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5.12.2021

Bitcoin-Kern-Blockchain-Transaktionen

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Da die mit offenen Distributed Ledgers wie bei Bitcoin einhergehende Anonymität insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Geldwäsche kritisch zu beurteilen ist, erscheinen geschlossene Distributed Ledgers erfolgversprechender. Durch den Einsatz von Verschlüsselungstechniken soll eine fälschungssichere Abwicklung von Transaktionen in einem geschlossenen multilateralen Abwicklungssystem möglichst in Echtzeit erfolgen. Darüber hinaus sollen Effizienzsteigerungen durch die gemeinsame Nutzung von Datenbeständen Shared Ledger ermöglicht werden. Die Teilnahme erfolgt in der Regel über ein Proof-of-Identiy-Verfahren, bei dem sich jeder Teilnehmer einem Registrierungsprozess unterziehen muss. Dadurch ist es möglich, bei Betrugsfällen Rückschlüsse auf die Identität der jeweiligen Nutzer zu ziehen. Allerdings dürfte es im Einzelfall eine Herausforderung sein, die Zugangsrechte so auszugestalten, dass Transparenz und Überprüfbarkeit der Datenbankeinträge einerseits und der Anspruch auf Datenschutz andererseits in Einklang gebracht werden können.

Bei privaten Distributed Ledgers kann die fortlaufende Validierung des Transaktionsverzeichnisses auch durch als vertrauenswürdig eingestufte Netzwerkknoten oder die Betreiber der Datenbank erfolgen. Die Entwicklung der Distributed-Ledger-Technologie befindet sich noch im Anfangsstadium, sodass sich das Potenzial der Technologie gegenwärtig nur in Ansätzen erfassen lässt. Es ist jedoch zu erwarten, dass vor allem transaktions- und informationsintensive Branchen durch die Anwendung von Distributed Ledgers disruptiven Veränderungen ausgesetzt sein werden. Darunter versteht man sämtliche Dienstleistungen, die von Banken im Zusammenhang mit der Abwicklung des Zahlungsverkehrs sowie von Devisen- und Wertpapiertransaktionen erbracht werden. Die Abwicklung des Zahlungsverkehrs in der Eurozone hat mit SEPA Single Euro Payments Area und dem Target2-System erhebliche Fortschritte gebracht.

Denn mit SEPA, dem einheitlichen Euro-Zahlungsverkehrsraum, wurden europaweit einheitliche Verfahren für den bargeldlosen Zahlungsverkehr eingeführt. Das Target2-System ist das Zahlungssystem der Zentralbanken des Eurosystems für die schnelle Abwicklung von Überweisungen in Echtzeit. Dennoch werden Überweisungen der Endkunden auch innerhalb der Eurozone in der Regel erst am nächsten Bankarbeitstag valutiert. Diese Settlement-Fristen können deutlich länger werden, wenn es sich um internationale Überweisungen über das SWIFT-System handelt, bei denen die Regulierung der Zahlungen über Korrespondenzbanken abgewickelt wird.

Gerade der Zahlungsverkehr ist prädestiniert für die Anwendung der Distributed-Ledger-Technologie. Eine tickende Zeitbombe? - offizielle währung. Ähnlich wie im Bitcoinnetzwerk könnten künftig auch Zahlungen in klassischen Währungen grenzüberschreitend in nicht anonymen Peer-to-Peer-Netzwerken in Echtzeit direkt zwischen den Vertragsparteien durchgeführt werden, ohne dass es weiterer Intermediäre bedarf. Bislang benötigen selbst webbasierte Zahlungsverkehrssysteme wie Paypal immer noch Banken und Kreditkartenunternehmen als Dienstleister. In Europa treiben die Europäische Zentralbank und das im Dezember gegründete European Retail Payments Board ERPB die Entwicklung eines Echtzeitzahlungssystems auf Basis der SEPA-Formate und die Erarbeitung der damit verbundenen Regelwerke voran.

Für Wertpapierdienstleistungen sind vor allem bei den Nachhandelsaktivitäten erhebliche Effizienzsteigerungen zu erwarten. Diese Aktivitäten variieren zwar je nach Komplexität der Finanzprodukte, erfolgen jedoch vom Grundsatz her in den folgenden Schritten: Nach dem Eingang der Kauf- bzw. Auch deren konsensbezogener Energieverbrauch ist damit wie bei PoS vernachlässigbar klein. Unabhängig von der Art der Konsensmechanismen sind alle Blockchains durch redundante Datenhaltung und Operationen charakterisiert. Entsprechend sind der damit verbundene kumulative Rechenaufwand und damit Stromverbrauch — wenn man von hardwareseitigen Unterschieden absieht — proportional zu der Teilnehmerzahl im Blockchain-Netzwerk.

Für kleine Blockchain-Netzwerke, wie sie typischerweise im zugangsbeschränkten Kontext in Konsortien verwendet werden, ergibt sich durch die Redundanz im Vergleich zu einem zentralen System ein vielfacher Stromverbrauch. Dies muss jedoch nicht bedeuten, dass der Einsatz einer Blockchain aus Nachhaltigkeitsperspektive negativ sein muss. Auf der anderen Seite lässt sich aus den im Nachhaltigkeitsbericht von VISA genannten Angaben berechnen, dass der Energieverbrauch des gesamten Unternehmens also inklusive des Heizens von Gebäuden etc. Ensprechend ist zwar der Stromverbrauch einer Blockchain aufgrund der Redundanz und zu einem Teil auch aufgrund des Konsenses sowie allgemein der umfänglicheren Verwendung von kryptografischen Methoden in der Regel deutlich höher als der einer ensprechenden zentralen Lösung hier um den Faktor 50 , macht aber möglicherweise dennoch nur einen sehr kleinen Teil des Stromverbrauchs der gesamten IT-Lösung bzw.

Insbesondere in Szenarien, in denen mithilfe von energieeffizienten Varianten der Blockchain-Technologie Prozesse weiter digitalisiert werden können, ist es also nicht abwegig, dass auch blockchain-basierte Lösungen unter dem Strich Energie einsparen können. Entsprechend kann man den Stromverbrauch dieser Netzwerke wegen des resultierenden hohen Grades an Redundanz durchaus als problematisch betrachten. Auch für diese Herausforderung hält jedoch die Forschung vielversprechende Lösungskonzepte bereit: Grundsätzlich wird durch reduzierten Grad an Redundanz, also das Nachrechnen von Transaktionen nur auf Teilmengen aller Nodes, auch der Stromverbrauch pro Transaktion gesenkt.

Dies ist etwa bei sogenannten Second-Layer-Konzepten wie Lightening oder Raiden der Fall, jedoch typischerweise mit Tradeoffs bei der Sicherheit verbunden, da diese ja gerade mit auf dem hohen Grad an Redundanz beruht. Bis Ethereum 2. Damit ist es möglich, probabilistisch mit einem in der Regel sehr kurzen und leicht zu verifizierenden Beweis zu zeigen, dass bestimmte Berechnungen korrekt ausgeführt wurden, ohne alle Details der Rechnung angeben bzw. Zunächst wurden ZKP von manchen Kryptowährungen wie bspw. Zcash eingesetzt, um die bei Kryptowährungen wie Bitcoin praktisch nicht vorhandene Vertraulichkeit von Transaktionen wiederherzustellen [ 33 ]. Dadurch ist es möglich, dass eine einzelne Partei, beispielsweise eine Kryptobörse, in sogenannten ZK-Rollups eine Vielzahl mehrere Tausend oder Zehntausend von Transaktionen bündelt und nur einen kurzen Beweis, dass alle Schritte korrekt ausgeführt wurden Prüfen von Signaturen, korrektes Aktualisieren von Kontoständen … , als Transaktion an die Blockchain schickt, wo der Beweis von den übrigen Knoten mit geringem Aufwand geprüft wird.

Im Detail können sich die Architekturen hier deutlich unterscheiden, sowohl hinsichtlich der genutzten ZKP-Technologie als auch der weiteren auf der Blockchain gespeicherten und kontinuierlich zu aktualisierenden Daten. Hier gibt es einen Tradeoff: Weniger Daten auf der Blockchain bedeutet eine höhere Abhängigkeit von der Partei, die die Beweise erstellt und die Kontostände aller Accounts bei sich aktualisiert und speichert, aber auch höhere Skalierbarkeit, da die Blockchain dann keinen Engpass darstellt.

Im Gegensatz zu bislang bestehenden Second-Layer-Lösungen können ZK-Rollups mit kompletter On-Chain-Datenhaltung dieselben Sicherheitsgarantien wie die Blockchain selbst gewährleisten, da der Beweis nach wie vor von allen Teilnehmern am Netzwerk geprüft wird und so Manipulationen mit derselben Sicherheit wie herkömmliche Transaktionen ausgeschlossen werden können [ 36 ]. In bestehenden Prototypen werden mithilfe von ZK-Rollups bereits Transaktionsraten von mehreren Hundert bis mehreren Tausend Transaktionen pro Sekunde in Ethereum herkömmlich ca. Zum Vergleich benötigt eine einfache Transaktion in Ethereum mindestens Entsprechend bedeutet dies bereits eine Reduktion der redundanten Operationen und damit deren Strombedarfs pro Transaktion um einen Faktor von ca.

Bei Transaktionen je Sekunde entspricht dies einem Betrag von ca. Auf der anderen Seite ergeben eigene Messungen mit ethereum-basierten Blockchains ohne PoW-Konsensmechanismus einen Stromverbrauch von ca. In einem Netzwerk von ca. Jedoch muss in einer ganzheitlichen Betrachtung auch der Leerlaufstrom von Nodes berücksichtigt werden. Je nachdem, ob extra für die Teilnahme an der Blockchain ein eigener PC verwendet wird bzw. Zudem ist ein Szenario, in dem alle Transaktionen innerhalb eines ZK-Rollups abgewickelt werden, unrealistisch. ZK-Rollups wurden in erster Linie entwickelt, um Skalierbarkeits- und Performanceprobleme von Blockchains zu lösen, und haben wie eben beschrieben den angenehmen Nebeneffekt, dass sie auch zu erheblichen Verbesserungen beim Stromverbrauch beitragen können. Diese sind jedoch nur dann spürbar, wenn kein PoW-basierter Konsensmechanismus bereits einen so hohen Stromverbrauch verursacht, dass sich Verbesserungen bei den redundanten Operationen überhaupt nicht bemerkbar machen, und der Leerlaufstrom absolut oder im Verhältnis zu dem durch Transaktionen verursachten Stromverbrauch aus CPU-Nutzung vernachlässigbar ist.

Die aktuell zahlreichen Kryptowährungen zugrunde liegenden PoW-Blockchains und insbesondere Bitcoin haben — unter Berücksichtigung ihrer derzeitigen technischen Performanz — einen enormen Energieverbrauch. Dabei ist die treibende Kraft hinter dem Stromverbrauch der Preis von Bitcoin und nicht etwa die Anzahl an Transaktionen und bei gleichbleibenden ökonomischen Rahmenbedingungen würde langfristig durch die bei vielen PoW-basierten Kryptowährungen auftretenden periodischen Halbierungen der Block-Rewards auch der entsprechende Stromverbrauch deutlich zurückgehen.

Zudem gibt es mittlerweile etablierte Blockchains mit alternativen Konsensmechanismen, vor allem PoS für offene, nicht zugangsbeschränkte Kryptowährungen und die wahlbasierten Konsensmechanismen privater, zugangsbeschränkter Blockchains. Unter Letztere fallen in der Regel Lösungen, die etwa in Unternehmen oder dem öffentlichem Sektor als organisationsübergreifende, neutrale Plattform eingesetzt werden. Vor allem aufgrund der für Blockchain-Technologie charakteristischen, redundanten Berechnungen ist jedoch deren Stromverbrauch pro Transaktion in etwa proportional zur Anzahl teilnehmender Knoten und damit immer noch um ein Vielfaches höher als der von zentralen Systemen. Bei einer ganzeitlichen Betrachtung muss jedoch auch stets der Leerlaufstrom berücksichtigt werden. Unter Hashing wird die Umrechnung von Input-Werten variabler Länge in einen Hash fixer Länge bezeichnet.

Von einem Hash kann nicht auf den zugrundeliegenden Input rückgeschlossen werden. Diese Funktion findet an mehreren Stellen Anwendung, u. Die Blockchain-Technologie bedient sich neben Hashing auch Komponenten der Kryptographie wie z. Damit wird in der Regel sichergestellt, dass nur die an der Transaktion beteiligten Akteure die Informationen entschlüsseln können. Die Ausgestaltungsmöglichkeiten einer Blockchain sind vielfältig und betreffen verschiedene Details. So kann eine Blockchain nicht nur allgemein und frei für jeden zugänglich sein, sondern auch alternativ gewisse Restriktionen hinsichtlich ihrer Teilnehmer und Nutzungsart haben.

Das Gründungsdokument beschreibt die technischen und ökonomischen Grundlagen der Währung im Detail. Im Februar wurde die erste Online-Bitcoin-Börse eröffnet. Die erste reale Bitcoin-Zahlung fand im Mai statt: Ein Programmierer in Florida bezahlte 10 Bitcoins für zwei Pizzas. Ende gelang die erste Bitcoin-Transaktion zwischen zwei Smartphones. Anfang Februar war 1 Bitcoin erstmals gleich viel wert wie 1 Dollar. Erste Bitcoin-Börsen ausserhalb der USA entstanden. Im September wurde die Bitcoin Foundation gegründet. Diese will das Kernteam der Software-Entwickler finanziell unterstützen und das Bitcoin-Netzwerk kontinuierlich verbessern.

Der grösste Unterschied von Kryptowährungen gegenüber traditionellen Währungen ist, dass sie nicht an die Geldpolitik eines Landes gekoppelt sind und nicht Notenbanken das exklusive Recht haben, diese Währungen auszugeben. Ein Schutz gegen die wertmindernde Inflation ist im System eingebaut. Bei Bitcoins beispielsweise ist der maximale Geldumlauf auf 21 Millionen Coins limitiert. Ein weiterer Antiinflationsmechanismus ist das sogenannte «Halving» , bei dem das Entgelt für Bitcoin-Miner verringert wird, obwohl die Komplexität zunimmt — mit dem Effekt, dass der Anreiz sinkt, neue Bitcoins zu schürfen.

Die Notenbanken können dagegen — wie in den vergangenen Jahren gezeigt — ohne Obergrenze Geld schöpfen. Doch obwohl gerade Bitcoin angetreten ist, die Notenbankwährungen obsolet zu machen, gibt es auch Verbindendes. Beide besitzen im Gegensatz zu Warenwährungen keinen intrinsischen Wert. Kryptowährungen sind wie Notenbankgeld im Idealfall teilbar, haltbar, transportierbar, schwer zu fälschen und vor allem: knapp. Bitcoin ist die älteste und bekannteste Digitalwährung. Wer an Kryptowährungen denkt, dem kommt zuallererst der Bitcoin in den Sinn. Der Begriff Bitcoin ist aus den Wörtern Bit von englisch «binary digit», 0 oder 1 und «coin» englisch für Münze zusammengesetzt.

Inzwischen haben sich in seinem Schatten auch andere digitale Devisen nach oben gekämpft: Die wichtigsten sind Ethereum, Tether, Binance Coin, Ripple oder Dogecoin. Inzwischen gibt es Tausende von weiteren Kryptowährungen, deren Wert zeitweise noch dramatischer angestiegen ist als der von Bitcoin. Gemäss der Website coinmarketcap. Viele sind irrelevant, als Scherz oder sogar mit kriminellen Absichten aufgesetzt. Mittels der Emission von neuen Anrechten auf Kryptowährungen, sogenannten Initial Coin-Offerings ICO , wächst das Angebot täglich. Doch nicht einmal von ihnen erreichen täglich einen Handelsumsatz von mehr als Dollar. Noch im Jahr war Bitcoin die einzige Kryptowährung. Doch das erfolgreiche Konzept führte zu zahlreichen alternativen Währungen «alt coins». Der wichtigste Konkurrent von Bitcoin ist Ether von Ethereum im Juli gemessen an der Marktkapitalisierung Platz 2.

Die vom damals jährigen Vitalik Buterin geschaffene Technologie basiert auf einer ausgereifteren und leistungsfähigeren Blockchain. Deshalb ist der Ether in der Lage, intelligente Verträge «smart contracts» selbst auszuführen. Zudem verfolgt Ethereum ein anderes Ziel: Es geht weniger darum, mit Ether zu bezahlen, als vielmehr darum, auf einer elektronischen, dezentralen Grundlage ganze Organisationen aufzubauen. Das System ist offen für jeden Spieler weltweit und gehört allen Nutzern des Systems. Diese zum Nutzen der Gesellschaft umgesetzte Infrastruktur ist ein Beispiel, wie Distributed Ledger Technologien die Umsetzung der alten genossenschaftlichen Idee im digitalen Zeitalter ermöglichen. Teile diese Seite auf. Interview Künstliche Intelligenz. Story smartmoves. Story Künstliche Intelligenz. Blockchain einfach erklärt.

Was genau sind DLT. Wo liegen Anwendungsbereiche der DLT. Wenn eine Mehrheit der Knoten zu dem Schluss kommt, dass die Historie und Signatur gültig sind, wird der neue Transaktionsblock in das Ledger übernommen und ein neuer Block in die Transaktionskette aufgenommen. Wenn eine Mehrheit dem Hinzufügen oder Ändern der Ledgerbuchung nicht zustimmt, wird sie abgelehnt und nicht in die Kette aufgenommen. Dieses Modell des verteilten Konsenses ermöglicht es der Blockchain, als verteiltes Ledger zu arbeiten, ohne dass eine zentrale, vereinheitlichende Behörde erforderlich ist, die sagt, welche Transaktionen gültig sind und vielleicht noch wichtiger welche nicht. Ein Blockchain Block hat eine wesentliche Funktion in dem gesamten Netzwerk.

Wer beispielsweise eine Kryptowährung kaufen oder verkaufen möchte, muss diese Transaktionen im Netzwerk zunächst bestätigen lassen. Dafür wird ein Blockchain Block generiert bzw. User können sich dies zunutze machen und nicht nur mit dem Kryptowährung handeln Geld verdienen, sondern auch als Miner aktiv sein. Im Durchschnitt wird alle 10 Minuten ein Block die Struktur, die Transaktionen enthält abgebaut. Miner konkurrieren um die Lösung eines schwierigen mathematischen Problems, das auf einem kryptographischen Hash-Algorithmus basiert. Wer beispielsweise Bitcoin auf dem Blockchain Wallet erhalten möchte, muss je nach Aufkommen im Netzwerk circa 10 Minuten warten, bis die Transaktion bestätigt ist. Der Blockchain Block bietet die zentrale in dem Netzwerk einer Kryptowährung. Möchten User direkt in Blockchain investieren , können sie dazu Internetwährungen an Krypto-Handelsplätzen direkt kaufen.

Kryptowährungen spezifisch, zu oberflächlich und teilweise falsch oder so technisch, dass man den Eindruck gewinnt, einen Informatik-Abschluss zu benötigen, um die Blockchain zu verstehen. Sonst kann es ohne ein elementares Verständnis der grundlegenden Konzepte schnell passieren, dass Anwendungen in der Blockchain landen, für die es die Blockchain eigentlich gar nicht braucht. Die Blockchain dt. Blockkette ist im Kern eine Datenbank oder auch digitales Register in dem Informationen gemeinschaftlich verwaltet, geprüft und geteilt werden. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Datenbank werden Informationen in der Blockchain jedoch nicht zentral gespeichert, sondern in einem verteilten Netzwerk verwaltet.

Stattdessen gibt es ein öffentliches technisches Regelwerk, das von allen Teilnehmern angewendet und durchgesetzt wird. Der aktuelle Stand der Informationen ist von allen Teilnehmern der Blockchain jederzeit einsehbar. Jeder Teilnehmer, der einen passenden Schlüssel bzw. Durch das Zusammenspiel der weiter unten vorgestellten technischen Konzepte sind die in der Blockchain gespeicherten Informationen manipulations- und revisionssicher. Die Blockchain ist eine Ausprägung eines Distributed Ledger engl. Insgesamt werden unter dem Oberbegriff Distributed Ledger alle Technologien zusammengefasst, die die Speicherung von Daten auf einer dezentralen Infrastruktur ermöglichen. Die Blockchain ist sicherlich die bekannteste Distributed Ledger Technologie. Das hat die Blockchain dem Bitcoin zu verdanken, vielleicht die bekannteste Blockchain Anwendung. Oft werden Bitcoin und Blockchain in einem Atemzug genannt.

Die Bitcoin startete im Jahr und ist das populärste Anwendungsbeispiel für den Einsatz einer Blockchain, Gleichzeitig ist Bitcoin die am weitesten verbreitete von über 5. Allerdings sind Bitcoins im Speziellen und Kryptowährungen im Allgemeinen nur ein Anwendungsfall der Blockchain-Technologie. Bitcoin verhält sich diesbezüglich zur Blockchain, wie die Blockchain zum Distributed Ledger. Jeder Anwendungsfall hat sein eigenes Design und eine ganz eigene Implementierung. Im Kern basieren jedoch alle Implementierungen auf den hier vorgestellten technischen und mathematischen Konzepten. Lediglich Smart Contracts sind eine Besonderheit und kommen nicht in allen Blockchains vor. Eigentlich ist die Blockchain nur eine Kombination bereits bestehender technischer und mathematischer Verfahren. Dadurch wurden Transaktionen pro Sekunde möglich.

Die Full Nodes von Bitcoin sind über ein Peer-to-Peer -Netzwerk verbunden. Über dieses werden Blöcke, Transaktionen und verschiedene weitere Nachrichten ausgetauscht. In einigen Situationen wird die Information von ausgehenden Verbindungen bevorzugt verarbeitet, da diese schwerer durch einen Angreifer zu kontrollieren sind. Um sich mit dem Bitcoin-Netz zu verbinden, benötigt die Bitcoin-Software [94] die Kenntnis von IP-Adressen anderer Bitcoin-Nodes. Für die initiale Suche nach anderen Nodes Bootstrapping wird das Domain Name System verwendet.

Der Bitcoin-Client löst einen Domainnamen auf, um die IP-Adressen mehrerer anderer Bitcoin-Nodes zu erhalten. Die für das Bootstrapping verwendeten Domainnamen sind in der Bitcoin-Software fest integriert und die Services werden von Mitgliedern der Bitcoin-Community betrieben. Bereits verbundene Bitcoin-Nodes tauschen bekannte IP-Adressen untereinander aus. Schlägt das Bootstrapping fehl, greift der Bitcoin-Client auf eine mitgelieferte Liste von Bitcoin-Nodes zu. Zeitkritisch ist hierbei vor allem der Versand neuer, durch Mining gefundener Blöcke, da die anderen Bitcoin-Miner bei Verzögerungen durch die Netzwerkübermittlung ihre Rechenleistung zeitweise auf einer älteren Version der Blockchain vergeuden würden.

Neben dem eigentlichen sogenannten Mainnet existiert ein sogenanntes Testnet mit separater Blockchain, welches für das Testen von neuen Funktionen oder zum Experimentieren geeignet ist. Das Testnet wurde bisher zweimal zurückgesetzt. Wesentliche Unterschiede zu dem Mainnet sind die Anpassung der Schwierigkeit, sowie der Preis von Testnet Bitcoins. Testnet Bitcoins lassen sich über das Internet kostenlos beziehen, da sie faktisch keinen Wert haben. Sie besteht aus einer Reihe von Datenblöcken , in denen jeweils eine oder mehrere Transaktionen zusammengefasst und mit einer Prüfsumme versehen sind.

Die Transaktionen eines Blocks werden durch einen Merkle-Baum paarweise miteinander gehasht und nur der letzte Hashwert , der Root-Hash , als Prüfsumme im Header des Blocks vermerkt. Die Blöcke werden dann mithilfe dieses Root-Hashes verkettet. Jeder Block enthält im Header den Hash des gesamten vorherigen Blockheaders, so ist die Reihenfolge der Blöcke eindeutig festgelegt. Transaktionen praktisch ausgeschlossen, da die Hashes aller nachfolgenden Blöcke in kurzer Zeit ebenfalls neu berechnet werden müssten. Der erste Block in der Blockchain ist vorgegeben und wird Genesisblock genannt. Zudem enthält die Bitcoin-Software eine fest integrierte Liste von wohlbekannten Blöcken aus der Vergangenheit, die mit der heruntergeladenen Blockchain übereinstimmen müssen.

Im Original-Paper wurde die Möglichkeit beschrieben, Speicherplatz einzusparen, indem man ältere Transaktionen aus den Blöcken entfernt und nur den Header mit dem Root-Hash behält. Beim Erzeugen von Blöcken das auch Mining genannt wird [] kann es vorkommen, dass mehrere Bitcoin-Nodes gleichzeitig einen gültigen neuen Block erzeugen. Empfangen die anderen Teilnehmer mehr als einen gültigen neuen Block, entscheiden diese, welchen Block sie übernehmen. In der Regel ist das der erste empfangene Block. In seltenen Fällen kann es zu einem Fork in der Blockchain kommen, bei der die Kette verzweigt und beide Zweige mit gültigen neuen Blöcken fortgeführt werden.

In solch einem Fall setzt sich irgendwann der Fork mit der längeren Kette durch, weil angenommen wird, dass dahinter die Mehrheit der Teilnehmer steht. Die erste Transaktion in einem Block enthält die Überweisung der neu erzeugten Bitcoins und der Transaktionsgebühren. Versucht ein Bitcoin-Node, mehr Bitcoins zu erzeugen als ihm zustehen, wird sein Block von anderen Bitcoin-Nodes nicht akzeptiert. Ursprünglich wurden 50 Bitcoins pro Block erzeugt. Diese Zahl halbiert sich alle Um eine Bitcoin-Adresse zu erhalten, muss der Bitcoin-Client des Teilnehmers zunächst ein Schlüsselpaar erzeugen. Das Schlüsselpaar besteht aus einem öffentlichen und einem privaten Schlüssel. Der private Schlüssel ist eine generierte Zufallszahl und wird im Wallet gespeichert.

Er dient dem Signieren von Transaktionen, d. Gleichzeitig bedeutet der Verlust des privaten Schlüssels auch den Verlust der dazugehörigen Bitcoins. Der öffentliche Schlüssel braucht nicht mit gespeichert zu werden, da er aus dem privaten Schlüssel berechnet [] werden kann siehe ECDSA Schlüsselerzeugung. Die Bitcoin-Adresse ist eine Kurzform Fingerprint des öffentlichen Schlüssels und mit Base58 kodiert. Um die Adresse zu berechnen, werden zwei kryptologische Hashfunktionen nacheinander auf den öffentlichen Schlüssel angewandt hier: RIPEMD SHA pubkey. Neben dem sich daraus ergebenden Bit langen Hashwert public key hash ist in der Adresse ein weiterer 32 Bit langer Hashwert enthalten, durch den, wie bei einer Prüfsumme , Übertragungs- oder Tippfehler erkannt werden sollen. Der Zahlungssender muss lediglich die Bitcoin-Adresse vergleichbar mit der Kontonummer bzw.

IBAN des Zahlungsempfängers kennen; dessen Bestätigung ist nicht nötig. Der Zahlungsempfänger muss deshalb nicht mit dem Netzwerk verbunden sein. Der Sender muss sich nur kurz verbinden, um die Transaktion abzusetzen. Eine Rückabwicklung von Transaktionen ist, nachdem sie einmal in die Blockchain aufgenommen wurden, ausgeschlossen. Auch das Einziehen von Guthaben von einem Konto, wie beim Lastschriftverfahren , ist nicht möglich. Allerdings kann der Zahlungssender eine von ihm ausgelöste Transaktion bis zu ebendiesem Zeitpunkt ändern. Problematisch daran ist, dass zwischen dem initialen Auslösen der Transaktion und ihrer Manifestierung in der Blockchain so viel Zeit vergehen kann, dass Bitcoins nicht mehr als Sofort-Zahlungsmittel einsetzbar sind. Zumindest müsste der Zahlungsempfänger ggf.

Waren ausliefert, bevor die Transaktion nachweisbar abgeschlossen ist. Beim Überweisen von Bitcoins fallen Gebühren an. Diese betragen derzeit mindestens 1. Andererseits sollen die Gebühren verhindern, dass das Netzwerk mit Transaktionen absichtlich überlastet wird. Der überweisende Teilnehmer kann die Transaktionsgebühren, die er zu zahlen bereit ist, selbst festsetzen. Je höher dieser Wert ist, umso schneller wird die Transaktion bestätigt. Eine Auswahl ist nötig, da die Anzahl der in einen Block passenden Transaktionen durch eine Obergrenze beschränkt ist. Genaugenommen existieren im Bitcoin-System keine Konten, die ein Guthaben aufweisen können. Jede Transaktion enthält mindestens eine Eingabe bestehend aus einem Transaktionshash und einem Index , mindestens eine Ausgabe Empfängeradresse, sowie der entsprechenden Betrag und noch weitere Felder für die Signatur und Verwaltung.

Der Betrag der angegebenen Eingaben wird vollständig den Zieladressen in der angegebenen Höhe gutgeschrieben. Danach wird die Transaktion ins Peer-to-Peer-Netzwerk übertragen und mit einem Flooding-Algorithmus verbreitet. Der Absender schickt seine Transaktion an alle mit ihm verbundenen Bitcoin-Nodes im Netzwerk. Diese verifizieren die Signatur und prüfen, ob die Transaktion gültig ist. Das wiederholt sich, bis die Transaktion allen Bitcoin-Nodes im Netzwerk bekannt ist. Sobald die Transaktion bei einem von einem Miner betriebenen Node angekommen ist, kann dieser sie in von ihm erzeugte Blöcke aufnehmen. Teilnehmer A hat zuvor einen Betrag an Teilnehmer B überwiesen, den dieser nun weiter an Teilnehmer C überweisen möchte. Dazu erstellt Teilnehmer B eine Transaktion, die als Eingabe die Gutschrift von Teilnehmer A erhält und als Ausgabe die Adresse des Teilnehmers C hat.

Um nachzuweisen, dass er der Besitzer der Bitcoins ist, die A ihm überwiesen hat, schreibt B seinen vollständigen öffentlichen Schlüssel und die Eingabetransaktion in die neue Transaktion. Aus dem öffentlichen Schlüssel kann seine Bitcoin-Adresse berechnet und so nachgewiesen werden, dass der Betrag zuvor von A an ihn überwiesen wurde. Als Zahlungsempfänger gibt Teilnehmer B die Bitcoin-Adresse von Teilnehmer C an sowie den Betrag, den er C überweisen möchte. Zum Schluss signiert Teilnehmer B die Transaktion mit seinem privaten Schlüssel und überträgt sie an das Netzwerk. Bis November wurden 50, bis Juli 25, [] bis Mai 12,5 und seitdem 6,25 Bitcoins mit jedem neuen Block ausgezahlt. Nachdem ein neuer gültiger Block gefunden wurde, wird er, wie unbestätigte Transaktionen, per Flooding-Algorithmus an alle Bitcoin-Nodes im Netzwerk als neue längere gültige Blockchain verbreitet.

Das Problem besteht für jeden Bitcoin-Node darin, herauszufinden, welche Blöcke bzw. Gültige Blöcke werden nur durch das rechenintensive Mining erschaffen. So vertraut jeder Bitcoin-Node der längsten gültigen Blockkette, da hinter dieser die meiste Rechenleistung steht und deswegen auch die Mehrheit der Teilnehmer vermutet wird. Praktisch die gesamte Rechenleistung des Bitcoin-Netzwerks entfällt beim Mining auf das Lösen kryptographischen Aufgaben, den Proof of Work. Deren Zweck ist es sicherzustellten, dass das Erzeugen gültiger Blöcke mit einem gewissen Aufwand verbunden ist, so dass eine nachträgliche Modifikation der Blockkette, wie bspw.

Die Schwierigkeit der Aufgabe wird im Netzwerk dynamisch so geregelt , dass im Mittel alle zehn Minuten ein neuer Block erzeugt wird. Die Wahrscheinlichkeit eines Teilnehmers, die richtige Lösung zu finden, ist proportional zu der eingesetzten Rechenleistung. Alle Blöcke berechnen alle Bitcoin-Nodes unabhängig voneinander den Schwierigkeitsgrad des Minings neu, und passen sie so an die aktuelle Rechenleistung des gesamten Systems an, dass weiterhin etwa alle zehn Minuten eine neue Lösung gefunden wird. Lösungen, die dem aktuellen Schwierigkeitsgrad nicht entsprechen, werden von anderen Bitcoin-Nodes nicht akzeptiert. Der Proof of Work besteht bei Bitcoin darin, einen Hashwert zu finden, der unterhalb eines bestimmten Schwellwerts liegt. Der Schwellwert ist umgekehrt proportional zur Mining-Schwierigkeit.

Durch den Schwellwert kann der Aufwand zum Lösen des Proof of Work geregelt werden, denn je niedriger dieser Wert ist, umso unwahrscheinlicher ist es, einen passenden Hash zu finden. Der Hash wird durch zweimaliges Anwenden der kryptologischen Hashfunktion SHA auf den Anfangsbereich eines Blocks Blockheader berechnet. Um sicherzustellen, dass ein Hashwert unterhalb der vorgegebenen Schwelle gefunden werden kann, gibt es im Blockheader verschiedene Felder, deren Wert verändert werden kann. Speziell für diesen Zweck existiert das Feld Nonce.