Wie eine Bitcoin Transaktion im Hintergrund wirklich abläuft
Bitcoin Transaktionen durchzuführen, ist heute leichter denn je. Aber was läuft bei einer Transaktion im Hintergrund wirklich ab?
Als Satoshi Nakamoto das Bitcoin Whitepaper im Jahr 2008 vorstellte, war dessen Titel:
„Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System“
Dieser Titel lässt auf eine der Kernfunktionen von Bitcoin schliessen – die Möglichkeit des Austauschs von Bitcoin unter den einzelnen Nutzern im Netzwerk.
Tatsächlich ist der einfache weltweite Versand (neben der deutlich besseren Teilbarkeit) einer der Hauptvorteile von Bitcoin gegenüber Gold. Im Rückschluss kann man behaupten, dass fälschungssichere, zensurresistente und autonome Transaktionen im Internet eine der Hauptinnovationen von Bitcoin darstellen. Jeder der über eine Wallet (bestehend aus dem Schlüsselpaar von Public Key und Private Key) verfügt, kann Transaktionen im Bitcoin Netzwerk versenden.
Nicht jeder der Bitcoin nutzt, muss die Funktionsweise von Transaktionen bis ins tiefste Detail verstehen. Wenn du aber Bitcoin ganzheitlich verstehen möchtest, musst du dich auch mit den technischen Details befassen.
Keine Sorge, wir werden es dir heute so einfach und verständlich wie möglich machen. Bleib einfach bis zum Ende des Artikels dabei, dann weisst du, wie die ganze "Magie" hinter Bitcoin funktioniert.
Eine sehr gute Vorbereitung auf diesen Beitrag sind unsere Artikel zu Bitcoin Wallets und zu den Blockchain Grundlagen. In diesem Beitrag geht es um Transaktionen, die direkt auf der Bitcoin Blockchain durchgeführt werden. Wenn du dich für Lightning Transaktionen interessierst, haben wir auch dafür einen Artikel verfasst.
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Gehen wir davon aus, dass du bereits Bitcoin gekauft und auf deine eigene Wallet abgezogen hast. Bildlich gesprochen liegt dein Bestand nun in deiner Wallet. Deine Wallet kannst du dir wie einen durchsichtigen Safe vorstellen. Jeder kann hineinsehen, doch nur deine privaten Schlüssel können ihn öffnen.
Achtung! Nun kommt eine kleine Enttäuschung: In deiner Wallet liegen keine wirklichen Bitcoin. In deiner Wallet gibt es lediglich Inputs und Outputs, die über signierte Nachrichten in deiner Wallet registriert werden. Man kann sich diese wie Nachrichten vorstellen, die vom Netzwerk bestätigt wurden und angeben, wie viele Bitcoin unter deiner Verfügung stehen.
Lass uns das genauer anschauen...
Angenommen du möchtest deiner Schwester 0,5 BTC zum Geburtstag schenken. Deine Wallet wird sich nun passende Inputs zusammensuchen um die angestrebte Transaktion zu ermöglichen. Zum Beispiel könntest du vorher 0,2 BTC als Gehalt von deinem Arbeitgeber und 0,4 BTC aus dem Verkauf deines Autos erhalten haben. Diese Inputs würden das Geburtstagsgeschenk für deine Schwester abdecken können.
Aber halt! Sind das nicht 0,6 BTC? Richtig! Um die 0,5 BTC an deine Schwester zu transferieren, wird deine Wallet 2 Outputs generieren. Zunächst die tatsächlich beabsichtigte Menge von 0,5 BTC, die an deine Schwester geht. Und anschliessend 0,1 BTC, die als ‚Wechselgeld‘ zurück in deine Wallet gehen. Das Wechselgeld nennt man in der Bitcoin Fachsprache UTXO: Unspend Transaction Output.
Der Vollständigkeit halber sei gesagt: Eine Transaktion kann auch nur aus einem grossen Input bestehen und könnte sogar theoretisch auch aus nur einem Output bestehen, sofern die Menge des Inputs gleich der Menge des Outputs entspricht. Ein Beispiel: Du leitest deine 0,2 BTC vom Gehalt deines Arbeitgebers in gleicher Menge dem Barkeeper weiter, um auf einen Schlag 600 Bierflaschen zu kaufen.
Was passiert nun unterwegs?
Deine Wallet gibt die Transaktion mit dem Geburtstagsgeschenk für deine Schwester über eine Node (die entweder dem Anbieter deiner Wallet, oder dir selbst gehört) an das Netzwerk weiter. Dabei verwendest du als Absender den Private Key, um eine einzigartige kryptografische Signatur zu erzeugen.
Hier kommen die wohl bekanntesten Teilnehmer im Bitcoin Netzwerk ins Spiel: Die Miner. Diese haben mehrere Aufgaben. Einerseits verifizieren sie, ob du wirklich berechtigt bist, die 0,5 BTC an deine Schwester zu versenden. Für diese Überprüfung nutzen die Miner deine digitale Signatur als Beweis. Andererseits sammeln sie weitere gültige Transaktionen, um sie in einem sogenannten Block zusammenzufassen. Dieses Vehikel zum Transport der Transaktionen ist das Element, welches der Blockchain ihren Namen gibt.
Im Block werden so viele Transaktionen aufgenommen, wie möglich. Der Platz in einem Block ist allerdings auf 1MB beschränkt. Transaktionen, die es nicht in den Block geschafft haben, warten im Mempool bis sie einen Platz im Block finden. Der Mempool ist eine Art Wartehalle für unbestätigte Bitcoin Transaktionen.
Wer bereit ist, eine höhere Transaktionsgebühren zu zahlen, steht in der Warteschlange im Mempool weiter vorne. Denn die Gebühren gehen an den Miner, der den neuen Block gefunden hat. Es ist also selbstverständlich, dass er dann Transaktionen mit den höchsten Gebühren bevorzugt. Je mehr man also bereit ist für seine Transaktion zu zahlen, desto schneller wird die Transaktion verarbeitet.
Wer Geduld hat, kann bei seiner Transaktion die minimalen Gebühren einstellen. Das kann im Extremfall dazu führen, dass eine Transaktion erst im Laufe von Tagen oder Wochen verarbeitet wird. Im Normalfall leert sich der Mempool jedoch regelmässig.
Den Block mit allen zugelassenen Transaktionen versucht der Miner dann an die Blockchain ‚anzuhängen‘. Geben die restlichen Nodes ihr Einverständnis, geschieht dies. Nodes akzeptieren den Block allerdings nur, wenn alle Spielregeln eingehalten werden. Zu den Spielregeln gehören unter anderem das Limit der Blockgrösse und die Einhaltung des Blockrewards.
Eine Bitcoin Transaktion gilt als bestätigt, sobald der nächste Block der Blockchain hinzugefügt wurde. Denn dieser referenziert immer auf den vorherigen Block. Das Finden und Hinzufügen eines neuen Blocks dauert im Durchschnitt 10 Minuten – kann jedoch auch deutlich kürzer oder länger dauern. Dieser Prozess wiederholt sich von Block zu Block, wodurch eine transparente, chronologische und fälschungssichere Abfolge aller Blöcke inkl. dessen Transaktionen entsteht.
Erhalten
Nachdem die Transaktion mindestens ein Mal vom Netzwerk bestätigt wurde, kann deine Schwester ihr Geburtstaggeschenk nach Herzenslust ausgeben. Wenn du sie wirklich magst, hast du ihr jedoch schon im Vorfeld diverse Bitcoin Bücher empfohlen. Dann hat sie hoffentlich auch gelernt, dass sie ihre Satoshis nicht für unnötige Dinge ausgeben sollte. Denn ein wertvolleres Geld gibt es nicht. 😉
Ist eine Transaktion abgeschlossen, kann man sich dies in etwa so vorstellen wie einen (einbruchsicheren) Tresor. Ist die Transaktion einmal eingegangen, kann man sie nicht zurücknehmen. Dies gilt genauso für fehlerhafte Transaktionen, kriminelle Transaktionen, oder schlechte Trades. So wie es keine Einschränkungen von Dritten beim Versenden von Bitcoin gibt, gibt es auch keinen Kundendienst, den man kontaktieren kann, wenn etwas schiefgelaufen ist. Genau deshalb ist ein gutes Verständnis bei der Nutzung von Bitcoin extrem wichtig.
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Fazit
Transaktionen sind das Herzstück des Bitcoin Netzwerks. Ohne Transaktionen gäbe es keinen Bedarf neue Blöcke zu produzieren. Bitcoin lässt sich sehr sicher von einer Wallet in eine andere transferieren. Es ist noch nie gelungen eine korrekt ins Netzwerk eingegebene Transaktion zu manipulieren, zu stoppen oder zurückzunehmen. Bitcoin ermöglicht also besonders viel Freiheit, bedarf jedoch auch grosser Sorgfalt und Eigenverantwortung, um Fehler im Umgang zu vermeiden.
Merke dir: Die Person, die den privaten Schlüssel hat, hat auch den Zugang zu den wertvollen Bitcoin. Wie immer gilt also: Not your keys, not your coins!
Geniess die BitcoinReise und bis zum nächsten Mal.