Wie funktionieren Bitcoins? Ein Überblick für Einsteiger
Was ist Bitcoin, wie entsteht die Kryptowährung? Welche Rolle spielen Blockchains und welche Vor- und Nachteile haben Bitcoins?
In diesem Ratgeber geht es um die Grundlagen von Bitcoin, der bekanntesten Kryptowährung der Welt.
Foto: PantherMedia / andregric (YAYMicro
Der Bitcoin ist die bekannteste und älteste Kryptowährung. Seit seiner Einführung im Jahr 2009 hat er sich zu einem weltweiten Phänomen entwickelt. Doch wie funktioniert Bitcoin eigentlich? Warum ist er begrenzt? Was steckt hinter der Blockchain? Dieser Artikel erklärt die Grundlagen auf eine verständliche Weise.
Inhaltsverzeichnis
Was ist Bitcoin?
Bitcoin ist eine digitale Währung, die dezentral verwaltet wird. Das bedeutet, dass keine Bank oder zentrale Behörde Kontrolle über die Transaktionen hat. Stattdessen verwaltet ein Netzwerk aus Computern die Geldbewegungen. Alle Transaktionen werden in einer Blockchain gespeichert, einer Art digitalem Kassenbuch.
Im Gegensatz zu traditionellen Währungen existiert Bitcoin nur in digitaler Form. Es gibt keine physischen Münzen oder Scheine. Die Währung basiert auf kryptografischen Verfahren, die sicherstellen, dass jede Überweisung eindeutig und fälschungssicher ist. Bitcoin wurde als Alternative zu herkömmlichen Finanzsystemen entwickelt, um Nutzenden eine unabhängige und sichere Möglichkeit zur Wertübertragung zu bieten.
Kleinste Einheit Satoshi
Die kleinste Einheit eines Bitcoin heißt Satoshi (Sat) und entspricht 0,00000001 Bitcoin. Diese Unterteilung ermöglicht es, auch kleinste Beträge zu transferieren, was insbesondere für Mikrotransaktionen oder Zahlungen im internationalen Bereich relevant ist. Der Bitcoin wird oft mit Gold verglichen, da seine Menge begrenzt ist: Es können maximal 21 Millionen Bitcoin existieren. Diese Begrenzung ist in den Code der Währung integriert und kann nicht verändert werden. Sie soll Inflation verhindern und den Wert langfristig stabilisieren.
Da Bitcoin nicht von einem zentralen Emittenten kontrolliert wird, basiert sein Wert ausschließlich auf Angebot und Nachfrage. Sein Preis kann stark schwanken, was sowohl Chancen als auch Risiken für Investierende mit sich bringt. Die dezentrale Struktur sorgt jedoch dafür, dass kein einzelnes Unternehmen oder keine Regierung Einfluss auf das Bitcoin-Netzwerk nehmen kann.
Wie entsteht Bitcoin?
Neue Bitcoins entstehen durch einen Prozess, der als Mining bezeichnet wird. Dabei konkurrieren weltweit vernetzte Computer darum, komplexe mathematische Aufgaben zu lösen. Dieser Prozess dient nicht nur der Schaffung neuer Bitcoins, sondern auch der Verifizierung und Sicherung von Transaktionen innerhalb des Netzwerks. Das Mining ist ein integraler Bestandteil des Bitcoin-Systems, da es sicherstellt, dass Transaktionen ordnungsgemäß geprüft und in die Blockchain integriert werden.
Mining funktioniert über das sogenannte Proof-of-Work-Verfahren. Dabei müssen Miner kryptografische Rätsel lösen, um einen neuen Block zur Blockchain hinzuzufügen. Der erste Miner, dem es gelingt, die richtige Lösung für das Rätsel zu finden, erhält eine festgelegte Anzahl an neuen Bitcoins als Belohnung. Diese Belohnung wird durch ein Ereignis namens Halving etwa alle vier Jahre halbiert, um die Inflation zu kontrollieren und die Knappheit der digitalen Währung zu gewährleisten.
Belohnung für das Mining
Anfangs erhielten Miner 50 Bitcoins pro geschürftem Block. Nach mehreren Halvings liegt die Belohnung seit April 2024 nur noch bei 3,125 Bitcoins pro Block. Diese Mechanik sorgt dafür, dass die letzten Bitcoins erst etwa im Jahr 2140 geschürft werden, wodurch eine stetige Verknappung entsteht.
Das Mining erfordert erhebliche Rechenleistung, da die mathematischen Aufgaben immer schwieriger werden. Je mehr Miner im Netzwerk aktiv sind, desto mehr Rechenkapazität wird benötigt, um einen Block zu validieren. Dies führt zu einem steigenden Energieverbrauch, was insbesondere in der Kritik steht. Große Mining-Farmen, die in Regionen mit günstigen Strompreisen betrieben werden, dominieren mittlerweile den Markt, während es für Einzelpersonen zunehmend schwieriger wird, profitabel zu minen.
Mining-Pools und Cloud-Mining
Neben dem klassischen Mining gibt es auch Mining-Pools. Dabei schließen sich Miner zusammen und bündeln ihre Rechenleistung, um die Chancen auf eine Belohnung zu erhöhen. Die erzielten Bitcoins werden anschließend unter den Teilnehmenden entsprechend ihrer eingebrachten Rechenleistung aufgeteilt.
Ein weiteres Konzept ist Cloud-Mining, bei dem Nutzende Rechenleistung von spezialisierten Anbietern mieten, um ohne eigene Hardware am Mining-Prozess teilzunehmen. Diese Methode birgt jedoch Risiken, da nicht alle Anbieter seriös sind und einige als Betrugsmaschen entlarvt wurden.
Die Begrenzung auf 21 Millionen Bitcoins ist ein zentrales Element des Bitcoin-Netzwerks. Sie stellt sicher, dass Bitcoin im Gegensatz zu Fiat-Währungen nicht unbegrenzt vermehrt werden kann, was es potenziell als Wertaufbewahrungsmittel interessant macht. Ob sich Bitcoin langfristig als digitale Alternative zu Gold etablieren kann, bleibt jedoch offen.
Die Rolle der Blockchain
Die Blockchain ist das Herzstück von Bitcoin und bildet das Fundament der gesamten Kryptowährung. Sie ist eine dezentrale, digitale Datenbank, die alle Bitcoin-Transaktionen in chronologischer Reihenfolge speichert. Jede Transaktion, die im Netzwerk durchgeführt wird, wird dauerhaft in der Blockchain festgehalten.
Die Blockchain besteht aus einer Kette von Blöcken, wobei jeder Block eine Liste von Transaktionen enthält. Bevor ein neuer Block zur Kette hinzugefügt werden kann, muss er durch das Netzwerk verifiziert werden. Dies geschieht durch Miner, die komplexe mathematische Berechnungen durchführen. Sobald ein Block verifiziert und an die bestehende Blockchain angehängt wurde, kann er nicht mehr geändert oder rückgängig gemacht werden. Diese Unveränderlichkeit macht die Blockchain besonders sicher und schützt vor Manipulationen.
Dezentralität als Konzept
Ein entscheidender Aspekt der Blockchain ist ihre Dezentralität. Jeder Teilnehmer des Netzwerks kann eine vollständige Kopie der Blockchain auf seinem Rechner speichern. Dadurch gibt es keine zentrale Instanz, die Transaktionen autorisiert oder kontrolliert. Stattdessen übernehmen alle Teilnehmer gemeinsam diese Aufgabe, was das System besonders widerstandsfähig gegen Angriffe und Ausfälle macht.
Durch die Verwendung von kryptografischen Hash-Funktionen wird sichergestellt, dass jeder Block eine eindeutige Prüfsumme enthält. Sollte jemand versuchen, eine frühere Transaktion zu verändern, würde sich der Hash-Wert des betreffenden Blocks ändern. Da jeder Block mit dem vorherigen Block verknüpft ist, würde eine Veränderung eine Kettenreaktion auslösen, die sofort vom Netzwerk erkannt werden könnte. Dadurch wird Manipulation praktisch unmöglich.
Transaktionshistorie öffentlich einsehbar
Ein weiterer Vorteil der Blockchain ist ihre Transparenz. Jeder kann die gesamte Transaktionshistorie öffentlich einsehen. Gleichzeitig bleibt die Identität der Nutzenden durch Pseudonyme geschützt. Transaktionen werden zwar in der Blockchain öffentlich gespeichert, sind aber nicht direkt mit Namen oder persönlichen Daten verknüpft.
Die Blockchain-Technologie bietet weit mehr als nur eine Grundlage für Bitcoin. Sie kann auch für andere Zwecke genutzt werden, beispielsweise zur Speicherung digitaler Verträge (Smart Contracts), für Identitätsnachweise oder für den sicheren Austausch von digitalen Werten in anderen Bereichen.
Wie funktioniert eine Bitcoin-Transaktion?
Jede Bitcoin-Transaktion basiert auf einem kryptografischen Schlüsselsystem. Dieses besteht aus zwei wesentlichen Komponenten:
- Public Key (öffentlicher Schlüssel): Dies ist die Bitcoin-Adresse, an die Coins gesendet werden. Sie dient als Empfängeradresse und ist vergleichbar mit einer Kontonummer.
- Private Key (privater Schlüssel): Dieser dient als digitale Signatur und beweist, dass der Eigentümer berechtigt ist, über die Bitcoins zu verfügen. Ohne den Private Key kann niemand auf die Coins zugreifen oder eine Transaktion durchführen.
Eine Transaktion wird in mehreren Schritten ausgeführt:
- Erstellung der Transaktion: Der Sender gibt die Bitcoin-Adresse des Empfängers an und legt fest, wie viele Bitcoins transferiert werden sollen.
- Digitale Signatur: Die Transaktion wird mit dem Private Key des Senders signiert. Diese Signatur dient als Nachweis, dass die Person tatsächlich über die Bitcoins verfügt.
- Verbreitung im Netzwerk: Die signierte Transaktion wird an das Bitcoin-Netzwerk gesendet, wo sie von den Nodes (Knotenpunkten) überprüft wird.
- Verifizierung durch Miner: Die Miner fügen die Transaktion in einen neuen Block ein und führen kryptografische Berechnungen durch, um sie zu validieren.
- Eintrag in die Blockchain: Sobald die Transaktion bestätigt ist, wird sie dauerhaft in der Blockchain gespeichert. Sie kann nicht mehr verändert oder rückgängig gemacht werden.
Jede Bitcoin-Transaktion ist öffentlich einsehbar, aber nicht direkt mit einer Identität verknüpft. Nutzerinnen und Nutzer können ihre Transaktionen auf Blockchain-Explorern nachverfolgen, ohne dass ihre persönlichen Daten preisgegeben werden.
Allerdings ist Bitcoin nicht vollständig anonym, sondern pseudonym. Spezialisierte Analysefirmen können Transaktionsmuster auswerten und gegebenenfalls Rückschlüsse auf Identitäten ziehen, besonders wenn Bitcoins über regulierte Handelsplattformen gekauft oder verkauft wurden.
Vor- und Nachteile von Bitcoin
Sie wissen nun, wie Bitcoins entstehen und kennen die Rolle der Blockchains dabei. Außerdem haben wir Ihnen erklärt, wie eine Bitcoin-Transaktion funktioniert. Kommen wir nun zu den Vor- und Nachteilen von Bitcoin.
Vorteile von Bitcoin
- Dezentralisierung: Da Bitcoin nicht von einer zentralen Behörde kontrolliert wird, kann keine Regierung oder Bank den Zugriff auf Bitcoin-Konten sperren oder die Geldmenge beeinflussen.
- Sicherheit: Die Blockchain-Technologie stellt sicher, dass Transaktionen nicht gefälscht oder rückgängig gemacht werden können. Dadurch wird Bitcoin besonders widerstandsfähig gegenüber Betrug.
- Grenzüberschreitende Zahlungen: Da Bitcoin ein globales Netzwerk ist, können Transaktionen unabhängig von Landesgrenzen abgewickelt werden. Dies macht internationale Überweisungen einfacher und oft kostengünstiger als herkömmliche Banktransfers.
- Begrenzte Geldmenge: Im Gegensatz zu Fiat-Währungen, die von Zentralbanken unbegrenzt gedruckt werden können, ist die Menge an Bitcoins auf 21 Millionen begrenzt. Dies schützt vor Inflation.
- Pseudonyme Transaktionen: Bitcoin-Transaktionen sind nicht direkt mit persönlichen Identitäten verknüpft, was ein gewisses Maß an Privatsphäre ermöglicht.
Nachteile von Bitcoin
- Hohe Volatilität: Der Bitcoin-Kurs unterliegt starken Schwankungen, was ihn als Zahlungsmittel unpraktisch und für Investitionen riskant macht.
- Hoher Energieverbrauch: Das Mining benötigt enorme Rechenkapazitäten und führt zu einem hohen Stromverbrauch. Kritiker sehen darin eine Umweltbelastung.
- Begrenzte Akzeptanz: Obwohl Bitcoin als Zahlungsmittel zunehmend genutzt wird, akzeptieren noch immer nur wenige Unternehmen diese Währung.
- Langsame Transaktionszeiten: Je nach Netzwerkauslastung kann eine Bitcoin-Transaktion mehrere Minuten bis Stunden dauern. Zudem fallen Transaktionsgebühren an, die in stark ausgelasteten Zeiten hoch sein können.
- Verlust von Private Keys: Wenn ein Nutzer seinen Private Key verliert, gibt es keine Möglichkeit, die Bitcoins wiederherzustellen. Dies kann zu unwiederbringlichen Verlusten führen.
Wie sicher ist Bitcoin?
Bitcoin gilt als sicher, wenn die grundlegenden Sicherheitsmaßnahmen eingehalten werden. Doch es gibt einige Risiken, die Nutzende beachten sollten:
- Schutz der privaten Schlüssel
Jede Bitcoin-Wallet basiert auf einem privaten Schlüssel, der zur Autorisierung von Transaktionen benötigt wird. Wer diesen Schlüssel verliert oder er gestohlen wird, verliert unwiderruflich den Zugriff auf seine Bitcoins. Es gibt keine zentrale Instanz, die Passwörter zurücksetzen oder Konten wiederherstellen kann. Daher sollten Private Keys sicher offline gespeichert und gegebenenfalls als Backup notiert werden.
- Gefahr von Hackerangriffen
Kryptobörsen, auf denen Bitcoins gehandelt werden, sind ein attraktives Ziel für Hacker. In der Vergangenheit wurden bereits mehrere große Börsen angegriffen, was zum Verlust von Milliardenbeträgen in Bitcoin geführt hat. Nutzende sollten daher:
- Bitcoins nicht dauerhaft auf einer Börse lagern, sondern auf einem eigenen Wallet sichern.
- Zwei-Faktor-Authentifizierung (2FA) für den Zugang zu Krypto-Plattformen aktivieren.
- Möglichst Hardware-Wallets verwenden, die nicht permanent mit dem Internet verbunden sind.
- Sicherheitslücken in Software und Smart Contracts
Bitcoin selbst hat sich als äußerst sicher erwiesen, doch Drittanbieter-Software wie Wallets und Krypto-Börsen kann Sicherheitslücken enthalten. Wer Software von unbekannten Quellen herunterlädt oder Online-Wallets mit unzureichendem Schutz nutzt, setzt sich unnötigen Risiken aus.
- 51%-Angriffe auf das Netzwerk
Da das Bitcoin-Netzwerk durch ein verteiltes System aus Minern abgesichert wird, könnten theoretisch Akteure mit über 50% der gesamten Rechenleistung Transaktionen manipulieren. Dies ist jedoch extrem unwahrscheinlich, da der Aufwand für eine solche Attacke enorm hoch wäre und wirtschaftlich kaum Sinn ergeben würde.
- Anfälligkeit für Betrug und Phishing
Betrugsmaschen, bei denen Nutzende dazu verleitet werden, ihre Private Keys preiszugeben oder an dubiose Investitionsplattformen Geld zu überweisen, sind weit verbreitet. Um sich zu schützen, sollten Nutzende:
- Keine persönlichen Bitcoin-Zugangsdaten weitergeben.
- Nur offizielle und vertrauenswürdige Krypto-Plattformen nutzen.
- Skeptisch gegenüber unrealistischen Renditeversprechen sein.
- Verlust durch technische Fehler
Da Bitcoin vollständig digital existiert, können technische Probleme wie Festplattencrashs oder defekte Hardware dazu führen, dass Bitcoin-Wallets unzugänglich werden. Eine zuverlässige Datensicherung auf verschiedenen Medien (z. B. USB-Stick oder Papier-Backup) wird empfohlen.
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