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Kryptowährungen und Mining - Was ist das und wie funktioniert es?

Was sind Bitcoin und Ethereum? Wie funktioniert eine Kryptowährung und das Mining? Und warum sorgt das derzeit für ausverkaufte Grafikkarten und steigende Preise, speziell bei Radeons?

von Christoph Liedtke,
29.06.2017 17:13 Uhr

Bitcoin ist nicht nur eine Kryptowährung, sondern auch ein weltweit dezentrales Zahlungssystem. Der Erfinder oder die Erfinder sind unter dem Namen Satoshi Nakamoto bekannt.Bitcoin ist nicht nur eine Kryptowährung, sondern auch ein weltweit dezentrales Zahlungssystem. Der Erfinder oder die Erfinder sind unter dem Namen Satoshi Nakamoto bekannt.

Der aktuelle Mining-Hype rund um die Kryptowährung Ethereum ist in aller Munde. Doch was sind überhaupt Kryptowährungen? Wir erläutern anhand der weltweit größten Kryptowährung Bitcoin wie sie funktionieren und was genau dahinter steckt.

Um zum Ursprung dieser Begriffe zu gelangen, müssen wir zurück in das Jahr 2008, als Satoshi Nakamoto das Whitepaper mit dem Titel: »Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System« (Bitcoin: Ein verteiltes, elektronisches Zahlungssystem) veröffentlichte und damit die erste nicht durch Regierungen und Banken kontrollierte, dezentrale Kryptowährung schuf.

Der weiterhin unbekannte Bitcoin-Erfinder wollte aber in erster Linie, ausgelöst durch die damals herrschende Finanzkrise, ein dezentralisiertes Zahlungssystem erschaffen. Dieser Ansatz war komplett neu und stellte einen Gegenentwurf zu den allesamt gescheiterten Versuchen dar, einen zentral verwalteten Dienst für elektronisches Geld zu etablieren.

Die Idee sah vor, dass das dezentrale Zahlungssystem ohne eine Verwaltung wie beispielsweise eine (Zentral-)Bank auskommt und den direkten Transfer von Bitcoins zwischen einzelnen Nutzern ermöglicht. Dieses Prinzip ist vergleichbar mit dem Filesharing-Protokoll Bittorrent, wo Nutzer ohne den Umweg über einen Server Daten direkt untereinander (»Peer to Peer«) austauschen.

Der Zahlungsverkehr mit Bitcoin

So verschieden traditionelle und dezentrale Zahlungssysteme auch aufgebaut sind, so gleich ist ihre Grundstruktur: Auch bei Bitcoin existieren Konten, Salden und Überweisungen. Da allerdings kein zentraler Server die Bezahlvorgänge kontrolliert, Betrugsversuche aufspürt und Konten von Sender und Empfänger entsprechend aktualisiert, schlüpfen alle Teilnehmer des Netzwerks in diese Rolle.

Eine Transaktion wird allen Teilnehmern des Bitcoin-Netzwerks gemeldet, validiert und letztendlich bestätigt. (Bildquelle: Bitcoin.org)Eine Transaktion wird allen Teilnehmern des Bitcoin-Netzwerks gemeldet, validiert und letztendlich bestätigt. (Bildquelle: Bitcoin.org)

Ihnen wird eine Liste aller bisherigen Transaktionen, die sogenannte Blockchain, zur Verfügung gestellt, um zukünftige Transaktionen zu validieren und so Betrügereien auszuschließen. Das heißt, dass jede getätigte Transaktion seit Bestehen der elektronischen Währung für alle einsehbar ist.

Die Blockchain

Die in der Blockchain vermerkten Transaktionen tauchen als eine Abfolge von Zahlen und Buchstaben auf. Anhand dieser lassen sich nur die Bitcoin-Bewegungen festhalten, nicht aber die dahinter steckende Person zuordnen – man spricht von Pseudonymität.

Das Konzept der Blockchain selbst ist eine Aneinanderreihung von Datenblöcken. Jeder Datenblock beinhaltet unzählige Transaktionen mit den Adressen der Sender und Empfänger sowie die Menge an überwiesenen Bitcoins. Innerhalb des Netzwerks wird sie fortlaufend aktualisiert, jeder Block ist mit dem vorigen kryptografisch verknüpft und somit auf Gültigkeit abgesichert.

Seit dem Start der Bitcoin-Währung im Jahr 2009 ist dieses umfassende Kontenbuch auf über 140 GByte an Daten angewachsen.

Verschlüsselung der Transaktionen

Wichtig ist, dass sich alle Teilnehmer über die Buchführung einig sind und Betrüger außen vor bleiben. Ohne eine Verwaltungseinheit schien das in einem dezentralen Zahlungssystem bis zu diesem Zeitpunkt schier unmöglich, doch Nakamoto präsentierte in seinem Whitepaper die Lösung hierzu, er setzt auf einen aufwändigen Algorithmus.

Eine neue Transaktion wird zusammen mit vielen weiteren als ein neuer Block an das Netzwerk geschickt. Hier kommt dann Kryptografie ins Spiel. Zunächst einmal sind alle Transaktionen mithilfe eines Public-Key-Verfahren verschlüsselt. Diese Art der Verschlüsselung wird beispielsweise zum Versenden von Mails mit dem Tool PGP (Pretty Good Privacy) genutzt.

Im Whitepaper von Nakamoto wird auch die Signierung von Transaktionen erklärt. Der private Schlüssel signiert Transaktionen, der öffentliche dient der Überprüfung.Im Whitepaper von Nakamoto wird auch die Signierung von Transaktionen erklärt. Der private Schlüssel signiert Transaktionen, der öffentliche dient der Überprüfung.

Bevor jemand eine Transaktion an das Bitcoin-Netzwerk senden kann, wird eine digitale Geldbörse (Wallet) benötigt, in der Bitcoins gespeichert werden. Nach der Einrichtung, die keine privaten Daten erfordert, erhält der Nutzer zwei Schlüssel, einen privaten sowie einen öffentlichen. Jede Transaktion wird mit dem privaten Schlüssel, zu dem nur der Besitzer Zugang hat, signiert und an das Netzwerk weitergeleitet.

Dank des öffentlichen Schlüssels kann jeder Teilnehmer nun überprüfen, ob die Signatur wirklich vom ursprünglichen Sender stammt. Die Signatur lässt sich nicht wie eine Unterschrift oder gar eine Kreditkartennummer fälschen.

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