Kryptografie des Bitcoins für Anfänger

29.11.2021

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Kryptografie des Bitcoins für Anfänger

Kryptografie des Bitcoins für Anfänger

Möchte man einer Person ein Geheimnis anvertrauen, trifft man sich am besten privat mit dieser Person in einem sicheren Raum. Aus naheliegenden Gründen ist dies aber nicht immer möglich. Schon die alten Römer kannten das Problem. Wie teilt der Imperator seinen Truppen in Germanien mit, dass sie sich zurückziehen sollen. Schreibt man diesen Befehl auf ein Pergament und lässt einen Reiter dieses überbringen, läuft man Gefahr, dass der Reiter von den Germanen überwältigt und die Nachricht gegen die römischen Truppen verwendet wird. Jeder Buchstabe wird um 4 Buchstaben nach rechts verschoben. Die Zahl 4 ist in diesem System der geheime Schlüssel, der sowohl dem Imperator als auch dem Kommandanten in Germanien bekannt ist. So könnte der Imperator, nachdem er von einer germanischen Truppenverstärkung erfahren hat, seinem Zenturio am Rhein folgende Nachricht schicken: Kivqermwgli Yifivqeglx: Dmilx iygl dyvyigo mr hmi Fivki.

Wissen Sie, was es bedeutet. Da Sie den geheimen Schlüssel kennen, sollte es kein Problem sein. Die Germanen hatten es schwerer. Sofern sie das Verfahren kannten, mussten sie Schlüssel für Schlüssel durchprobieren. Erst die 1, dann die 2, und so weiter. Diese Methode nennt man Brute-Force, mit ihr bricht man Verschlüsselung, indem man einfach so lange Schlüssel baut, bis einer passt. Hier eine kleine Tabelle mit den probierten Schlüsseln:. Und damit hätten wir es. Das Verfahren ist also nicht ganz so sicher. 🔥 Guide d'achat Dogecoin | Paypal, carte de crédit et SEPA - young pioneer tours. Ein geübter Kryptograf kann es relativ schnell knacken, von einem Computer ganz zu schweigen. Daher wurde das Cäsar-Verfahren in vielerlei Hinsicht verbessert. Zum Beispiel durch Subsitution: Aus A wird B, aber aus B wird nicht C , sonder G.

Dies wäre dann zufälliger, aber der geheime Schlüssel wäre keine einzelne Zahl mehr, sondern eine Tabelle. Noch deutlich komplexer wurden die Verschlüsselungen im zweiten Weltkrieg, beispielsweise mit der Enigma. Dabei war die Kenntnis der kryptografischen Verfahren des Feindes auch durchaus mit kriegsentscheidend. Solche symmetrischen Verschlüsselungen spielen auch im Internet eine wichtige Rolle. Eine Verbindung über HTTPS, wie sie bitcoin. AES ist der Advanced Encryption Standard und gilt auch nach den NSA Enthüllungen als sicher, wenn er richtig implementiert wird. Falls ihr bei einer gesicherten Online-Verbindung dort RC4 stehen seht, beschwert euch beim Webmaster des Servers, denn RC4 kann angeblich von der NSA geknackt werden.

Wie also soll der Truppenführer den Braten riechen. Die Antwort lautet: Man muss die Nachricht signieren. Eine Signatur kann man sich wie eine Art Stempel vorstellen. Damit wären wir bei der asymetrischen Verschlüsselung. Wie gesagt: Kryptografie ist Mathematik. Daher als Brainteaser zur asymmetrischen Verschlüsselung eine kleine Aufgabe: Gegeben ist die Zahl Schwierig, oder. Asymmetrische Verschlüsselung funktioniert so, dass man mit dem einen Schlüssel verschlüsselt und mit dem anderen entschlüsselt. Klingt paradox. Stellen Sie sich einfach eine Truhe mit zwei Schlüssellöchern vor. In Loch A passt Schlüssel a, in Loch B Schlüssel b. Mit Schlüssel b ist es andersherum. Allerdings — nun wird es kompliziert — kann der Schmied aus Schlüssel b den Schlüssel a anfertigen, aber nicht andersherum.

Das bedeutet folgendes: Als Besitzer der Truhe kann man Schlüssel a überall herumliegen lassen, vom Schmied eine Kopie anfertigen lassen und diese Kopie Freunden geben oder auch verlieren. Der Schlüssel ist öffentlich für jeden sichtbar und kein Geheimnis. Wenn jemand einen Wert in der Alternativwährung Litecoin transferieren möchte, genügt es, den in Bitcoin umgerechneten Wert durchs Lightning-Netzwerk an ein Kanalende zu verschicken, das selbst eine Ursprungstransaktion in Lightcoin hält — die einzelnen Teilnehmer innerhalb des Netzwerks müssen dafür nichts über Lightcoin wissen. Die vermeintlich aufregendste Anwendung von dezentralen Ledgern sind sogenannte Smart Contracts ; das ist Code, der während des Mining-Prozesses automatisch ausgeführt wird und darin hinterlegte Geschäftsregeln anwendet. Um Applikationen schreiben zu können, die die Ergebnisse von dezentral ausgeführtem Code persistieren, genügt es eindeutig nachzuweisen, wer den Code ausgeführt hat Identität und was das Ergebnis der Ausführung war Persistenz.

Seit arbeitet das New Yorker Startup Blockstack an einer Infrastruktur, mit der sich solche dezentralen Apps oder kurz dApps realisieren lassen. Im Zentrum steht der an Bitcoin gebundene Blockstack Naming Service , mit dessen Hilfe Nutzer ein dezentrales Identitätsdokument DID mit Hilfe einer speziell für diesen Zweck generierten Wallet in einer Bitcoin-Transaktion verankern. Solange man seinen Key nicht verliert, kann man sich damit lebenslang eindeutig als Person ausweisen. Um gegenüber Dritten die Glaubwürdigkeit der realen Identität zu verstärken das kann je nach Anwendungsfall sinnvoll oder gefährlich sein , erlaubt Blockstack die Anreicherung der Identität mit sozialen Proofs : indem man z. Der einfachste Weg, um mit seiner Identität zu interagieren, ist die ebenfalls dezentrale Blockstack-App.

Lassen Sie sich von der augenscheinlich zentral gesteuerten Webseite im Browserfenster nicht täuschen: die Applikation selbst lässt sich völlig unabhängig von einem bei Blockstack beheimateten Server starten und interagiert potenziell autonom mit einem Bitcoin-Node. Meine persönliche Blockstack-Identität ist z. Sobald man über eine nachweisbare Identität verfügt, kann man sie dafür nutzen, sich gegenüber dezentralen Applikationen auszuweisen und sich bei ihnen anzumelden. Alle Daten, die dezentrale Applikationen im Namen des Nutzers speichern, landen auf der vom Nutzer kontrollierten Gaia-Instanz.

Der Missbrauch von Profildaten, geheimen Dateien, Fotos oder Nachrichten ist daher ausgeschlossen, sofern der vom Nutzer gewählte Speicherort nicht kompromittiert ist; obwohl dieses System weit von der Vorstellung eines vollständig verteilten Dateisystems wie z. IPFS entfernt ist, bietet es mit einfach Methoden Sicherheit, Skalierbarkeit und Privatsphäre für dezentrale Applikationen. Mittlerweile haben sich auf Grund dieses Anreizes über Apps in den von Blockstack betriebenen AppStore turbinekreuzberg. Ausgezahlt werden die Prämien in Form der Blockstack-eigenen Kryptowährung Stacks STX.

Was zunächst nach einem Gag aus der Marketing-Abteilung klingt, ist das Resultat eines erfolgreich durchgeführten Token Sales, der langfristig Blockstacks Entwicklung finanzieren soll. Bitcoin ist derzeit gemessen an seiner Akzeptanz das nachweislich am besten funktionierende dezentrale Währungssystem , das keinerlei Kontrolle durch externe Parteien unterliegt. English Version hello turbinekreuzberg. Leistungen Cases Profil Themen Team Jobs Presse Kontakt English Version. Hinter dem Hype: Das Bitcoin-Prinzip. Wo waren Sie… …als die Kryptowährungs-Kurse Ende explodierten. Vertrauen und Vertrauensbruch Geld ist in unseren westlichen Kulturen derart fest verankert, dass wir kaum noch merken, dass das Vertrauen in Banken, Geld und Regierung nur in unseren Köpfen existiert.

Bankkonten sind ein Konzept für Privilegierte Ein ganz anderes Problem mit Währungen und Geld entsteht, wenn man in einer Region lebt, in der man nicht auf einen starken Rechtsstaat, Institutionen und Regierungen vertrauen kann. Bitcoin: ein faires Vertrauenssystem für eine weltweit akzeptierte Währung kam ein gewisser Satoshi Nakamoto es ist nicht öffentlich bekannt, wer das ist — möglicherweise sogar eine ganze Gruppe von Entwicklern auf eine brillante Idee. Seeds, Hashes, Wallets und Nonces: Fundamente der Blockchain Um am Bitcoin-Ledger teilzunehmen, benötigt man zuallererst den Seed eines kryptografischen Schlüsselpaars, nicht unähnlich den Schlüsseln, die man zur Kommunikation mit SSH-Servern oder zur GPG-Verschlüsselung von Emails nutzt.

Wenn aus dem Nichts Geld entsteht: Proof of Work und Mining Transaktionen werden nicht einzeln in den Ledger geschrieben, sondern zu Transaktionsblöcken eines begrenzten Umfangs zusammengefasst — derzeit sind das pro Block etwa 1,2 MB, die durchschnittlich etwa — Transaktionen enthalten. Ziel ist dabei nicht die Übernahme eines bestimmten Kontos, sondern die Überwachung eines Raumes von Adressen. Der Raum besteht dabei aus liquiden Adressen oder Adressen, die aktiv benutzt werden. Deswegen stellt das Paper Bitcoin spezifische Bruteforce Verfahren vor, die nach aktiven Bitcoin-Adressen in vordefinierten Teilen des Schlüsselraumes suchen.

Ein weiteres entscheidendes Kriterium ist dabei, wie viele Adressen pro Sekunde durchsucht werden können. Ein Fokus liegt dabei auf performante offline Bruteforce Angriffe mit Hilfe von modernen GPUs und effizienten Datenstrukturen. Unzählige Ereignisse, wie die Finanzkrise ab , die durch die US-Immobilienblase ausgelöst wurde [1], haben das allgemeine Vertrauen in Banken und Finanzmärkte stark eingeschränkt. Grundlage jegliches Fiatgeldes ist jedoch das Vertrauen in die ausgebende Institution und der Glaube an den zukünftigen Gebrauchswert der Währung. Auf der Suche nach Alternativen zu Fiatwährungen sind bis heute unzählige digitale Zahlungssysteme entstanden. Gegenüber bestehenden Fiatwährungen sind die entstandenen digitalen Währungen dezentral und unabhängig von Landesgrenzen und Institutionen. Die bekannteste digitale Währung, Bitcoin, ist seit erhältlich und beseitigt viele Problematiken bestehender Finanzmärkte.

Bitcoins sind anonym nutzbar und gleichzeitig verfolgbar. Es gibt keine zentrale Instanz, der vertraut werden muss. Zusätzlich gewährleistet Bitcoin, dass die Währung nicht fälschbar ist. Die steigende Relevanz von Bitcoin zeigt sich insbesondere durch den stetig wachsenden Wert jedes einzelnen Bitcoins. Neben diesen Vorteilen ist die Sicherheit des Systems ein entscheidender Faktor für den langfristigen Erfolg. Das folgende Papier untersucht die besonders sicherheitskritischen Funktionen von Bitcoin. Dabei wird auf die Problematik der Wahl eines sicheren Kontos der Adresse , auf der die persönlichen Bitcoins lagern, eingegangen. Gelingt es einem Angreifer auch nur für kurze Zeit, Zugriff auf eine fremde Bitcoin-Adresse zu erlangen, so kann dieser anonym sämtliche Bitcoins entwenden. Da sich die Bitcoin-Adresse durch den öffentlichen Schlüssel einer asymmetrischen Verschlüsselung ergibt, ist der zugehörige passende private Schlüssel ausschlaggebend für die Sicherheit des Kontos.

Dieser ist immer Bit lang und verifiziert die Benutzung der Bitcoins innerhalb einer Transaktion. Grundsätzlich gilt der private Schlüssel als kryptografisch sicher. Allerdings bedarf es, aufgrund der Länge der privaten Schlüssel, in der Praxis einer Schlüsselverwaltung sogenannte Wallets. Dabei gibt es verschiedene Arten von Wallets. Eine in der Vergangenheit häufig verwendete Art von Wallet ist dabei die BrainWallet. Hierfür muss sich der Besitzer nur ein kurzes Passwort, anstelle des kompletten Schlüssels, merken. Werden Schlüssel zum Beispiel mit schlechtem Zufall generiert, können in bestimmten Bereichen der Schlüsselmenge aktive Konten gefunden werden. Im Folgenden wird untersucht, wie hoch die Chance ist, mit systematischen offline Bruteforce-Methoden den privaten Schlüssel einer Bitcoin-Adresse zu identifizieren. Dabei ist nicht das Ziel, eine vordefinierte Adresse zu hacken, sondern aktive Adressen in vordefinierten Schlüsselmengen zu identifizieren und zu überwachen.

Diese Adressen werden im Folgenden als schwache Adressen bezeichnet. Um sicher zu stellen, dass nur der Besitzer eines Bitcoins diesen verwenden kann, ist die Bitcoin-Adresse durch den Elliptic Curve Digital Signature Algorithm ECDSA geschützt [8]. Im Folgenden werden die unterschiedlichen Re-Präsentationen einer Adresse und deren Schlüssel aufgezeigt und erläutert. Die Generierung des öffentlichen Schlüssels aus dem Integer-Wert geschieht über Potenzierung. Deshalb wird der Integer-Wert auch Exponent genannt. Dieses Verfahren verhindert die Ableitung des privaten Schlüssels und bietet somit die Grundlage der Sicherheitsanforderungen. In Abbildung 1 sind die unterschiedlichen Formate für den Exponenten 1 gezeigt. Das Wallet Import Format WIF ist ein verschlüsseltes Format des privaten ECDSA Schlüssels, um diesen standardisiert in Wallets importieren zu können.

Die X und Y-Werte aus Abbildung 1 korrespondieren mit dem öffentlichen ECDSA Schlüssel und werden zur Validierung von digitalen Signaturen benutzt. Clients benutzen den öffentlichen Schlüssel, um sicherzustellen, dass Transaktionen von Personen ausgelost werden, die den geheimen Exponenten kennen. Als nächstes ist in Abbildung 1 das Format Hash zu erkennen. Das ist die Hashfunktion RIPEMD[5] angewandt auf den bereits von SHA gehashten Wert des Bytestreams des SEC-Schlüssels. Die Bitcoin-Adresse lasst sich dann mit Base58Check aus dem Hash generieren. Der Base58Check ist ein Verfahren zur Kodierung von Adressen mit einem Zeichensatz von 58 Zeichen. Die handlichste Backup-Methode unter Linux ist vermutlich, die wallet. Speicherkarten zu kopieren, die an einem sicheren Ort feuersicherer Tresor, Banksafe, Aquarium mit Piranhas, etc aufbewahrt werden.

Hinweis: die folgende Anleitung ist mangels Mac nicht vom Übersetzer überprüft. Bitte prüfen und gegebenenfalls korrigieren, dann Hinweis entfernen. Mit diesen Schritten werden alle Daten von Bitcoin Geldbörse und Block chain auf ein verschlüsseltes Festplatten-Image gesichert:. Diese Schritte sichern nur die Datei wallet. Das bewirkt ein kleineres Speicherabbild, ist aber komplizierter. Achtung : Wenn man die Bitcoin applikation startet, ohne dass das Image gemounted ist, wird das Programm das Symlink eine Art Shortcut mit einer neuen wallet. Keine Panik. Benenne die neue wallet. Die alte wallet. Automation : Mit dem Programm Automator enthalten in OS X kann man die Wallet automatisch mounten und die Bitcoin App starten.

Alternativ kann das folgende Shell-Skript benutzt werden, welches die wallet. Das Skript funktioniert sowoghl for für OSX und Linux: bitcoin-launch-script. Du kannst deine wallet. Achtung: Verschlüsselung hilft nicht nachträglich und sie schützt auch nur höchst lückenhaft vor Malware. Als Grundlage von Bitcoin hat die Blockchain Schlagzeilen gemacht, sie wird als technologisches Wunder gepriesen. Was verbirgt sich dahinter, wie funktioniert die Blockchain. Bitcoin-Experte Dr. Viktor Becher erklärt das Fundament der Kryptowährungen.

Sie löst ein fundamentales Problem: Wie können anonyme Nutzer im Internet einander Geld schicken, ohne dass beide einem zentralen Server vertrauen müssen. Solche Server nutzen wir alle täglich. Man nennt sie Banken. Vertrauen ist notwendig, wenn Geld auf elektronischem Wege übertragen wird. Das ist den meisten von uns nicht bewusst, weil wir uns so sehr an unser Bankensystem gewöhnt haben. Zum Beispiel vertrauen wir unserer Bank, dass sie eine eingegangene Überweisung nicht plötzlich rückgängig macht, so dass uns Geld fehlt. Das Problem war das fehlende Vertrauen unter anonymen Nutzern: Wenn die Zahlungshistorie nicht auf einem Server liegt, sondern über viele Knoten verteilt ist als "Knoten" bezeichnet man in der Peer-to-Peer-Welt einen einzelnen Rechner , wie kann man Knoten daran hindern, eine gefälschte Zahlungshistorie in Umlauf zu bringen.

Niemand hatte eine Lösung für dieses Dilemma. Der Traum einer dezentralen, community-bestimmten Währung schien unerreichbar. Ein mysteriöser Hacker, der sich selbst als Satoshi Nakamoto bezeichnet und dessen Identität bis heute nicht geklärt ist, löste das Problem des fehlenden Vertrauens im Jahr Er kombinierte vorhandene Technologien wie Verschlüsselung und Hashing auf neue und innovative Weise zu einem Gesamtkunstwerk: der Blockchain.