Bitcoin

Wie funktioniert Bitcoin? Praxisnah und einfach erklärt (2022)

Herzlich Willkommen zu einem sehr bedeutenden Artikel, denn hier sprechen wir darüber, wie Bitcoin funktioniert.

Wenn du über unseren Blockchain & Bitcoin Beginnerkurs auf diesen Artikel gelangt bist, dann weist du ja bereits, was eine Blockchain ist, wie sie funktioniert, was Proof of Work und vor allem Bitcoin ist. Diese Grundlagen werden dir dabei helfen, spielend einfach nachzuvollziehen, wie Bitcoin funktioniert.

Ich werde dir die Funktionsweise der größten Kryptowährung der Welt Schritt für Schritt und praxisnah erklären. Damit legen wir hier das erste Fundament, damit du zukünftig selbst Transaktionen auf der Blockchain von Bitcoin durchführen kannst. Legen wir also los und widmen wir uns der spannenden Frage:

Wie funktioniert Bitcoin?

Um das Folgende möglichst leicht verständlich darzustellen, werde ich dir Bitcoin aus der Sicht eines Nutzers erklären. Das gelingt am Besten, indem wir einmal durchspielen, wie du theoretisch eine Transaktion auf der Blockchain durchführst. Bei jedem Schritt schauen wir dabei etwas hinter die Kulissen, um in Gänze zu verstehen, wie alles zusammenhängt.

Deine Bitcoin Wallet

Als neuer Nutzer im Netzwerk musst du dir zuerst eine Bitcoin Wallet erstellen. Diese kannst du auf deinem Computer, Tablet oder Smartphone bedienen. Deine Bitcoin Wallet ist quasi dein Konto, von dem du BTC versenden und auf das du BTC empfangen kannst. Jede Wallet besitzt dabei einen Public Key (öffentlichen Schlüssel) und einen Private Key (privaten Schlüssel), auch Seed genannt.

Der Public Key ist nichts anderes als deine Konto-Adresse. Daher kannst du diesen unbesorgt weitergeben, um anderen zu ermöglichen, dir BTC zu senden. Du kannst ihn dir als das Pendant zu der IBAN-Nummer deines Bankkontos vorstellen. Nur besteht diese nicht nur aus Zahlen, sondern aus einer Kombination aus Buchstaben und Zahlen. Jeder Public Key ist zudem an einen Private Key gekoppelt und letzteren darfst du auf keinen Fall mit irgendwem sonst teilen.

Der Private Key gibt seinem Besitzer die Möglichkeit nachzuweisen, dass er die Vollmacht über die mit dem Public Key verbundene Wallet zu haben. Entsprechend kannst du dir den Private Key als eine Art digitale Vollmacht vorstellen. Gibst du also deinen Private Key an eine andere Person weiter, bevollmächtigst du diese auf deine Wallet zuzugreifen und zu tun, was sie möchte.

In nächsten Artikel gehen wir noch genauer auf die verschiedenen Arten der Bitcoin Wallets, ihre Handhabung und wie du sie dir einrichtest ein. Für jetzt reicht es aber, zu verstehen, dass jeder Teilnehmer eine solche Wallet benötigt, um BTC zu senden und zu empfangen.

Deine erste Bitcoin Transaktion

Nehmen wir an, dass Romeo seine erste Bitcoin Wallet erstellt hat. Das Problem ist, dass er allerdings auf dieser Wallet noch kein Guthaben besitzt. Der Kontostand dieser Wallet-Adresse beträgt also 0 BTC. Zum Glück kann ihm seine gute Freundin Julia aber weiterhelfen.

Um Romeo zu ermöglichen, selbst Transaktionen im Netzwerk auszuführen, möchte Julia 0,1 BTC auf seine Wallet-Adresse schicken. Dafür braucht sie den Public Key dieser Wallet. Romeo schickt Julia also zuerst seinen Public Key und mit diesem kann Julia von ihrer Wallet nun 0,1 BTC an die Wallet von Romeo schicken.

Diese Transaktion wird auf der Blockchain verifiziert und abgespeichert. Schließlich muss zuerst überprüft werden, ob Julia überhaupt genug Guthaben auf ihrer eigenen Wallet besitzt, um Romeo den gewünschten Betrag zu senden. Ist dies verifiziert, kann die Transaktion verarbeitet und abgeschickt werden. Die Blockchain wird danach vermerken, dass sich das Guthaben der Wallet von Romeo um 0,1 BTC erhöht und das Guthaben der Wallet von Julia um 0,1 BTC verringert hat. Eine Transaktion ist also nichts anderes als ein Wertetransfer zwischen Bitcoin-Wallets.

Doch wenn es keine zentrale Instanz gibt, wer verarbeitet dann die Transaktion und führt diese aus? Und vor allem – wer überprüft, ob das alles seine Richtigkeit hat?

Bitcoin Miner

In einer Bank müssen wir darauf vertrauen, dass unser Kontostand immer wahrheitsgemäß unser aktuelles Guthaben anzeigt. Wir vertrauen zudem darauf, dass uns die Bank jederzeit den Zugriff auf unser Guthaben gewährt. Die Bank ist also die zentrale Instanz, die alles verwaltet und der wir als Kunden vertrauen müssen. Bei Bitcoin existiert keine solche zentrale Instanz.

Bitcoin baut auf der Blockchain auf und nutzt den Proof of Work Konsensalgorithmus, um ohne eine autoritäre, zentrale Instanz herauszufinden, was die einzige Wahrheit im Netzwerk ist. In anderen Worten wird dadurch sichergestellt, dass sich alle Teilnehmer widerspruchsfrei darüber einig sind, wer wie viele BTC besitzt und wer nicht.

Wer bereits den Artikel “Was ist Blockchain” gelesen hat, der weiß, dass sie nichts anderes als eine Aneinanderreihung von Blöcken ist, die Transaktionen enthalten. Bei Bitcoin entsteht in etwa alle 10 Minuten ein solcher Block. Die Aufgabe der Bitcoin Miner ist es, ausstehende Transaktionen zu bestätigen, indem sie diese einem Block hinzufügen. Doch das klingt einfacher als es ist.

Es kostet es die Bitcoin Miner enorm viel Rechenleistung, um die Transaktionen zu verarbeiten. Doch die harte Arbeit kann sich lohnen. Denn im Gegenzug erhalten die Bitcoin Miner neu erschaffene BTC als Bezahlung für ihre Arbeit. Der ganze Prozess obliegt allerdings streng kryptografischer Regeln, die Sicherstellen, dass dabei kein Unfug getrieben wird. Die Einhaltung dieser Regeln kontrolliert ein dezentrales Netzwerk aus sogenannten Nodes. Die Nodes sind es nämlich auch, die letzten Endes die neueste Version der Blockchain abspeichern und abrufbar machen.

Wenn du gerne noch etwas tiefer in das Konzept und die Funktionsweise von Proof of Work eintauchen möchtest, dann kannst du das hier tun. Doch für hier und jetzt reicht es, wenn du verstanden hast, dass Transaktion nicht von Zauberhand verarbeitet werden, sondern dass dies die Aufgabe der Bitcoin Miner ist und das der gesamte Prozess Gegenstand strenger Regeln ist. Zudem sind es die Bitcoin Miner, durch die neue BTC in den Umlauf geraten.

Und so wird ein Schuh daraus

Kommen wir zurück zu der Transaktion von Julia an Romeo. Julia hat also den Public Key von Romeo erhalten, was nichts anderes als die öffentliche Wallet-Adresse ist. Julia hat insgesamt 1 BTC auf ihrer Wallet und möchte davon 0,1 BTC an die Bitcoin Wallet von Romeo schicken. Sie gibt also den Auftrag an das Netzwerk weiter und erschafft damit eine ausstehende Transaktion, die sie mit ihrem eigenen Public Key signiert, also autorisiert.

Bitcoin Miner verarbeiten diese ausstehende Transaktion. Sie fügen sie einem Block hinzu und leiten diesen Block zur Kontrolle an die Nodes des Netzwerks weiter. Die Nodes überprüfen die Richtigkeit dieses Blocks und abgesegnet, fügen sie diesen den vorigen Blöcken auf der Blockchain hinzu. Dies geschieht, indem alle Nodes die neue Version der Blockchain abspeichern.

Diese neue Version beinhaltet die mittlerweile abgeschlossene Transaktion zwischen den Wallets von Julia und Romeo. Entsprechend beinhaltet die öffentliche Bilanz nun die neuen Kontostände der Wallet von Julia mit einem Restguthaben von 0,9 BTC und den der Wallet von Romeo mit einem Guthaben von 0,1 BTC.

Zusammenfassung: Bitcoin Wallets, Bitcoin Miner & Nodes

Das sind im wesentlich die drei verschiedenen Akteurs-Klassen im Netzwerk von Bitcoin. Die Interaktion zwischen diesen beschreibt so ziemlich jeden Prozess, der auf der Blockchain der Kryptowährung stattfindet. Du weist jetzt, in welcher Beziehung sie zueinanderstehen und was ihre Aufgabe ist, damit Bitcoin funktioniert.

Wir haben also die Nutzer, die durch ihre Bitcoin Wallet im Netzwerk repräsentiert werden. Wir haben die Bitcoin Miner, welche die Arbeit im Netzwerk leisten, die nötig ist, um Transaktionen durchzuführen. Die Arbeit dieser Miner wird durch die Nodes kontrolliert, auf denen der aktuelle Stand der Blockchain abgespeichert und abrufbar ist.

In dem nächsten Kapitel werfen wir einen Blick auf die verschiedenen Bitcoin Wallets, um zu sehen, welche die richtige für dich ist, wie du sie nutzt und worauf du dabei achten musst.

   

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