Sind eine Blockchain und Bitcoin wirklich unveränderlich?

Sprechen wir über eine Blockchain, dann ist damit unweigerlich Unveränderlichkeit verbunden. Zu diesem Thema gibt es verschiedene Ansichten. Im Grunde genommen suchen aber alle auf eine Antwort auf die Frage: Sind Bitcoin und Blockchain unveränderlich? Die kurze Antwort darauf ist: Blockchains und Bitcoins können nicht verändert werden. Bei der langen Antwort müssen Sie die Gründe dahinter kapieren, damit Sie die Auswirkungen verstehen.

Bevor wir tiefer in das Thema eintauchen, müssen Sie die Grundlagen in Sachen Blockchain verstehen. Wir werden Sie aber mit tiefgründigen technischen Details verschonen, weil das den Rahmen dieses Beitrags sprengen würden. Was ist nun so eine Blockchain? Viele Leute verwenden den Ausdruck Blockchain äquivalent zu Bitcoin, aber die beiden Begriffe sind nicht das Gleiche. Blockchain ist ein Konzept oder eine Idee. Bitcoin ist die erste große Umsetzung dieser Idee. Es können andere und unterschiedliche Implementierungen auf einer Blockchain basieren, die mit Bitcoin überhaupt nichts zu tun haben. Es gibt tatsächlich Fortschritte in andere Bereichen wie zum Beispiel intelligente Verträge, Zahlungsausgleich bei Banken und so weiter, die wesentlich interessanter als Bitcoin sind. Im Grunde genommen ist eine Blockchain ein verteiltes Konto. Anders als bei herkömmlichen Konzepten, bei denen eine zentrale Instanz Dinge kontrolliert, stellt eine Blockchain ein Netzwerk zur Verfügung, in dem es keinen einzelnen Herrscher oder Machthaber gibt. Sie müssen niemandem „vertrauen“, weil das System so gestrickt ist, das keiner die Kontrolle an sich reißen kann. Genau diese Dezentralisierung ist die Stärke des Systems und deswegen sind Leute davon so begeistert.

Bitcoin ist eine Krypto-Währung, die auf einer Blockchain basiert und die von niemandem reguliert wird. Die Transaktionen werden sofort durchgeführt und bei jeder Transaktion ist eine geringe Gebühr zu entrichten. Für weltweite Bezahlungen ist das sehr attraktiv. Ein eigentlicher Wert steckt hinter der Währung allerdings nicht, weil nichts und niemand dahintersteht. Der Wert errechnet sich ausschließlich daraus, wie viel Leute dafür bezahlen wollen. Das hängt dann im Grunde doch wieder damit zusammen, wie sehr die Menschen diesem System vertrauen. Aus diesem Grund sinkt der Wert von Bitcoin immer dann, wenn es negative Neuigkeiten zum Thema Blockchain gibt. Sie finden weitere Informationen zu Bitcoin in diesem Beitrag.

Was hat das nun mit der Unveränderlichkeit auf sich und warum sollte Sie das etwas angehen? Unveränderlichkeit bezieht sich auf etwas, dass sich nach dem Erstellen nicht mehr verändern lässt. Wer sich mit dem Programmieren von Software beschäftigt, der weiß, wie wichtig unveränderliche Objekte sind. Warum das so wichtig ist, erklären wie am besten am Beispiel Bitcoin.

Bitcoin-Transaktionen passieren dauernd und das weltweit. Sie werden verteilt im Netzwerk gespeichert und von den Informationen schwirren mehrere Kopien herum. Genau genommen handelt es sich um einen Block in einer Gliederkette und die Blöcke sind logischerweise alle miteinander verbunden. Würden sich die Blöcke verändern lassen, könne ein Angreifer den Verlauf der Transaktion ändern und sich dadurch einfach super reich machen. Genau aus diesem Grund ist die Unveränderlichkeit der Blöcke entscheidend. Sehen wir uns das noch etwas genauer an:

Um eine Transaktion zu starten, senden Sie eine Nachricht mit den Details der Transaktion. Zum Beispiel „zahle 9 BTC an Bob“. Wie weiß die Welt aber, dass Sie der Ursprung der Transaktion sind? Für diesen Zweck erstellt die Bitcoin Software oder die sogenannte Wallet eine digitale Signatur mithilfe Ihres privaten Schlüssels (Private Key). Die Signatur kennen nur Sie beziehungsweise Ihr System und ist für jede Transaktion einzigartig. Andere verwenden einen dazugehörigen öffentlichen Schlüssel (Public Key), um die Nachricht zu entschlüsseln. Das nachfolgende Diagramm erklärt den Fluss der Daten anschaulich:

Die Transaktion durchläuft allerdings Netzwerke und andere Computer, die nicht vertrauenswürdig sind. Wie stellen Sie nun sicher, dass die Nachricht unveränderlich ist und jemand anderes die Details nicht verändert? An dieser Stelle kommt die digitale Signatur ins Spiel. Ändert sich die Nachricht, wird die komplette Signatur ungültig und jeder weiß, dass sie manipuliert wurde. Ihre Transaktion landet nun in einen Pool, der aus nicht bestätigten Transaktionen besteht. Teilnehmer des Bitcoin-Netzwerks verarbeiten einige dieser Transaktionen und versuchen, sie dem existierendem Block anzufügen. Damit sich die Transaktion aber durchführen lässt, muss eine mathematisches Rätsel gelöst werden. Genauer gesagt handelt es sich dabei um einen sogenannten SHA256 Hash. Es dauert eine Weile, um eine Lösung für das Rätsel zu finden. Wir werden später noch sehen, dass das eine sehr wichtige Funktion in der Bitcoin-Infrastruktur ist. Nun versuchen mehrere Leute das Rätsel zu lösen. Wer das Rätsel am schnellsten löst, darf die Transaktion zum existierenden Block hinzufügen und bekommt als Belohnung einen kleinen Prozentsatz einer Bitcoin. Im nachfolgenden Diagramm finden Sie eine Erklärung. Beachten Sie, dass die letzte Transaktion auf die älteren Transaktionen zeigt, die einen Block bilden.

Durch den Aufbau der Bitcoin-Infrastruktur kann es mehrere Zweige der Blockchain geben, die widersprüchliche Informationen enthalten. Wie wissen Sie nun, welcher vertrauenswürdig ist? Die Regel besagt, dass der längere Zweig der vertrauenswürdige ist. Der kürzere Zweig wird sozusagen abgeschnitten und geht zurück in den Pool mit den nicht bestätigten Transaktionen. Aus diesem Grund gibt es nach jeder Transaktion eine Abkühlphase. Die Anfangsphase ist generell risikoreich und nicht bestätigt. Einige Wallets markieren die Transaktion mit roter Farbe, um sie entsprechend zu kennzeichnen.

Nun stellt sich abermals die Frage, ob der Block wirklich unveränderlich ist? Kann ein Angreifer den Block so manipulieren, dass sie oder er einen Vorteil davon haben? Die Antwort ist, dass er nicht 100 Prozent unveränderlich ist. Der Ansatz mit dem mathematischen Rätsel, über das wir vorher gesprochen haben, macht eine Veränderlichkeit nahezu unmöglich. Damit ein Angreifer Erfolg hat, muss er eine Kette an Blöcken erstellen, die länger als die existierende ist. Durch die verteilten Ressourcen und den damit verbundenen Zeitaufwand ist es praktisch unmöglich, dass jemand die Sache manipulieren kann.

Wie sieht es aber mit einem bereits akzeptierten Block aus? Ist der anfällig für Manipulation? Ja, aber auch hier gilt, dass die Knoten oder Nodes alle verteilt sind. Deswegen müsste ein Angreifer die Kontrolle über sehr viele Computer im Netzwerk erlangen. Er würde sich der Wahrscheinlichkeit beugen müssen und 51 Prozent der Computer kontrollieren. Deswegen wird dieser Angriff auch 51% Attack genannt. Hätte jemand die Kontrolle über so viele Rechner, dann wäre es allerdings wesentlich schlauer, Bitcoins zu schürfen. Damit würde die Person mehr Profit machen und das auch noch auf ehrliche Weise.

Als Fazit lässt sich sagen, dass eine Blockchain nahezu unveränderlich ist. Das gilt zumindest, solange genug Leute bei der Sache mitmachen. Es ist aber auch wichtig zu verstehen, warum einige Personen paranoid in dieser Sache sind und damit nicht einmal ganz falsch liegen.