Bitcoin: Kryptographie der virtuellen Währung

Hinter der Digitalwährung Bitcoin steckt ein komplexes System aus kryptographischen Techniken. Zentral ist die sogenannte Block Chain - ein ewiges Logfile, in dem alle Bitcoin-Transaktionen verzeichnet sind.

Artikel veröffentlicht am , Hanno Böck
Wie funktioniert Bitcoin?
Wie funktioniert Bitcoin? (Bild: George Frey/Getty Images)

Bitcoin ist der bislang erste erfolgreiche Versuch, eine Währung auf Basis von kryptographischen Algorithmen zu erstellen. Hinter Bitcoin steht keine zentrale Bank und keine feste Organisation. Damit so ein System funktioniert, sind eine Reihe von Herausforderungen zu meistern. Zentral ist die Idee, dass alle Geldtransaktionen dauerhaft gespeichert und für alle nachvollziehbar sind. Dazu kommt das Konzept des "Minings", bei dem Teilnehmer, die umfangreiche Hash-Berechnungen durchführen, belohnt werden. Das Herzstück von Bitcoin ist die sogenannte Block Chain, ein ewiges Logfile über alle Bitcoin-Transaktionen.

Inhalt:
  1. Bitcoin: Kryptographie der virtuellen Währung
  2. Mining und neue Blocks
  3. Mining mit der GPU
  4. Spaltung des Systems

Die größte Schwierigkeit einer Digitalwährung ist das sogenannte "Double Spending"-Problem. Darunter wird schlicht die Tatsache verstanden, dass sich digitale Daten üblicherweise trivial und verlustfrei kopieren lassen. Geld, das sich trivial kopieren lässt, ergibt keinen Sinn, denn Tauschwert hat eine Währung nur, wenn sie knapp ist. Um das mehrfache Ausgeben einer Bitcoin zu verhindern, wird jede Transaktion in der sogenannten Block Chain gespeichert. Das bedeutet, dass sich der Weg jeder Bitcoin bis zu ihrer Entstehung zurückverfolgen lässt.

Jeder Teilnehmer des Bitcoin-Netzwerks kann sich die vollständige Block Chain herunterladen und jede Transaktion der Vergangenheit verifizieren. Würde ein Nutzer versuchen, sein Geld doppelt auszugeben, wäre das für andere Nutzer nachvollziehbar und die Transaktion würde als ungültig verworfen werden.

Die Block Chain wird naturgemäß immer größer. Aktuell (Mai 2013) hat diese bereits eine Größe von 7 GByte. Sollte sich die Nutzung von Bitcoin weiter intensivieren, könnte es sein, dass die pure Größe der Block Chain und die Menge der übertragenen Daten zum Flaschenhals der Bitcoin-Nutzung wird.

Public Keys

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Um am Bitcoin-System teilzunehmen, muss sich ein Nutzer zunächst ein Schlüsselpaar erzeugen. Hierbei kommt ein Public-Key-System zum Einsatz, das ähnlich funktioniert wie die Verfahren, die auch zum Verschlüsseln und Signieren von E-Mails oder HTTPS-Verbindungen eingesetzt werden. Bitcoin setzt hier auf das sogenannte ECDSA-Verfahren, welches auf der Mathematik der elliptischen Kurven basiert.

Die kryptographischen Details sind komplex, zentral ist, dass jeder Bitcoin-Teilnehmer mit Hilfe seines privaten Schlüssels Transaktionen digital signieren kann.

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Mining und neue Blocks 
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Tac 30. Mai 2013

Im Rahmen eines akademischen Kurses über Bitcoin an der WWU Münster entstand die Umfrage...

VeldSpar 28. Mai 2013

es wäre dazu noch zu erwähnen dass das was im Artikel steht hier nur teilweise korrekt...

DrWatson 28. Mai 2013

Es muss lediglich die Annahme geben, dass überhaupt jemand bereit ist, dafür einen...



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