BitcoinVonInnen

Bitcoin

Systemüberblick

Block 950.140Live
  1. Bitcoin-Logo 2009 mit BC, Icon aus Bitcoin v0.1.1

    2009

    by Satoshi Nakamoto

    Bitcoin-Client v0.1.1 (Wikimedia Commons)

  2. Bitcoin-Logo 2010, goldene Münze mit ₿

    2010

    by Satoshi Nakamoto

    Satoshi Nakamoto, 24.02.2010 (Wikimedia Commons)

  3. Bitcoin Logo 2010, orange

    2010

    by Phil Wilson

    Bitcoin Core (bitcoin.svg)

Was ist Bitcoin?

Bitcoin ist ein dezentrales, kryptografisch abgesichertes elektronisches Bargeldsystem für direkte Zahlungen von Person zu Person. „Bargeld“ ist hier funktional gemeint: als Zahlungsmedium, das direkt zwischen zwei Personen übertragen werden kann, ohne dass für jede einzelne Zahlung ein Kontoanbieter, Zahlungsdienstleister oder zentraler Abwickler benötigt wird.

Bitcoin trennt dabei bewusst verschiedene Aufgaben im System: Wallets halten Schlüssel und erzeugen Signaturen für Transaktionen, Nodes prüfen unabhängig die Regeln des Netzwerks, und Miner ordnen gültige Transaktionen in neue Blöcke ein. Diese Trennung von Schlüsselkontrolle, Regelprüfung und wirtschaftlicher Sicherheit ist ein zentraler Teil der Architektur von Bitcoin.

Signierte TransaktionenGültige TransaktionenNeue BlöckeBestätigter ZustandKEY + SPENDABLE OUTPUTSskpkkeypairspentspentspentsigreadyTXsignedinusedusedoutpayeechangeSchlüssel autorisieren · keine CoinsWALLETSSchlüssel & AusgabebedingungenbereitREGEL-ENGINEscriptutxorulespolicymempoolNodes entscheiden GültigkeitNODESRegeln & ValidierungempfängtBLOCK-ASSEMBLYPoW / nonce0000merkle / headerblock#840000Miner ordnet Tx, PoW sichert HistorieMINEROrdnung & SicherheitBlock

Alle Teilnehmer arbeiten dabei ohne zentrale Instanz zusammen. Nodes validieren Blöcke und Transaktionen anhand gemeinsamer Konsensregeln, während Proof-of-Work die gemeinsame Historie wirtschaftlich gegen nachträgliche Veränderungen absichert. So entsteht mit der Blockchain ein weltweit synchronisierter und überprüfbarer Zustand.

Wer hat Bitcoin erfunden?

Bitcoin wurde unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto veröffentlicht. Am 31.10.2008 erschien das WhitepaperBitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System“, am 3.1.2009 startete mit dem Genesis-Block das Bitcoin-Netzwerk. Wer Satoshi Nakamoto wirklich war, ob es eine einzelne Person oder eine Gruppe war, ist bis heute unbekannt. Mit seiner letzten bekannten öffentlichen Nachricht am 12.12.2010 zog er sich aus der Bitcoin-Entwicklung zurück. Seitdem hat man nichts mehr von ihm gehört.

Bitcoin entstand aber nicht aus dem Nichts. Viele Ideen waren vorher schon da. Satoshi kombinierte sie zu einem funktionierenden offenen Geldsystem.

Vor Bitcoin: wichtige Ideen und Vorläufer

  1. 1980er

    DigiCash

    David Chaum

    Frühes digitales Geld mit kryptografischer Privatsphäre, aber zentraler Instanz.

  2. 1997

    Hashcash

    Adam Back

    Proof-of-Work gegen Spam und DoS-Angriffe.

  3. 1998

    b-money

    Wei Dai

    Konzept für ein dezentrales elektronisches Bargeldsystem.

  4. 1998

    Bit Gold

    Nick Szabo

    Idee für digitales knappes Geld mit Proof-of-Work.

  5. 2004

    RPOW

    Hal Finney

    Wiederverwendbares Proof-of-Work als experimentelles System.

  6. 2008

    Whitepaper

    Satoshi Nakamoto

    Bitcoin wird als Peer-to-Peer Electronic Cash System beschrieben.

  7. 2009

    Netzwerkstart

    Genesis Block

    Der Genesis Block startet die Chain.

Bitcoin kombiniert die entscheidenden Bausteine

Die Innovation lag nicht in einem einzelnen Baustein, sondern in der Kombination: Wallets signieren Transaktionen, Nodes prüfen Regeln, Miner schlagen Blöcke vor, und Proof-of-Work macht die Historie teuer veränderbar.

Digitale Signaturen

+

P2P-Netzwerk

+

Proof-of-Work

+

Blockkette

+

Anreizsystem

=

Bitcoin

Nach Satoshis Rückzug ist Bitcoin nicht stehen geblieben. Entwickler und die Community haben das Protokoll weiter gepflegt, erweitert und gehärtet. Die Grafik unten zeigt einige wichtige Meilensteine dieser Weiterentwicklung.

Bitcoin-Entwicklung: wichtige Meilensteine

  1. 2012

    P2SH

    Komplexere Scripts wie Multisig werden praktikabler.

  2. 2015/2016

    Timelocks

    Ausgaben können an Zeit oder Blockhöhe gebunden werden.

  3. 2016

    Compact Blocks

    Neue Blöcke verbreiten sich effizienter zwischen Nodes.

  4. 2017

    SegWit

    Die Transaktionsstruktur wird erweitert und Malleability entschärft.

  5. 2021

    Taproot

    Schnorr-Signaturen und neue Script-Pfade machen bestimmte Ausgaben privater und flexibler.

Wie läuft eine Zahlung technisch ab?

Alice, Netzwerk, Block, Bob bestätigtAliceBob

Wenn du Bitcoin sendest, erstellt deine Wallet eine Transaktion. Diese Transaktion wird signiert und an das P2P-Netzwerk weitergegeben. Nodes prüfen, ob sie gültig ist, verbreiten sie weiter und halten sie zunächst im Mempool als unbestätigte Transaktion vor. Später kann ein Miner sie in einen Block aufnehmen. Sobald dieser Block von Nodes akzeptiert und Teil der Blockchain wird, gilt die Zahlung als bestätigt.

Aber werden Bitcoin nicht eigentlich verschickt in Form von Münzen?

Nicht wirklich. Bei Bitcoin wandern keine digitalen Münzen wie Dateien von Wallet A zu Wallet B. Eine Transaktion verbraucht UTXOs mit bestehenden Ausgabebedingungen und erzeugt neue.

Technisch sind das UTXOs: Zustandsobjekte aus Betrag und Ausgabebedingung. Wenn du sendest, nutzt deine Wallet vorhandene UTXOs als Inputs, liefert Unlocking-Daten für deren Scripts und definiert neue Outputs mit neuen Ausgabebedingungen: einen für den Empfänger und meist Wechselgeld zurück.

Nodes prüfen deterministisch, ob die Inputs noch unspent sind und ob Scripts sowie Konsensregeln erfüllt sind. Danach gilt: Die alten UTXOs sind verbraucht; die neuen mit ihren Ausgabebedingungen sind Teil des aktuellen Chainstate.

Kurz gesagt: Bitcoin wird nicht „verschickt“ eine Transaktion legt neu fest, wer welchen Betrag als Nächstes ausgeben darf.

Wie funktioniert die Blockchain?

Die Blockchain ist die gemeinsam überprüfte Historie aller bestätigten Bitcoin-Transaktionen. Sie besteht aus einer Kette von Blöcken, die kryptografisch miteinander verbunden sind.

block 842txprev hashmerkle rootnonce000…a3f2validatedblock 843txprev hashmerkle rootnonce000…8c1evalidatedblock 844txprev hashmerkle rootnonce000…5b09validatednew blocktxprev hashmerkle rootnonce000…2d4fvalidated

Jeder neue Block enthält:

Dadurch baut jeder Block auf seinem Vorgänger auf. Eine nachträgliche Änderung würde die Hashes aller folgenden Blöcke verändern und enorme Rechenarbeit erfordern.

Die Blockchain ist dabei keine zentrale Datenbank, sondern ein gemeinsam validierter Zustand, den tausende Nodes unabhängig prüfen und synchron halten. Neue Blöcke werden von Minern vorgeschlagen, aber erst Teil der Blockchain, wenn Nodes sie anhand der Konsensregeln akzeptieren.

So entsteht Schritt für Schritt eine Historie, die weltweit repliziert, überprüfbar und extrem schwer nachträglich veränderbar ist.