An die Bereits-bitcoin-Kundigen: es ist ein kleines Abenteuer, das ich mit meinen bitcoin-Experimenten bestreite und Vieles ist wahrscheinlich – aus technischer Sicht – nicht exakt so, wie ich das beschreibe. Aber wir können ja das Wissen rund um die digitale Währung Schritt für Schritt verfeinern und eventuell die Sichtweisen später berichtigen.

Der Anlass für diesen Bericht Bitcoin III ist der plötzliche Reichtum, der darin besteht, dass man durch Zurverfügungstellung von Rechenleistung Geld in Form von bitcoins schöpft. Mein erstes geschöpftes „bitcoin Nugget“ beträgt 0,00004005 BTC (=0,02 €).

Achtung: Nur eine kleine Gruppe von bitcoin Usern, beteiligt sich am Minieren, am Schürfen von Bitcoins. Der Grund ist, dass ein einfacher PC längst nicht mehr konkurrenzfähig ist. Es gibt dazu bereits hochspezialisierte Hardware, die um viele Größenordnungen schneller arbeitet als das ein PC kann. Die Chance eines einzelnen PCs, in diesem Wettbewerb einen Treffer zu erzielen, erinnert an ein Lotteriespiel. Dieses Minieren mit ungeeigneten Mitteln dient daher nur als Beispiel zur Erhöhung des Verständnisses für die Kryptowährung bitcoin.

Voraussetzung für das Schürfen ist ein bitcoin-Wallet, eine „Geldbörse“, die als Empfänger für das gewonnene Geld dienen kann. Ich verwendete für diesen Versuch die Geldbörse von coinbase, weil sie gleichermaßen am PC als auch am Handy verfügbar ist. Dennoch ist das Geld nicht doppelt vorhanden. Egal, wo man es ausgibt, also am PC oder am Handy, es verschwindet dann auch auf dem anderen Gerät. Die beiden Geldbörsen sind also Klone und keine Kopien. coinbase verwaltet die eigene Geldbörse im Web.

Um an das „große Geld“ heranzukommen, braucht man einen „Miner“, ein Programm, das durch Zurverfügungstellung von Rechenleistung Bitcoins schöpft. Ich verwende die einfache Windows App „Bitcoin Miner“. Die einzige erforderliche Konfiguration ist die Adresse der Geldbörse und dann geht es schon los. Das folgende Bildschirmbild zeigt, wie viele Satoshis (1 Satoshi = 0,01 µBTC) von dem Mining Pool generiert worden sind. Ein „Satoshi“ ist die kleinste verrechenbare Geldeinheit, ein Hundertmillionstel eines bitcoin.

Über den Link „View Online“ kann man in Echtzeit sehen, wie dieses Mining vor sich geht. Dort steht auch, dass am 15.9.2016  4.005 Satoshi ausbezahlt worden sind.

Ein Blick in die beiden geklonten Geldbörsen zeigt, wie sich das dort darstellt:
Am Handy:

am PC:

Wie viele bitcoin gibt es?

Zuerst muss man wissen, dass die Geldmenge im bitcoin-System nicht konstant ist. Der Ausgangspunkt war das Jahr 2009 mit 0 bitcoin. Mehrere Transaktionen werden in einem Block gespeichert und die Bestätigung der Richtigkeit eines solchen Blocks vergrößert auch die Menge der bitcoin. Der Miner bekommt bitcoin gut geschrieben.

2016 zählt man 14.000.000 bitcoin. 2040 werden es geschätzt 21.000.000 bitcoin sein. (Um diese Zahl in Euro umzurechnen, mit 500 multiplizieren. Derzeit ist 1 bitcoin ~ 534 Euro. Dieser Kurs schwankt wie ein Aktienkurs.)

Das Ganze erinnert an ein Glücksspiel. Ob es zu einer Auszahlung kommt und wie viel das dann ist, kann man nicht vorhersagen. Wenn man als Einzelner Bitcoins schöpft, ist die Ausschüttung unregelmäßig. Öfter nichts oder wenig, punktuell auch einmal mehr. Daher schließen sich Einzelne zu einem Pool zusammen. Jeder einzelne in diesem Pool unterliegt diesen Schwankungen; wenn man aber alle Einkünfte mittelt und an alle anteilig ausschüttet, bekommt man zwar kleinere aber regelmäßigere Ausschüttungen.

Ich gehöre mit meiner Windows-App auch zu einem Mining-Pool.

Es ist schon abenteuerlich. Ohne irgendeine Anmeldung irgendwo, allein durch die Installation einer Software nimmt man an einem Netzwerk für Geld-Austausch teil, wobei man das als bitcoin bezeichnete Geld auch gleich selbst schöpfen kann, wenn auch – technologiebedingt – nur in einem bescheidenen Ausmaß.

Geschäfte werden zwischen zwei Teilnehmern abgewickelt, die sich allein durch einen ständig wechselnden Kode identifizieren und dennoch kann man – wie wir weiter hinten noch sehen werden – diese Transaktionen nachvollziehen. Jeder kann das, auch völlig Unbeteiligte.

Und dieses System wird just in dem Moment geschaffen, in dem versucht wird, Bargeld zurückzudrängen. Bargeld leistet ja dasselbe, nämlich anonyme Geschäfte, und aus der Sicht des Fiskus ist es verständlich, wenn man diese Bargeld-Geschäfte zurückdrängen will. (Siehe Geldkoffer von KHG).

Und schon steht digitaler Ersatz für Bargeld ante portas: Bitcoin. Bargeld geht, Bitcoin kommt. Aber das kryptische Erscheinungsbild der langen Zahlen täuscht nur den Enduser. Denn anders als Bargeld, kann man Transaktionen mit bitcoin erstaunlich gut nachvollziehen, speziell mit geeigneten Programmen.

Was repräsentiert den Wert einer Währung?

Anfangs war das Geld selbst der Wert, durch das Material, sei es Gold oder Silber.
Mit dem Aufkommen der Banknoten war der gleich große Gegenwert in Gold in den nationalen Zentralbanken gelagert.
Heute ist es nur mehr das Vertrauen, das den aufgedruckten Wert stützt. Fehlt das Vertrauen, droht Gefahr für das Währungssystem.

Worin liegt nun der Gegenwert bei bitcoin?

Er liegt in der großen erforderlichen Rechenleistung für die Aufrechterhaltung und Bestätigung der verteilten Datenbank. Fehlt diese Rechenleistung, gibt es auch keine Bitcoins. Das Vertrauen oder der Gegenwert liegt in der Existenz und Beteiligung von Rechnern am bitcoin-Netzwerk.

Elektronische Geldbörsen

Wir bezeichnen, ein elektronisches Bezahlsystem als „Geldbörse“, wenn es sich im übertragenen Sinn ähnlich wie eine solche verhält. Also zum Beispiel, wenn sie anonym ist. Man lädt sie mit einem Geldbetrag auf (diese Buchung steht am Konto) und kann danach bezahlen, ohne dass man diesen Bezahlvorgang durch eine Buchungszeile (zumindest nicht am eigenen Konto, beim Konto des Verkäufers schon) nachvollziehen könnte. Das Quick-System war so eine „Geldbörse“. Prepaid-Karten führen dagegen Buch über die Zahlungen. Man sieht, dass bei diese kartenbasierten Geldbörsen eine technologische Unsymmetrie zwischen dem Kunden und den Verkäufer besteht.

Auch Bitcoin-Wallets verhalten sich wie herkämmliche Geldbörsen aber es gibt wichtige Unterschiede.

Alle kartenbasierten Bezahlsysteme bestehen aus den Zahlern, also den eigentlichen Geldbörsen (Zum Beispiel Quick) und den Empfängern, die völlig verschiedene Bauart haben und die mit einem Terminal ausgestattet sind. Man  kann daher Geld von der Geldbörse entnehmen und dem Geschäft (Terminal) übergeben. Umgekehrt geht das nicht, das Terminal kann (außer bei Bankomaten) nicht zur Geldausgabe verwendet werden, indem es etwa rückbucht. Weiters ist es nicht möglich, dass jemand aus seiner Geldbörse in eine andere Geldbörse etwas überträgt, was man aber mit ganz normalen (und nicht digitalen) Geldbörsen des Alltags sehr wohl kann.

Bitcoin-Wallets (Geldbörsen)

Eine Bitcoin-Geldbörse entspricht viel eher dem, was wir im Alltag „Geldbörse“ bezeichnen und verwenden. Jeder kann jedem anderen einen Geldbetrag in bitcoin in dessen Geldbörse übertragen. Die praktische Übertragung erfolgt dadurch, dass der Empfänger einen QR-Kode anzeigt und der Sender fotografiert und dadurch die Transaktion getätigt wird.  Jedes Geschäft, das bitcoin als Zahlungsmittel akzeptiert, hat auch nichts anderes als eine Geldbörse, die den Rechnungsbetrag in Empfang nimmt. Es gibt keine ausgezeichnete Geldbörse, alle sind gleich. Diese Gleichrangigkeit wird auch als „peer-to-peer“ bezeichnet.

Eine überraschende Eigenschaft der Wallets ist, dass sie keine eindeutige Adresse haben. Sie können, und sollen sogar, bei jeder Transaktion eine andere Adresse haben. Jede, einmal vergebene Adresse ist eindeutig mit diesem an der Transaktion beteiligten Wallet verbunden. Dass man immer eine andere Adresse generiert, dient möglicherweise der Sicherheit, es wird aber (für Laien) schwierig, zu erkennen, welche Transaktionen zum selben Empfänger gehören.

Wer mit bitcoin experimentiert, hat bald ein paar Geldbörsen beisammen und kann zu Testzwecken Mikrobeträge von einer Börse in die andere transferieren. Alle diese Transaktionen werden Teil eines Blocks und die Blöcke werden im Zuge des Minings Teile der Blockchain in eine verkettete und kryptografisch verschlüsselte Liste eingesetzt und wechselweise von den Teilnehmern am System, den Nodes bestätigt. Derzeit gibt es 430351 Blöcke und alle 10 Minuten kommt ein neuer Block mit mehreren Tausend Transaktionen dazu.

Netzknoten (Node)

Jeder Rechner, der die Anwendung Bitcoin Core ausführt, kann Teil des Bitcoin-Netzes sein. Bitcoin Core besteht aus zwei Teilen: aus einer praktisch unbemerkten Node-Funktionalität und einem Wallet (Geldbörse). Die sichtbare Oberfläche repräsentiert die Geldbörsenfunktion. Die Node-Funktion arbeitet im Hintergrund. man kann sich in einem Debug-Fenster über den Anteil der eigenen Rechenleistung informieren.

Wo sind die Knoten des Bitcoin-Netzes?

Es gibt die Seite Bitnodes https://bitnodes.21.co/, die dazu dient, die Größe des Bitcoin-Netzwerkes zu ermitteln. Die Seite meldet sich mit einer Weltkarten, die die Dichte der Knoten des Netzwerks zeigt. Derzeit sind Rechner in 83 Ländern am Netzwerk beteiligt. Nordamerika und Europa sind etwa gleich stark vertreten. Österreich liegt auf Platz 28, die Schweiz auf Platz 10. Derzeit gibt es 4725 Knoten. Aber diese Größe schwankt. Wenn ich meinen Rechner abschalte, sind es nur noch 4724 Knoten.

Wie weiß man, dass man ein Teil des Netzwerks ist?

Auf der Seite Bitnodes gibt es unterhalb der Weltkarte die Aufforderung „Join the Network“. Das darunter liegende Feld wird automatisch mit der eigenen Internet-Adresse gefüllt. Da wir praktisch alle mit einem Router und lokalen Adressen arbeiten, ist das die leitungsseitige Adresse, die zum Provider gerichtet ist. Bei mir ist das die Adresse 94.136.26.131. Der Port ist 8333. Ein Klick auf „Check Node“ zeigt aber zunächst eine Fehlermeldung. Der Grund: dieser Node-Checker will von außerhalb des eigenen Netzes den Node prüfen aber das wird von der Firewall verhindert. Daher muss man in der Firewall explizit diesen Port 8333 für Zugriffe von außen freigeben.

So schaut es aus, wenn der eigene Rechner als Teil des bitcoin-Netzwerks angezeigt wird:

Auf einer Folgeseite gibt es auch eine LifeMap, die den eigenen Node in grün hervorhebt. So schaut das aus:

Wie findet man die einzelnen Nodes?

Auf der Seite Bitnodes wird jeder einzelne Node gelistet und nach der Versionsnummer der Software, nach dem Land und nach dem Netzwerk kategorisiert. https://bitnodes.21.co/nodes/1474134627/?q=KAPPERNET Ich selbst bin im KapperNet und in diesem Netz laufen zwei Nodes:

Ich habe zwar das Programm Bitcoin Core schon länger installiert, habe aber nicht gewusst, dass man einen Port freischalten muss. Daher ist im Bild mein Knoten erst seit 48 Minuten in Betrieb.

Wie wird eine Zahlung abgebildet?

Ich habe mir bei ClubComputer eine Demo-Rechnung ausgestellt, die Zahlungsmethode bitcoin aktiviert und dann mit der Adresse meines Desktop-Wallets bezahlt. Diese Transaktion schaut in meiner bitcoin-Buchhaltung so aus:

Der Marktpreis war am 12.9. 611 $ für 1 BTC (=540 €). Es wurden daher 540*0,0018914 Euro = 1,021356 Euro bezahlt. Die Transaktionsgebühr waren 0,00004514*540 € = 0,0243756 €. ClubComputer bekam 0,00185200*540 € = 1€

[Bitte die Zahlungsart bitcoin noch nicht verwenden. Es gibt bei der Zuordnung der Zahlung noch einen Fehler.]

Wie kann man eine solche Zahlung nachvollziehen?

Bei einem Bankgeschäft schaut man auf auf die Buchungszeile auf dem Konto und kann dort diese Zahlen verifizieren. Bei einer Bitcoin-Transaktion schaut man auf die Blockchain und überprüft dort den Weg des Geldes. Keine jemals getätigte Transaktion verschwindet. Alles ist nachvollziehbar. Für jeden.

Sie ist spannend, die Seite blockchain.info. Sie enthält auf der Startseite, die gerade gefundenen Blöcke, die etwa im Abstand von 10 Minuten weltweit generiert werden. Man sieht, wie viele Transaktionen in einem solchen Block gespeichert sind, wie viele bitcoin transferiert wurden und wie groß die Blöcke sind. Darunter sieht man eine endlos scrollende Liste der aktuell getätigten Transaktionen. (Alle diese IDs sind anklickbar und man kann ihren Ursprung und ihre Ziel verfolgen.)

Aber das Interessanteste ist das Suchfeld rechts oben. In dieses Suchfeld kann man irgend eine der kryptischen Zahlen einer Transaktion eingeben und erhält detaillierte Angaben dazu.

In dem obigen Beispiel der Überweisung eines Euro an ClubComputer sind das die Angaben:

Empfänger (ClubComputer): 15QKaAzjxn3pwcz5YUYGxy8pUrMdPjucxK
Transaction ID: b9ea766ddc2f196eafd5c6e1031439a799dbc65deeb392f3efecb73ecb869031
Sender (ich): 1MaT3Q5SBNTMnUvmTNA8zSZS2HVpLJ7Bph

Man kann alle diese Zahlen in das Suchfeld eingeben und findet bei Sender- und Empfänger-Adresse alle damit verzeichneten Transaktionen und bei der Transaktions-ID den Weg des Geldes. Im Bild sieht man das Baum-Diagramm, wie das Geld von Geldbörse zu Geldbörse weiterwandert. In den Kreisen ist die Nationalität des Eigentümers angegeben.

Achtung: Jeder kann diese Transaktion nachverfolgen, nicht nur ich, etwa weil meine Adresse enthalten ist. Nichts bleibt verborgen.

Was ist die „Schwierigkeit“ des Bitcoin-Programms?

Das Wort Schwierigkeit ist im Zusammenhang mit bitcoin zweideutig.

Zunächst eine Definition: Das Bitcoin-Netz ist ein zeitlich begrenztes, geld-schöpfendes Netzwerk, das aus Knoten (Nodes) besteht. Das Ende der Geldschöpfungsphase wird zwischen 2030 und 2040 erreicht sein. Weitere „frische“ Bitcoins gibt es danach nicht mehr. Während der Geldschöpfungsphase werden die Miner durch das geschöpfte Geld belohnt, gegen Ende der Geldschöpfungsphase werden die Transaktionsgebühren diese Funktion übernehmen. Der gesamte Bestand wird dann etwa 21.000.000 bitcoin sein. (abzüglich jener, die verloren gegangen sind). Jede Transaktion wird in einem Block gespeichert. Die Größe eines Blocks (also wie viele Transaktionen er enthält) ist variabel. Die Geldschöpfung besteht darin, dass jemand, der sich am Validierungsprozess der Blöcke beteiligt, mit Bitcoins bezahlt wird, eine kleine Belohnung. So werden die Bitcoins erschaffen.

Einerseits besteht eine algorithmische Schwierigkeit (1) darin, dass alle diese Nodes Einigkeit über die Gültigkeit eines Blocks bekommen müssen, auch dann, wenn es zu Fehlern kommt, warum auch immer („Das Böse ist immer und überall“). In der Informatik bezeichnet man diese Fehler als Byzantinische Fehler, weil diese Problematik schon sehr früh in der Kriegsführung bekannt war. Mehrere Generäle (Knoten des bitcoin-Netzes) sollen eine gemeinsame Entscheidung treffen (zum Beispiel „Angriff im Morgengrauen“) und verständigen sich durch Boten (Datenpakete). Diese Boten können nun eine wahre oder aber auch falsche Botschaft überbringen und sogar der andere General kann ein Fake sein und dennoch muss ein General trotz dieser möglichen Mehrdeutigkeit zu einem kooperativ richtigen Entschluss kommen. Das ist die Schwierigkeit, die das Programm eines Nodes hat.  Derzeit wird auf der Seite bitcoin.org folgende Warnung ausgegeben: „Be extra vigilant when downloading binaries from our website for the upcoming 0.13.0 release“. Es werden also nicht unbedingt die Boten (die Datenpakete) angegriffen sondern die Generäle (die Knoten), in dem ihnen über gefälschte Webseiten andere Programme übermittelt werden, die dann den Entscheidungsprozess über die Gültigkeit eines Blocks zu verändern versuchen.

Die Schwierigkeit (2) im Sinne der der Geldschöpfung besteht im Aufwand, einen Bitcoin-Block für die Blockchain zu erstellen. Immer, wenn ein Block erstellt wird, wird Geld geschöpft. Wie schwierig es ist, dieses Geld zu schöpfen, legt das Netzwerk kooperativ fest. Ein Maß dafür ist die Zeit, die benötigt wurde, um die letzte 2016 Blöcke zu generieren. Das System stellt sich so ein, dass es immer etwa 10 Minuten dauert, einen Block zu validieren. So lange dauert es dann, bis die Miner-Programme sich über eine Prüfsumme einig sind, die diesen Block in der Blockchain einbettet. Alle Rechner stehen zu einander in Konkurrenz. Je mehr Rechenleistung jemand hat, desto wahrscheinlicher ist es, dass er einen gültigen Block findet. Die Rechner suchen eine Zufallszahl (einen Hashwert aus den Transaktionsdaten eines Blocks), die kleiner ist als die vorgegebene Schwierigkeit. Hier bedeutet also „Schwierigkeit“ eine Zahl, die das Netz vorgibt und die vom beteiligten Rechner zu unterbieten ist.

Jeder, der sich bei der Suche nach einem gültigen Block beteiligt, ist ein Miner. Findet er einen solchen gültigen Block, wird er durch Bitcoin belohnt. Als einzelner Knoten kann man in diesem Spiel einmal Glück haben, meist aber nicht, weil sich ganz andere „Kaliber“ an dieser Berechnung beteiligen. Daher schließen sich die Miner in Pools zusammen. Der Pool garantiert eine gleichmäßigere, aber auch geringere Ausschüttung. Derzeit liegt die Schwierigkeit bei 225.832,872.179. Im Vergleich dazu war die Schwierigkeit, den ersten Block zu erstellen genau 1.

Hinweise

Hier findet man Antworten auf  grundlegende Fragen: https://de.bitcoin.it/wiki/FAQ und hier werden Missverständnisse ausgeräumt: https://de.bitcoin.it/wiki/Mythen. Eine Einführung findet man hier https://bitcoin.org/de/wie-es-funktioniert und ein detaillierteres, englisches Grundlagendokument hier https://bitcoin.org/bitcoin.pdf.

[wird fortgesetzt]

Links

Bitcoin Wiki englisch
https://en.bitcoin.it/wiki/Main_Page

Bitcoin Wiki deutsch
https://de.bitcoin.it/wiki/Hauptseite

Bitcoin
https://bitcoin.org/de/

BitcoinWiki
https://de.bitcoin.it/

Blockr
http://blockr.io/

Blockchain
https://blockchain.info/de/

GUIMiner
http://guiminer.org/

Bitnodes
https://bitnodes.21.co/

Coinfinity
https://coinfinity.co/

Groupfabric (Windows App Bitcoin Miner)
http://www.groupfabric.com/

Bitcoinmining (inklusive Hardware)
https://www.bitcoinmining.com/

Free Bitcoins
https://btcmanager.com/free-bitcoins/