch, denn das Mining von Kryptowährungen lässt sich durchaus mit dem Schürfen von Gold vergleichen. Der große Unterschied besteht allerdings darin, dass das Mining ausschließlich online stattfindet und eben keine physischen Dinge gefördert werden. Mit dem Mining wird das Schürfen neuer Coins einer digitalen Währung bezeichnet, welches durch das Lösen bestimmter Rechenaufgaben (Proof-of-work) durchgeführt wird. Es sind also leistungsstarke Rechner mit einer speziellen Hard- und Software, die neue Bitcoins oder eine andere Kryptowährung produzieren. Beim Bitcoin ist es aktuell zum Beispiel so, dass von den maximal 21 Millionen herzustellenden Coins bisher bereits knapp 17 Millionen existieren.

Proof of Work: Mathematische Aufgaben lösen

Es ist gar nicht notwendig, an dieser Stelle all zu sehr ins technische Detail zu gehen. Vereinfacht dargestellt funktioniert das Schürfen von Coins, also das Mining, indem Rechner durch spezielle mathematische Algorithmen Aufgaben lösen. Die Rechenaufgaben haben allerdings die Eigenschaft, dass sie nahezu täglich schwerer werden. Der Schwierigkeitsgrad der zu lösenden Rechenaufgabe, für den mittlerweile beim Bitcoin auf jeden Fall ein teurer Hochleistungsrechner mit einer speziellen Hardware notwendig ist, wird auch als Difficulty bezeichnet. Ist die Rechenaufgabe gelöst, dann erhält der jeweilige Miner als Belohnung selbst Coins.

Insbesondere das Bitcoin Mining hat in den vergangenen zwei Jahren etwas an Beliebtheit verloren, was vor allen Dingen auf die deutlich steigenden Hardwarekosten zurückzuführen ist. Aber auch der anfallende Stromverbrauch ist sehr hoch, sodass von dieser Seite ein weiterer Kostenfaktor zu berücksichtigen ist. Die im vergangenen Jahr erheblich gestiegenen Bitcoin Kurse haben allerdings dazu geführt, dass sich in den letzten Monaten wieder mehr Menschen für das Mining interessieren, um so Bitcoins oder eine andere Kryptowährung zu verdienen.

Was sind Forks? Was geschieht dabei?

Zum Abschluss der zweiten Folge wollen wir noch ganz kurz auf Forks eingehen. Bei einem Fork (Gabelung bzw. Abspaltung) handelt es sich im Bereich der digitalen Währungen um eine Abspaltung der Blockchain, die durch die Modifikation eines Quellcodes stattfindet. Dadurch entsteht eine neue Blockchain, über die meistens eine andere Kryptowährung verwaltet wird. Das erste Beispiel einer solchen Blockchain-Fork war die Kryptonwährung Litecoin (LTC), denn diese spaltete sich 2011 von der bis dato einzigen anderen digitalen Währung, dem Bitcoin, ab. Dies geschah so, dass die Entwickler damals den Open-Source Quellcode des Bitcoin kopierten, diesen durch einige Änderungen ergänzten bzw. erweiterten, um anschließend den Litecoin als neues Projekt ins Leben zu rufen. LTC war eine sogenannte Hard-Fork.

Was sind Hard Fork und Soft Fork?

Es werden bei Forks zwei Varianten unterschieden, nämlich zum einen der Hard Fork und zum anderen der Soft Fork. Von einer Hard Fork wird immer dann gesprochen, wenn eine Änderung im Protokoll einer bestimmten digitalen Währung vorgenommen wird, bei der keine Abwärtskompatibilität besteht. Für die Nutzer der jeweiligen Kryptowährung würde dies bedeuten, dass diese die aktuelle Software-Version in Anspruch nehmen müssen, denn sonst würden neue Blöcke nicht mehr erkannt. Demzufolge werden bei einer Hard Fork Nutzer in zwei Gruppen geteilt, nämlich diejenigen mit der alten und die Nutzer mit der neuen Software. Natürlich kann man bei einem Hard-Fork aber auch beide Blockchains nutzen, indem man einfach beide Software-Versionen parallel laufen lässt. Ein weiteres sehr bekanntes Beispiel einer Hard Fork ist die Abspaltung bei der aktuell nach Marktkapitalisierung zweitgrößten Kryptowährung, nämlich Ethereum bzw. Ether. Vor rund zwei Jahren fand diese Abspaltung statt, sodass es seitdem Ether in zwei Varianten gibt, nämlich als Ether (ETH) und Ether Classic (ETC).

Eine Soft Fork verläuft im wahrsten Sinne des Wortes etwas weicher. Soft Forks sind Protokoll-Updates (oder konkreter: Eine Verschärfung von Regeln), wobei nicht alle Nutzer das neueste Update nutzen müssen, da durch die Verschärfung auch alte Teilnehmer der Blockchain die neueren Blöcke akzeptieren können, weil die neuen Blöcke ja nur „noch strengeren“ Regeln folgen und somit sozusagen eine Teilmenge der früheren Version sind. Eine Umstellung auf die neue Version kann hierbei nach und nach geschehen. Die Software ist somit abwärtskompatibel, denn sowohl die veraltete als auch die neue Software können das veränderte Protokoll nutzen. Somit müssen die User bei einer Soft Fork nicht zwingend ihre Software aktualisieren bzw. upgraden, wie es bei der Hard Fork der Fall ist. Ein aktuelles Beispiel für einen Soft Fork ist die Umstellung der Bitcoin Blockchain auf SegWit – ohne dass ich da jetzt genauer drauf eingehen möchte 😉

DealDoktor Crypto-Special

In unserem Crypto-Special wollen wir euch die Angst vor der neuen Technologie nehmen und ein paar Grundlagen vermitteln. Wir sind keine Anlageberater und empfehlen hier weder bestimmte Coins, noch größere Investments. Wir selbst sind zwar allesamt in der Cryptowelt investiert und glauben an die Technologie, aber ihr müsst euch definitiv ein eigenes Bild machen. Insbesondere ist die Cryptowelt sehr volatil, es kann viele (sogar hunderte) Prozent nach oben gehen und am nächsten Tag geht alles wieder runter – dessen muss man sich bewusst sein. Wer aber in die richtigen substanziellen Coins investiert und langfristig halten will, der kann gute Renditen einfahren.

• Folge #1: Bitcoin & Co – was sind eigentlich Kryptowährungen?
• Folge #2: Wie funktioniert Bitcoin und was ist die Blockchain? (dieser Beitrag)
• Folge #3: Die 10 größten Mythen und Vorurteile über Kryptowährungen
• Folge #4: Das Wallet – deine digitale Geldbörse
• Folge #5: Ethereum – die 2. Generation Blockchain (folgt)
• Folge #6: IOTA – die 3. Generation Kryptowährung (folgt)
• Folge #7: Wo kann man Coins kaufen und traden? (folgt)