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Bitcoins, Blockchain und Klopfertaler

Jetzt gibt es bei diesen Kryptowährungen keine zentrale Autorität wie eine Zentralbank, also wo befindet sich dieses Kassenbuch?

Von dem Kassenbuch existieren viele gleichwertige Kopien in einem Peer-to-Peer-Netzwerk, ähnlich wie beim Filesharing (zum Beispiel über Bittorrent). Im Prinzip kann jeder diesem Netzwerk beitreten und eine eigene, mit anderen identische Kopie des Kassenbuchs vorhalten und pflegen. Jede Transaktion, also jedes Verschicken von Klopfertalern, muss über dieses Netzwerk verkündet werden, damit jeder, der so ein Kassenbuch pflegt, sie in seine Kopie eintragen kann. Diese dezentrale Speicherung sorgt dafür, dass der Ausfall eines einzigen Rechners nicht die Möglichkeit zur Zahlung mit der Währung behindert.

Die vollen Seiten des Kassenbuchs sind bei jeder Kopie gleich. Um nachträgliche Manipulationen auszuschließen, wird für jede Seite ein Hash aus allen Angaben dieser Seite erstellt – und aus dem Hash der letzten Seite. Sollte die vorherige Seite manipuliert werden und sich somit deren Hashwert ändern, so würde der Hashwert der aktuellen Seite nicht mehr stimmen, die Manipulation würde also auffliegen. Da sich jede Seite – oder Block – auf den unmittelbaren Vorgänger bezieht, bildet sich also eine Kette: die Blockchain. Das Kassenbuch ist damit identisch mit der gesamten Blockchain. Die Blockchain wird im Laufe der Zeit natürlich sehr groß, weil sie wirklich jede einzelne Transaktion enthält, die jemals vorgenommen wurde: Bei der ursprünglichen Bitcoin umfasst die gesamte Blockchain inzwischen über 140 Gigabyte, wobei jeder Block 1 Megabyte groß sein darf (und somit auch nicht unbegrenzt viele Transaktionen enthalten kann, so wie jede Seite in einem Kassenbuch aus Papier auch nicht unbegrenzt viele Zeilen hat).

Blockchain Abbildung 1: Die einfachste Blockchain
Das Grundprinzip dieser Blockchain ist recht simpel, sodass man sich schon fragt, wieso plötzlich jetzt auf einmal so viele Unternehmen auf den Trichter kommen, dass man das gewinnbringend einsetzen könnte. Es gab zwar ein Patent auf die Blockchain, aber das ist auch schon abgelaufen, bevor Bitcoin richtig bekannt wurde.

Die Rechner, die eigene Kopien des Kassenbuchs pflegen, nehmen nur Einträge auf einer neuen Seite (also in einem neuen Block) vor, die alten Blöcke sind festgelegt und können nicht mehr geändert werden.

Allerdings kann man nicht garantieren, dass jeder, der so eine eigene Version des Kassenbuchs pflegt, die Transaktionen auch zur selben Zeit kriegt und somit alle Transaktionen in jedem verteilten Kassenbuch auf jeder Seite gleich verzeichnet werden. Es muss also regelmäßig eine Entscheidung geben, welche der vielen Varianten der aktuellen Seite des Kassenbuchs die maßgebliche ist.

Diese Entscheidung ist es auch, die eigentlich erst neues Geld erschafft, also neue Klopfertaler oder Bitcoins in die Welt bringt, da es keine Zentralbank gibt, die die Geldmenge steuern könnte. Denn die Pflege eigener Kopien der Blockchain wird nicht als Freundschaftsdienst an der Gemeinschaft betrieben, sie wird belohnt. Den teilnehmenden Rechnern wird ein mathematisches Problem gestellt, und wer das löst, darf seine aktuelle Kassenbuchseite als neuesten Block in die Blockchain eintragen – und eine zusätzliche Transaktion hinzufügen, die da heißt: Dieser Nutzer bekommt eine bestimmte Anzahl Klopfertaler. Das ist mit dem Schürfen (oder Mining) gemeint, das bei Kryptowährungen oft genannt wird. Wenn so ein neuer Block an die Blockchain gehängt wurde, müssen alle Computer im Netzwerk diesen herunterladen und einen neuen Block anfangen.

Das mathematische Problem, das es bei Bitcoin zu lösen gilt, ist, eine Zahl („Nonce“ genannt) zu finden, die (zusammen mit den sonstigen Werten für den Block und dem Hash des vorherigen Blocks) dafür sorgt, dass die ersten X Stellen des Hashes für den aktuellen Block 0 sind (also der Hashwert kleiner ist als eine bestimmte Zahl). Da man so eine Zahl nur durch ständiges Ausprobieren finden kann, brauchen selbst schnelle Computer ganz schön viel Zeit dafür, zumal man ja nach jedem Block, der neu in der Blockchain landet, wieder von vorn anfangen muss. Momentan wird weltweit ungefähr alle 10 Minuten ein neuer Block zur Blockchain hinzugefügt.

Blockchain Abbildung 2: Die Blockchain-Konkurrenz
Die Rechner im Netzwerk konkurrieren miteinander, wer den neuesten Block hinzufügen darf. Dafür werden ständig neue Nonces durchprobiert, bis der gesamte Hash für den neuen Block endlich genug Nullen am Anfang hat.

Diese Aufgabe kann durch das Anpassen von X leichter oder schwieriger gemacht werden, was ungefähr alle 14 Tage passiert, um auf die aktuelle Rechenleistung im Netzwerk zu reagieren, damit nicht zu schnell oder zu langsam neue Blöcke hinzugefügt werden. Wer 2009 ganz am Anfang dabei war, konnte selbst mit einem normalen Laptop genug Bitcoins schürfen, um heute zigfacher Millionär zu sein. Inzwischen sind die Aufgaben sehr viel schwieriger, denn es beteiligen sich hauptsächlich große Rechnerfarmen, die ihre Berechnungen auf vielen High-End-Grafikkarten ausführen.

Deswegen gibt es inzwischen Liefer-Engpässe, wenn mal wieder eine neue Grafikkarte der Spitzenklasse auf den Markt kommt: Oft gehen Gamer leer aus, weil so viele Bitcoin-Miner containerweise diese Grafikkarten aufkaufen und für ihre Rechnerfarmen benutzen. Das Resultat dieser Aufrüstung mit Massenberechnungswaffen: Die Schwierigkeit der Aufgaben ist für einen normalen PC inzwischen zu hoch. Dieses schon industrielle Schürfen von Bitcoins benötigt natürlich auch jede Menge Elektrizität: Bitcoin-Mining verbraucht im Jahr mehr Strom als Irland und 18 andere europäische Länder.

Neben der erhöhten Schwierigkeit der Aufgabe wird auch die Belohnung für neue Blocks in der Blockchain immer kleiner: Gab es 2009 noch 50 Bitcoins für einen neuen Block, sind es inzwischen nur noch 12,5 Bitcoins, und 2020 wird auch diese Zahl wieder halbiert. Irgendwann (so um das Jahr 2140) gibt es gar keine Belohnung mehr und somit auch keine neuen Bitcoins. Die Gesamtmenge der möglichen Bitcoins ist somit auf etwa 21 Millionen begrenzt, von denen sind derzeit schon 16 Millionen im Umlauf.

Deswegen gibt es noch eine weitere Einnahmequelle für die Schürfer: Da der Platz für Transaktionen pro Block begrenzt ist, können sie Transaktionsgebühren einziehen. Wer mehr Gebühren bietet, kann sich einen guten Platz im Block sichern. Wer geizig ist, wird vielleicht einige Tage warten müssen, bis seine Transaktion tatsächlich in die Blockchain aufgenommen und somit bestätigt wird – eventuell scheitert sie sogar ganz.

Kryptowährungen mögen also unheimlich modern sein – schnell ist der Bezahlvorgang damit nicht unbedingt. Zudem kann man auch besonderes Pech haben: Wenn zwei neue Blöcke zur selben Zeit an die Blockchain gehängt werden sollen, dann gibt es plötzlich zwei verschiedene Versionen der Blockchain, und im Endeffekt setzt sich (nach weiteren Blöcken) dann die längere durch, denn in die ist mehr Rechenarbeit geflossen, weswegen sie als die maßgebliche Blockchain gilt. Die neueren Blöcke der anderen, kürzeren Blockchain sind verwaist, deren Transaktionen gelten also nicht als ausgeführt, wenn sie nicht auch in der längeren Blockchain verzeichnet waren.

Blockchain Abbildung 3: Verwaiste Blockchain
Dumm für denjenigen, der den verwaisten Block hinzugefügt hat, dumm für die, deren Transaktionen nur in diesem Block waren: Für das Netzwerk ist es so, als hätte dieser Block nie existiert, der Schürfer kann also auch seine Belohnung vergessen, obwohl sein Computer die Aufgabe gelöst hat.

Sind Klopfertaler oder Bitcoins also die Zukunft? Klopfertaler bestimmt (auch wenn sie noch nicht existieren), bei Bitcoins bin ich skeptisch. Bei der Begrenzung der Geldmenge hat sich der Schöpfer der Währung, Satoshi Nakamoto (vermutlich ein Pseudonym), an Gold orientiert. Und damit hat er aber auch genau das Problem übernommen, weswegen Gold inzwischen nicht mehr die Grundlage der herkömmlichen Währungen ist: Die Geldmenge kann nicht an die wirtschaftlichen Bedürfnisse angepasst werden. Da ist die Deflation schon von Anfang an eingebaut: Es werden immer mehr Wirtschaftsgüter geschaffen, als Bitcoins nachkommen. Eine Bitcoin würde also, wenn die Wirtschaft komplett darauf umschwenken würde, immer mehr wert sein, was natürlich kein Anreiz ist, sie auszugeben. Das ist schon mal keine gute Nachricht für Unternehmen, die ja davon leben, dass ihre Kunden Geld ausgeben, und für die Mitarbeiter, die davon leben, dass ihre Arbeitgeber Geld einnehmen. Preise zu erhöhen, ist aber auch schlecht möglich – schließlich gibt es immer weniger Bitcoins für immer mehr Menschen und Güter. Ein weiteres Problem ist natürlich die Begrenzung der möglichen Transaktionen: Wenn in einer Währung pro Jahr nur so viele Transaktionen möglich sind, wie ein großes Kreditkartenunternehmen an einem einzigen Tag abwickelt, dann sieht die Zukunft dieser Währung als Zahlungsmittel düster aus. (Die Wahrheit ist noch extremer: Bitcoin schafft etwa 120 Millionen Transaktionen im Jahr – Visa allein bewältigt jedoch derzeit schon 110 Milliarden im gleichen Zeitraum.)

Aber auch in der Gegenwart gibt es schon Probleme, wenn man denn Bitcoins ausgeben möchte: Der Spiele-Onlineshop Steam bietet inzwischen die Möglichkeit der Bezahlung mit Bitcoins gar nicht mehr an, weil die Wartezeiten zu lang und die Transaktionsgebühren zuletzt so hoch geworden sind (bis zu umgerechnet 20 Dollar), der Wert der Bitcoins aber dauernd schwankt. Wenn also jemand versuchte, ein Spiel mit Bitcoins zu bezahlen, war eventuell der Wert der Bitcoins schon wieder gesunken, als die Transaktion bestätigt wurde, und reichte für das Spiel nicht mehr aus. Demnach hätte man die Bitcoins entweder zurückerstatten oder weitere Bitcoins nachfordern müssen – wodurch ebenfalls wieder diese hohen Transaktionsgebühren fällig würden.

Abseits der tatsächlichen Brauchbarkeit sind Bitcoins also wirklich eher etwas zum Spekulieren und Spielen, und ich würde niemandem raten, mehr echtes Geld dafür aufzuwenden, als man bereit ist zu verlieren – und erst recht sollte man keine Kredite aufnehmen, um Bitcoins zu kaufen.

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