Was ist eine Blockchain? Bitcoin einfach erklärt

Stell dir eine Blockchain als Tagebuch in einer öffentlichen Bibliothek vor.

Jeden Tag findet ein Besucher das Buch im Regal und darf eine neue Seite reinschreiben. Dazu muss er oben links das Datum notieren und darunter entsprechend seinen Text mit Informationen. Informationen darüber, wie sein Tag war und wie er sich gefühlt hat. Am nächsten Tag wiederholt sich dieser Vorgang. Vielleicht von der gleichen Person. Vielleicht von einer anderen. Schliesslich ist die Bibliothek ja öffentlich.

Da die Infos mit einem Kugelschreiber geschrieben wurden, können sie im Nachhinein nicht mehr verändert werden. Aufgrund der Reihenfolge des Datums, würde auch das herausreissen von Seiten auffallen und ist daher nicht möglich.

Diese Analogie zur Bitcoin-Blockchain ist natürlich stark vereinfacht.

Deshalb schauen wir uns heute an, was eine Blockchain genau ist und wie sie wirklich funktioniert.

Am Ende des Beitrags wirst du in der Lage sein, diese lebensverändernde Technologie zu verstehen und sie deinen Liebsten in einfachen Worten zu erklären.

Blockchain – Zwei Begriffe

Der Begriff Blockchain beinhaltet zwei Begriffe: Block und Chain – Block und Kette.

Beginnen wir mit dem Block.

Was ist ein Block im Zusammenhang mit Bitcoin?

Ein Block ist eine Bündelung von Daten und Informationen. Quasi eine Seite im Tagebuch – oder etwas genauer:

Eine Seite im Kassenbuch.

Denn bei Bitcoin handelt es sich bei diesen Daten um eine Auflistung von Transaktionen. Heruntergebrochen sehen die Informationen in einem Block bspw. so aus:

"X bezahlt Y CHF 50.-"
"A bezahlt B CHF 30.-"
"C bezahlt A CHF 20.-"

Wie eine Seite im Kassenbuch, ist auch ein Block begrenzt. Es hat nur eine bestimmte Anzahl von Transaktionen in einem Block Platz. Bei Bitcoin sind es durchschnittlich etwa 3'000 Transaktionen. Diese Zahl ändert sich von Block zu Block. Du musst aber noch nicht wirklich wissen, warum.

Lediglich musst du wissen, dass sich diese Blöcke mit Transaktionen füllen und wir etwas mit ihnen machen müssen.

Nun... Was machen wir mit den Blöcken?

SHA256 – Die Hash-Funktion

Etwa alle 10 Minuten fügen wir sie dem Netzwerk hinzu.

Dieser Vorgang nennt sich Mining. Dabei müssen wir beweisen, dass wir Arbeit verrichtet haben. Und das wiederum bringt uns zur Hash-Funktion.

Lass uns diese komplizierten Begriffe anhand eines Standmixers erklären:

In einen Mixer gibst du zum Beispiel eine Banane und ein Glas Milch. Dann passiert im Mixer irgendetwas. Und raus kommt dein Bananen-Milchshake. Vom Milchshake ist es unmöglich wieder zurück zur Banane und zur Milch zu kommen.

Genauso funktioniert die Hash-Funktion bei Bitcoin.

Du gibst dem System irgendwelche Daten. Im magischen System passiert eine Menge Mathematik. Und raus kommt ein Hash. Sprich, eine Zeichenfolge aus Buchstaben und Zahlen.

Vom Hash zurück auf die Daten zu kommen geht nicht. Oder kannst du herausfinden, welche Daten den folgenden Hash generieren?

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Keine Chance.

Wenn du aber einem SHA256-Rechner den Input Abonniere unseren Newsletter gibst, erhältst du genau den gesuchten Hash.

Hast du bemerkt, wie eine kleine Veränderung am Dateninput (weglassen des Ausrufezeichens) einen komplett anderen Hash generiert? Es ist etwa so, wie wenn du bei deinem Milchshake neben der Banane und der Milch noch eine kleine Olive hinzugibst. Der Milchshake ist dann ungeniessbar.

Zugegeben: Der Vergleich hinkt hier etwas. Ich wollte einfach kurz loswerden, dass Oliven echt ekelhaft sind. 🤮

Nun... Berechnen von Hashs benötigt einige Zeit. Vor allem, wenn der Hash gewisse Vorgaben erfüllen muss. Versuch im SHA256-Rechner mal einen Hash mit einer 0 am Anfang zu erzeugen (bspw. 06b3b7f7...). Und jetzt versuch es mal mit 2 Nullen (bspw. 00604b35...). Schon deutlich schwieriger, oder?

Je mehr führende Nullen vom Bitcoin Netzwerk vorgegeben werden, desto mehr Zeit braucht es, diese zu finden. Denn das einzige was Miner tun können, ist es, zu raten.

Auf der ganzen Welt bündeln also Computer Transaktionen und suchen nach einem Input, der die Anforderungen an den nächsten Hash erfüllt.

Warum sie das machen? Dazu kommen wir gleich.

Bitcoin ist dezentral

Zuerst musst du wissen, dass die Bitcoin-Blockchain dezentral ist.

Die Bedeutung von dezentral versteht man am besten, wenn man den Begriff zentral kennt.

Zentral bedeutet, dass eine einzige Person oder eine kleine Gruppe die Kontrolle hat. Ein Beispiel dafür sind die Noten in der Schule. Kannst du dich noch daran erinnern? Lediglich dein Lehrer hatte die Möglichkeit, Noten zu vergeben und in die Datenbank der Schule einzutragen. Auf keinen Fall möchte ich deine frühere Lehrperson schlechtreden. Aber wenn sie dich nicht mochte, hätte sie die Möglichkeit gehabt, dich durchfallen zu lassen.

Dezentral hingegen bedeutet, dass mehrere Personen zuständig dafür sind, die Noten zu vergeben. Stell dir vor, mehrere Lehrpersonen müssten deine Leistung bewerten und dir basierend auf einer neutralen Antwortliste eine Prüfungsnote geben.

Auf Bitcoin übertragen, bedeutet dezentral folgendes:

Anstatt, dass nur eine einzige Person eine Liste aller Bitcoin-Transaktionen hat, hat jeder Zugriff darauf. Und nicht nur das. Jeder kann minen und tatsächlich über die Blockchain abstimmen. Das heisst, jeder kann bestätigen: "X hat Y wirklich CHF 50.- bezahlt."

Doch warum sollten mehrere Personen deine Tests ansehen wollen? Warum sollten sie viel Zeit und Ressourcen dafür aufwenden? Sprich, warum sollen Miner Arbeit aufwenden, um irgendeinen gültigen Hash zu finden?

Die Antwort ist simpel: Sie werden dafür belohnt. Bei der bekanntesten Kryptowährung sind es für jeden Block aktuell mindestens 6,25 Bitcoin.

Mit diesem Anreiz werden tatsächlich neue Bitcoin kreiert.

Wichtig zu wissen: Die sogenannte Blocksubvention wird etwa alle 4 Jahre halbiert. Durch diesen Mechanismus wird es niemals über 21 Millionen Bitcoin geben.

Und wie entsteht nun eine Kette von Blöcken, bzw. die Blockchain?

Immer, wenn ein gültiger Hash gefunden wurde und die neuen Bitcoin in den Umlauf kommen, wir der Block dem vorherigen Block angefügt. Das passiert durchschnittlich alle 10 Minuten.

Der Hash des letzten Blocks wird zum neuen Block hinzugefügt und wird entsprechend benötigt, um den neuen Hash zu berechnen.

Das macht es zu einer endlosen Kette, da jeder Block auf den vorherigen verweist.

Wenn nun jemand versucht, zurückzugehen und einen alten Block zu bearbeiten, ändern sich damit auch alle neuen. Der Hash, auf den gezeigt wird, wurde durcheinandergebracht.

Erinnerst du dich, als wird über die Hash-Funktion gesprochen haben und was passiert ist, als wir das Ausrufezeichen beim Input entfernt haben?

Das ganze Ding hat sich komplett verändert.

Diese Magie stellt sicher, dass niemand vergangene Blöcke abändern kann. Niemand kann Transaktionen manipulieren. Und niemand kann seinem Konto mehr Bitcoin hinzufügen, als er wirklich besitzt.

Denn vergiss nicht:

Die Bitcoin-Blockchain ist eine dezentrale Datenbank – ähnlich einer verteilten Excel-Liste, die alle jemals getätigten Transaktionen beinhaltet.

In gewisser Weise wird alles, was in der Blockchain gespeichert wird, für immer in der Geschichte festgehalten. Ohne, dass dies von irgendjemandem geändert werden kann.

Das ist eine Errungenschaft, die auf den ersten Blick unbedeutsam erscheint. Wie wir jedoch von unseren anderen Beiträgen wissen, ist diese neuartige Technologie enorm wichtig für die Gesellschaft. Vor allem bei einem so verbreiteten Thema wie das Geld.

Fassen wir das Thema Blockchain nochmals kurz zusammen.

Zusammenfassung

Blöcke bestehen aus Daten. Im Falle von Bitcoin sind es Transaktionsdaten.

Nachdem Miner auf der ganzen Welt Transaktionen in einem Block gebündelt haben, müssen sie das Passwort bzw. einen gültigen Hash zu diesem Block finden. Dazu führen sie so viele Versuche durch, bis sie den Jackpot knacken und die Belohnung (in Form von neuen Bitcoin) vom Netzwerk erhalten.

Anschliessend wird der Block an den vorherigen Block angehängt, wodurch sich eine Transaktionshistorie ergibt, die nicht mehr verändert werden kann. Dieser Vorgang wiederholt sich alle 10 Minuten.

Jetzt, da jeder Block mit dem vorherigen verkettet ist, bildet sich die Blockchain.

Bitcoin hat es damit das erste Mal in der Menschheitsgeschichte geschafft, Werte ohne Vertrauenspartei oder Mittelsmann digital zu versenden.

Beim richtigen Anwendungsfall ist das eine lebensverändernde Technologie.