Datenmanipulation (fast) ausgeschlossen

Damit ein Block gültig wird, müssen einige Voraussetzungen erfüllt werden: Alle Bitcoin-Clients teilen sich das sogenannte Target, eine 256 bit lange Nummer. Der Hash eines neuen Blocks muss dem Target entsprechen oder kleiner sein als das Target. Das macht die Berechnung der Blocks zu einem Glücksspiel: Ist der Hash gleich oder kleiner als das Target, kann der Block gültig werden. Falls nicht, ändern die berechnenden Knoten einen Wert im sogenannten Nonce, einem speziellen, 32 bit großen Feld, und errechnen den Hash-Wert erneut. Durch die Änderung ist der Wert komplett neu, sobald er berechnet ist, wird wieder mit dem Target verglichen.

Erfüllt der neue Block nun die Vorgaben, was auch als Proof of Work bezeichnet wird, wird er Teil der Blockchain, und die Berechnung des nächsten Blocks beginnt. Es gilt dabei: Wer zuerst kommt, mahlt zuerst. Sollten mehrere Blöcke die gleichen Transaktionen bestätigen, werden die anderen verworfen und die Validatoren gehen leer aus. Warum tut man sich also die Kosten für diesen Rechenaufwand an? Ganz einfach: Derjenige, der den Block berechnet, erhält aktuell 25 Bitcoins für seine Mühen; diese Belohnung wird alle 210.000 Blocks halbiert. Als dieser Artikel geschrieben wurde, entsprach das einem Gegenwert von 5.332,10 Euro.

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Die Anzahl an verworfenen Blocks kann mehrere Tausend betragen. (Screenshot: Golem.de)

Aus den Blocks entsteht die Transaktionsdatenbank der Kryptowährung. Da jeder Block nach der Berechnung nicht mehr veränderbar ist, wird jede Überweisung, jede Umbuchung festgeschrieben - wie in einer großen Excel-Datei, in der aber nur neue Einträge erstellt, keine älteren gelöscht werden können.

Blockchain ist transparent

Anders als im klassischen Banksystem sind diese Daten aber nicht unter Verschluss, sondern werden transparent an alle Knoten, also Endpunkte im Blockchain-Netzwerk, verteilt. Das hat den großen Vorteil, dass es (fast) unmöglich ist, dass eine Partei die Daten verändert. Denn da jeder nachfolgende Block der Hash-Wert des vorherigen Blocks ist, müsste die komplette darauf basierende Kette ebenfalls neu berechnet werden - das ist ohne einen riesigen Aufwand an Rechenleistung kaum machbar - der Angreifer müsste nicht nur alle vorangegangenen Blocks neu berechnen, sondern auch konkurrierenden Validatoren zeitlich zuvorkommen.

Neben der unveränderlichen Struktur ist die Transparenz einer der großen Vorteile: Über die Blockchain lassen sich Transaktionen nachvollziehen. Bei Blockchain.info kann beispielsweise jeder sehen, welche Bitcoin-Transaktionen durchgeführt werden. Anders als oft behauptet, ist Bitcoin also nicht komplett anonym, im Gegenteil. Der Weg einer Überweisung lässt sich von jedermann einsehen - nur die Nutzer hinter den Accounts sind anonymisiert. Sobald ein Nutzer bekannt ist, lassen sich seine Transaktionen im Netzwerk finden. Einen besonders guten Einblick, wie sichtbar die Transaktionen sind, gibt die Grafik The Bitcoin Big Bang.