Bitcoin: Technische Grundlagen und Funktionsweise

Bitcoin ist der erste Kryptoasset der Geschichte. Er wurde 2008 in einem Whitepaper vorgestellt und im Januar 2009 offiziell gestartet. Der Gründer ist nur unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto bekannt.
Er basiert auf der Blockchain-Technologie, die als öffentliches Hauptbuch fungiert. Anstatt dass Banken Transaktionen überprüfen, führt ein weltweites Computernetzwerk diese Aufgabe durch.
Er befindet sich nicht im Besitz eines bestimmten Unternehmens oder einer Regierung. Er ist dezentral, transparent und und kann eine Alternative zum traditionellen Finanzsystem darstellen.

Was ist Bitcoin?

Man kann sich Bitcoin als elektronisches Bargeld vorstellen. Es ist die erste digitale Währung, die 2008 der Welt vorgestellt und einige Monate später, im Jahr 2009, gestartet wurde. Damit können Sie ohne Zwischenhändler direkt Geld an andere Personen senden.

Üblicherweise wird bei der Erwähnung des Netzwerks oder der Technologie ein großes 'B' verwendet, also 'Bitcoin', während bei der Erwähnung der Coin selbst ein kleines 'b' verwendet wird, also 'bitcoin'. Das Ticker-Symbol, das man an Börsen sehen kann, ist BTC.

Im Gegensatz zu Dollar oder Euro, die von Regierungen ausgegeben und kontrolliert werden und sich in Ihrer Brieftasche befinden, ist Bitcoin dezentral. Das bedeutet, es gibt keinen einzelnen Administrator, keine Bank und keine Regierung, die das Bitcoin-Netzwerk betreibt. Es ist ein striktes P2P-System (Peer-to-Peer).

Warum mögen Menschen Bitcoin? Weil sie ihr eigenes Geld direkt besitzen und kontrollieren können. Sie können jederzeit und überall Geld senden, ohne sich auf Zwischenhändler zu verlassen. Außerdem ist das System immun gegen Double-Spending-Angriffe, sodass ein einmal verwendeter Coin nicht an einem anderen Ort erneut verwendet werden kann.

Wie funktioniert Bitcoin?

Bitcoin basiert auf einer Technologie namens Blockchain. Man kann sich die Blockchain wie ein digitales Notizbuch vorstellen, das jeder lesen kann, aber niemand löschen kann.

Jede Transaktion wird zum Zeitpunkt ihres Auftretens in einem 'Block' aufgezeichnet. Dieser Block ist mit dem vorherigen Block verbunden und bildet eine Kette (Chain). Diese Aufzeichnung wird auf Tausenden von Computern (Knoten) weltweit kopiert.

Da viele Computer eine Kopie des Notizbuchs besitzen, kann niemand Schummelei betreiben. Wenn jemand versucht, das Hauptbuch zu manipulieren, um sich selbst mehr Geld zu geben, lehnen die anderen Computer dies ab. Zudem kann jeder die Open-Source-Software von Bitcoin herunterladen und am Ökosystem teilhaben.

Dezentralisierung: Die Bitcoin-Blockchain wird von einem verteilten Computernetzwerk aufrechterhalten, daher kontrolliert keine zentrale Behörde das Hauptbuch.
Unveränderlichkeit: Sobald eine Transaktion zur Blockchain hinzugefügt wurde, kann sie nicht mehr geändert oder gelöscht werden.
Sicherheit: Transaktionen sind durch kryptografische Technologie gesichert, und die Validierung jedes Blocks erfordert viele Ressourcen und wiederholte Arbeit (einen Prozess namens Mining, bei dem Rätsel gelöst werden).

Beispiel für eine BTC-Transaktion

Technisch gesehen verwendet Bitcoin keine Bankkonten mit Kontoständen. Stattdessen verwendet es ein System namens UTXO (Unspent Transaction Outputs), das einzelne digitale Coins in einer Wallet verfolgt. Um das Verständnis zu erleichtern, betrachten wir es jedoch wie eine Überweisung.

Nehmen wir an, Alice will 1 BTC an Bob senden. Die Blockchain wird so aktualisiert, dass Alice 1 BTC weniger und Bob 1 BTC mehr hat. Das ist so, als ob Alice an ein öffentliches Schwarzes Brett schreibt: „Ich habe 1 Bitcoin an Bob gegeben“, sodass alle wissen, dass das Geld bewegt wurde.

Wenn Bob später versucht, das Geld an Carol zu senden, überprüft das Netzwerk die Aufzeichnungen, um zu validieren, ob Bob das Geld tatsächlich von Alice erhalten hat. Da die Computer ständig miteinander kommunizieren, bleiben die Hauptbücher aller synchronisiert.

Bitcoin-Mining

Mining ist die Art und Weise, wie das Netzwerk die Sicherheit aufrechterhält, und es ist die Methode, durch die neue Bitcoin in die Welt gelangen. Wenn Sie eine Transaktion senden, wird sie im Netzwerk verbreitet. Benutzer, die Miner genannt werden, fassen diese Transaktionen dann in einem Block zusammen.

Um diesen Block zur Blockchain hinzuzufügen, müssen die Miner ein bestimmtes Rätsel lösen. Der Miner, der das Rätsel als erster löst, fügt den Block hinzu und erhält als Belohnung neue Bitcoin. Diese Belohnung ist die einzige Möglichkeit, wie neue Bitcoin entstehen.

Die Menge ist jedoch begrenzt. Es wird niemals mehr als 21 Millionen Bitcoin geben. Sobald alle 21 Millionen abgebaut sind (voraussichtlich um das Jahr 2140), erhalten Miner keine Blockbelohnung mehr und werden nur noch durch die Transaktionsgebühren entlohnt, die Benutzer zahlen.

Proof of Work (PoW) und Energieverbrauch

Um die Sicherheit und Integrität der Blockchain aufrechtzuerhalten, nutzt Bitcoin einen Konsensmechanismus namens Proof of Work (PoW). Dies ist ein wesentlicher Teil des zuvor beschriebenen Mining-Prozesses.

PoW ist ein Mechanismus, der zusammen mit Bitcoin entwickelt wurde, um Double Spending in digitalen Zahlungssystemen zu verhindern. Neben Bitcoin verwenden viele Kryptoassets PoW, um ihre Blockchain-Netzwerke zu sichern.

Das 'Rätsel', das Miner lösen müssen, bezeichnet im Wesentlichen PoW. Es ist so ausgelegt, dass das Erstellen eines Blocks teuer ist, die Überprüfung seiner Gültigkeit jedoch wenig kostet. Wenn jemand versucht, mit einem ungültigen Block zu täuschen, lehnt das Netzwerk dies sofort ab und der Miner kann die Mining-Kosten nicht zurückerhalten.

Da PoW viel Rechenleistung erfordert, verbraucht er viel Strom. Dies hat zu Debatten über die Umweltauswirkungen von Bitcoin geführt. In den letzten Jahren hat die Mining-Industrie jedoch einen starken Wandel vollzogen und nutzt zunehmend erneuerbare Energien oder überschüssige Energie, die sonst verschwendet würde.

Wofür wird Bitcoin verwendet?

Bitcoin wird hauptsächlich als digitale Währung und Wertspeicher verwendet. Sie können ihn wie traditionelles Geld verwenden, um online oder offline Waren zu kaufen. Immer mehr Unternehmen, von Online-Shops bis zu physischen Geschäften, akzeptieren Bitcoin als Zahlungsmittel.

Das Haupt-Bitcoin-Netzwerk (Layer 1) kann bei kleinen Zahlungen langsam oder teuer sein, aber um diese Einschränkungen zu lösen, wurden 'Layer-2'-Lösungen wie das Lightning Network entwickelt.

Aus Anlegersicht kaufen viele BTC in der Erwartung eines Wertanstiegs. Der Bitcoin-Preis kann volatil sein, aber einige Anleger sehen ihn als Möglichkeit, ihr Portfolio zu diversifizieren und sich langfristig gegen Inflation abzusichern (Hedge).

Wer hat Bitcoin erfunden?

Bitcoin tauchte erstmals im Oktober 2008 auf, als Satoshi Nakamoto ein Whitepaper mit dem Titel 'Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System' veröffentlichte. Diese Arbeit führte eine neue digitale Währung ein, die in einem dezentralen System ohne Abhängigkeit von Regierungen oder Bankensystemen funktioniert.

Im Januar 2009 startete das Bitcoin-Protokoll offiziell mit dem Mining des 'Genesis-Blocks'. Die erste Bitcoin-Transaktion fand zwischen Satoshi Nakamoto und dem Programmierer Hal Finney statt. Nakamoto überwies 10 Bitcoin an Finney.

Nach dieser ersten Transaktion entdeckten mehr Menschen Bitcoin und begannen, am Netzwerk teilzunehmen. Diese digitale Währung bewies, dass sie ohne zentrale Behörde oder Zwischenhändler funktionieren konnte, und gewann unter einer kleinen Gemeinschaft von Technik-Enthusiasten an Beliebtheit.

Die 'Bitcoin-Pizza' ist ein weiterer wichtiger Meilenstein in der Geschichte von Bitcoin und der erste Fall, in dem Bitcoin als tatsächliches Tauschmittel für eine Transaktion verwendet wurde. Am 22. Mai 2010 kaufte ein Programmierer namens Laszlo Hanyecz für 10.000 Bitcoin zwei Pizzen und schrieb Geschichte. Diese Transaktion ist als 'Bitcoin Pizza Day' bekannt und wird jedes Jahr am 22. Mai gefeiert.

Wer ist Satoshi Nakamoto?

Die Identität von Satoshi Nakamoto bleibt ein Mysterium. Satoshi kann eine Einzelperson oder eine Gruppe von Entwicklern überall auf der Welt sein. Der Name ist japanisch, aber viele glauben, dass er aus einem englischsprachigen Land stammt, da das Englisch-Niveau sehr hoch ist. Es gab im Laufe der Jahre viele Theorien und Untersuchungen, aber die wahre Identität des Gründers wurde nicht enthüllt.

Hat Satoshi die Blockchain-Technologie erfunden?

Bitcoin ist eine Kombination aus mehreren bestehenden Technologien, die schon lange existieren, darunter auch die Blockchain-Technologie. Die Verwendung einer unveränderlichen Datenstruktur geht bis Anfang der 1990er Jahre zurück, als Stuart Haber und W. Scott Storneta ein System für Zeitstempel von Dokumenten vorschlugen.

Bitcoin verwendet auch Merkle Trees, ein Konzept, das von Ralph Merkle entwickelt wurde. Ähnlich wie bei heutigen Blockchains verließen sich diese frühen Systeme auf Kryptografie, um Daten zu schützen und Fälschungen zu verhindern. Bitcoin war jedoch revolutionär, da es diese Technologien kombinierte und das Problem des Double Spendings löste, das andere digitale Zahlungssysteme zu dieser Zeit plagte.

Wie viel Bitcoin gibt es?

Das Protokoll legt das maximale Angebot von Bitcoin auf 21 Millionen fest. Stand Januar 2026 wurden davon über 95 % abgebaut, aber es wird mehr als 100 Jahre dauern, den Rest zu produzieren. Dies liegt an einem periodischen Ereignis namens 'Bitcoin Halving', das die Mining-Belohnung ungefähr alle vier Jahre halbiert.

Was ist das Bitcoin Halving?

Das Bitcoin Halving bezeichnet ein periodisches Ereignis, bei dem die Blockbelohnung für Miner halbiert wird. Das nächste Bitcoin-Halving wird voraussichtlich im Jahr 2028 stattfinden, etwa vier Jahre nach dem letzten Halving am 19. April 2024.

Das Bitcoin Halving ist zentral für das Wirtschaftsmodell. Es sorgt dafür, dass Coins mit einer konstanten Rate ausgegeben werden und erhöht die Mining-Schwierigkeit in einem vorhersehbaren Tempo. Diese kontrollierte Inflationsrate der Währung ist einer der Hauptunterschiede zwischen Bitcoin und traditionellen Fiat-Währungen, die theoretisch unbegrenzt verfügbar sind.

Ist Bitcoin sicher?

Eines der Hauptrisiken im Zusammenhang mit Bitcoin ist die Möglichkeit von Hacks und Diebstahl. Bei Phishing-Betrügereien verwenden Hacker beispielsweise Social-Engineering-Techniken, um Benutzer dazu zu bringen, Anmeldedaten oder private Schlüssel preiszugeben. Wenn ein Hacker auf das Konto oder die Krypto-Wallet eines Benutzers zugreifen kann, kann er die Bitcoin des Opfers an seine eigene Wallet transferieren.

Eine andere Methode, mit der Hacker Bitcoin stehlen, sind Schadsoftware oder Ransomware-Angriffe. Ein Hacker kann den Computer oder das mobile Gerät eines Benutzers mit Schadsoftware infizieren, um auf die Bitcoin-Wallet zuzugreifen. In einigen Fällen wird Ransomware verwendet, um die Dateien eines Benutzers zu verschlüsseln und Lösegeld in Form von Bitcoin zu fordern, um die Freischaltung zu ermöglichen.

Da Bitcoin-Transaktionen nicht rückgängig gemacht werden können und nicht von Regierungsbehörden garantiert werden, müssen Benutzer Vorsichtsmaßnahmen treffen, um ihre Bitcoin-Vermögenswerte zu schützen. Dazu gehören die Verwendung starker Passwörter, die Zwei-Faktor-Authentifizierung (2FA) und die Nutzung von 'Cold Storage' oder Hardware-Wallets (Geräte, die die Schlüssel offline speichern), um zu verhindern, dass Online-Hacker auf die Gelder zugreifen können. Zudem ist es wichtig, Bitcoin-bezogene Software nur aus vertrauenswürdigen Quellen herunterzuladen.

Ein weiteres Risiko im Zusammenhang mit Bitcoin ist die Preisvolatilität. Der Wert von Bitcoin kann sich auch in kurzer Zeit stark verändern, was für Personen, die nicht auf starke Preisschwankungen und potenzielle Verluste vorbereitet sind, zu einer riskanten Investition werden kann. Historisch gesehen neigte die Volatilität jedoch dazu, abzunehmen, da das Asset reift und die Markliquidität zunimmt.

Fazit

Bitcoin hat einen langen Weg von seinen bescheidenen Anfängen zurückgelegt und sich zu einem weltweit anerkannten Asset entwickelt, das auf zahlreichen Anwendungsfällen und zunehmender institutioneller Übernahme basiert. Egal ob für tägliche Transaktionen, kurzfristigen Handel, Investitionen in die Zukunft oder einfach aus Interesse an der Technologie, Bitcoin ist es auf jeden Fall wert, näher untersucht zu werden.