Willkommen im zweiten Teil von unserem Exkurs über Bitcoin und Blockchain. In diesem zweiten Teil werde ich erklären, wie Bitcoin überhaupt funktioniert und die Blockchain. Die Blockchain ist die Technologie, die hinter Bitcoin steckt und Bitcoin überhaupt erst möglich gemacht hat. Dazu verwende ich gerne das Beispiel des Steingeldes von Yap. Yap ist eine kleine Insel, die traditionellerweise zwei Arten von Geld hatte. Das erste ist das Muschelgeld für kleine Transaktionen und das zweite ist das Steingeld für größere Transaktionen. Sie sehen hier, dass diese Steine recht groß sein können und das ist natürlich nicht so praktisch, man kann sie nicht dauernd mittragen. Daher haben sich die Bewohner von Yap etwas Spezielles einfallen lassen Die Steine werden gar nicht bewegt, sondern man merkt sich, wem jeder Stein gehört. Das funktioniert auf dieser Insel, mit relativ wenigen Einwohnern, es spricht sich alles rasch herum. Wenn ich Ihnen eine Ziege abkaufe und Ihnen dafür einen dieser Steine gebe, dann weiß nachher jeder, der Stein gehört nun Ihnen. Und Bitcoin funktioniert genau gleich. Jede Transaktion wird jedem mitgeteilt, sodass jeder weiß, wie viel jeder andere hat. Aber im Gegensatz zum Steingeld von Yap wird bei Bitcoin kein Stein verwendet, die Steine werden weggelassen. Und das geht ja auch, weil wenn man die Steine nie bewegt, dann braucht man sie ja auch nicht. Und das ist Bitcoin. Bitcoin ist wie das Steingeld von Yap, aber ohne Steine. Von dieser Abstraktion ausgehend, möchte ich das ganze nun ein bisschen genauer erklären, und zwar benötigen wir drei Grundbausteine. Wir brauchen elektronische Signaturen, wir brauchen eine Blockchain, ein Transaktionsarchiv, das dient dazu, die Transaktionen öffentlich bekannt zu machen, sodass jeder diese nachvollziehen kann. Das entspricht dem Transaktionen-sich-herum-sprechen auf der Insel von Yap. Und das dritte ist, wir brauchen einen Consensus algorithm, wie das die Informatiker nennen, wir brauchen eine Art Demokratie, herauszufinden, was ist die Wahrheit. Wenn sich mehrere Parteien widersprechen, müssen wir herausfinden, was gilt nun, weil es darf nur eine Wahrheit geben, nur einen Kontostand für jeden. Ansonsten kann man keine sicheren Transaktionen mehr machen. Gut, wir kommen nun zum ersten Baustein. Der erste Baustein sind digitale Signaturen. Wir kennen elektronische Signaturen schon seit den 70er Jahren. Das ist eigentlich bekannt, wie das funktioniert. Was man damit tun kann, ist, man kann ein Schlüsselpaar generieren, das kann jeder mit dem Handy oder dem Computer, das ist bekannt, wie das geht. Ein Schlüsselpaar besteht aus einem privaten und einem öffentlichen Schlüssel. Was ich mit dem einen Schlüssel verschlüssele, kann ich mit dem anderen Schlüssel entschlüsseln und umgekehrt. Im Falle der elektronischen Signaturen nehme ich eine Transaktion und schreibe: Hiermit schicke ich sieben Bitcoins an X, und verschlüssele das ganze mit meinem privaten Schlüssel. Und jetzt kann ich diese Transaktion jedem schicken. Wenn ich Ihnen diese Transaktion mitteile zusammen mit dem öffentlichen Schlüssel, dann können Sie einen öffentlichen Schlüssel nehmen, diese Transaktion entschlüsseln und Sie sehen, hier steht tatsächlich drin, dass ich diese Anzahl Bitcoin an X verschicken möchte. Das heißt, Sie können sicher sein, dass diese Transaktion von mir stammt, weil nur ich konnte diese Transaktion auch verschlüsseln, weil nur ich den privaten Schlüssel kenne. Und so kann man - das nennt man digitale Signatur- beweisen, dass eine Transaktion von mir stammen muss. Weil nur ich diesen privaten Schlüssel kenne. So funktionieren digitale Signaturen. Wenn ich nun eine solche digitale Signatur mache, sagen wir, alle wissen, ich bzw. der Inhaber von Schlüssel 17 hat 100 Bitcoins und ich schicke Ihnen 50 davon. Dann mache ich eine Transaktion: Hiermit schicke ich an den Inhaber von Schlüssel 129 50 Bitcoin, verschlüssele die bzw. signiere die und übergebe die Ihnen. Und jetzt mache ich das gleiche, aber noch mit zwei anderen. Dann habe ich insgesamt 150 Bitcoins verschickt, aber ich hatte ja nur 100. Keiner von Ihnen kann feststellen, dass ich hier eigentlich betrogen habe, dass ich mehr verschickt habe, als ich hatte. Und das nennt sich die Double Spend Attack. Es ist möglich, Bitcoins doppelt auszugeben, wenn es keine Instanz gibt, die überprüft, dass es eben nicht passiert. Und dafür braucht man den zweiten Baustein, dafür braucht man die Blockchain. Man braucht eben ein Instrument, über das man sich koordiniert, indem alle Transaktionen bekannt sind, sodass Sie überprüfen können, dass ich diese 50 Bitcoins, die ich Ihnen schicken wollte, nicht schon an jemand anderen verschickt habe. Wir schauen uns diese Kette von Blöcken an, wie funktioniert die. Der Zweck dieser Blockkette ist, alle Transaktionen öffentlich bekannt zu machen. Und dazu werden diese Blöcke von Transaktionen gebildet. Jeder Block - wir sehen hier eine Reihe von Blöcken- enthält eine Vielzahl von Transaktionen. Das können typischerweise vielleicht 2000 oder 3000 Transaktionen sein. Ich habe diese hier mit Tx abgekürzt. Und jeder Block zeigt auch auf den vorangegangenen Block. Das geschieht mit seinem kryptografischen Fingerabdruck, im Block 102 ist der Fingerabdruck vom Block 101 drin. Das bedeutet, dass Block 101 kann nicht mehr abgeändert werden, ohne dass man auch Block 102 abändern muss, weil wenn man Block 101 abändert, ändert sich der Fingerabdruck von Block 101 und dann müsste man auch diesen Eintrag in Block 102 abändern. Und diese Reihenfolge geht zurück bis zum sogenannten Genesis-Block, das war der allererste. Und dank dieser Verkettung kann ich, wenn ich sicher weiß, dass Block Nummer 105 der richtige ist, weiß ich auch, dass Block 104 richtig ist, dass Block 103 richtig ist, Block 102 usw. Das heißt, wenn man weiß, dass der neueste Block korrekt ist, dann kann man daraus folgern, dass auch alle anderen Blöcke korrekt sind. Die große Frage, die sich nun stellt, ist aber wie weiß man, dass der neueste Block korrekt ist? Wer erstellt den neuesten Block? Das ist jetzt das Restproblem, das wir uns nun anschauen. Wie entscheiden wir, ob der letzte Block korrekt ist und wer diesen Block erstellen darf? Dazu brauchen wir die dritte Zutat- die Demokratie oder den Consensus algorithm. Wir sehen jetzt hier einen Fall, in dem es zwei verschiedene Kandidaten für den Block Nummer 104 gibt, also da haben zwei Leute einen Block 104 erstellt. Und diese Blöcke zu erstellen, gibt es im Bitcoin-System eine Belohnung. Die Belohnung besteht zur Zeit aus 12,5 Bitcoins, also jeder, der einen korrekten Block erstellt, schreibt sich in diesem Block in einer speziellen Transaktion 12,5 Bitcoin gut. Wenn jetzt jemand kommt und sagt, ich schreibe mir 12,6 Bitcoin gut, dann weiß jeder, dieser Block ist nicht gültig, weil verletzt die Regeln und wird [UNBEKANNT]. Stattdessen macht jemand anderer einen anderen Block 104 mit der korrekten Anzahl Bitcoins, die ihm gutgeschrieben werden und alle akzeptieren diesen. Das heißt, dadurch, dass von den Leuten nur korrekte Blöcke akzeptiert werden, besteht ein starker Anreiz, auch korrekte Blöcke zu erstellen, weil sonst diese 12,6 Bitcoin über die kann man ja nicht verfügen, wenn der Block nicht als gültig akzeptiert wird. Die Frage ist nun, wie wird derjenige ausgewählt, der den nächsten Block erstellen darf. Wer darf den nächsten Block vorschlagen? Und hier gibt es ein... Es gibt ja keine zentrale Instanz, die entscheiden kann, jetzt bist du dran, jetzt bist du dran usw., sondern das muss man sich irgendwie dezentral entscheiden können. Und die brillante Idee von Satoshi Nakamoto, vom Erfinder von Bitcoin, ist hier zu würfeln. Also ich habe hier das Schokoladenspiel abgebildet, das kennen Sie vielleicht aus Ihrer Kindheit, da würfelt man und wenn man eine Sechs würfelt, da darf man versuchen, die Schokolade zu öffnen. Wenn der nächste eine Sechs würfelt, dann ist dran mit Versuchen die Schokolade zu öffnen und zu essen. Und genauso funktioniert eigentlich Bitcoin. Das heißt, jeder, der am System teilnimmt, und das System ist offen, jeder, der möchte, darf teilnehmen, der würfelt mit seinem Computer und wenn Glück hat, wenn... es geht hier natürlich nicht einen sechsseitigen Würfel, es geht da einen millionenseitigen oder milliardenseitigen Würfel, wenn man die richtige Seite erwischt, dann darf man den nächsten Block erstellen. Das bedeutet, es wird zufällig ausgewählt, wer den nächsten Block machen darf und die Gewinnwahrscheinlichkeit, dass man den Block machen darf, ist proportional zur Rechenleistung, weil je mehr Rechenleistung man hat, desto schneller darf man würfeln. Das heißt, es findet auch ein Wettrüsten statt. Dieses Würfeln nennt sich auch Mining, das hat einen enormen Zuwachs an Rechenleistung zur Folge gehabt. Also wir sehen hier diese Kurve. Wir sehen, wie die Rechenleistung im Bitcoin-Netzwerk sehr stark zugenommen hat. Jede Linie hier, von hier nach hier, es ist jedes Mal ein Sprung einen Faktor 100, und inzwischen verbrät das Bitcoinrechnen mehr Strom als ein ganzes Atomkraftwerk liefert oder mehr als eine kleine Stadt. Es ist also eine enorme Energieverschwendung, die hier stattfindet, nur sinnlose Rechnungen, dieses Würfeln auszuführen, den nächsten Block erstellen zu dürfen. Wir sehen jetzt hier so ein Stück Mining-Hardware, das ist effektiv spezialisierte Hardware, das sind Chips, die sind nur dafür hergestellt worden Bitcoins zu minen, also diese Rechenoperation auszuführen, zu zeigen, dass die Rechenleistung... also im System mitzuwürfeln. Da werden in China ganze Lagerhallen gefüllt mit dem, weil dort der Strom günstig ist. Einer der größten Bitcoin-Miner Bitmain hat schätzungsweise drei Milliarden Gewinn gemacht mit Bitcoin Mining letztes Jahr. Also das sind sehr hohe Größenordnungen, auf denen hier gearbeitet wird. Die Frage ist nun, ob man das auch effizienter machen könnte. Also wir haben gesehen, dieses Mining, dieses Proof of Work-Protokoll, wie sich das nennt, ist eigentlich eine Demokratie nach Rechenleistung. Man hat Stimmkraft proportional zu wie viel Rechenleistung man hat. Leider kann man... Zu beweisen, dass man Rechenleistung hat, kann man das nur machen, wenn man konstant rechnet, daher kommt auch der Stromverbrauch. Eine Alternative dazu wäre Proof of Space, hier ist die Stimmkraft proportional zum Speicherplatz, den man hat, aber hier werden auch physische Ressourcen verbraucht, was eigentlich auch schade ist. Und, was aber eine viel bessere Alternative wäre, ist was ich jetzt hier genannt habe, ist Proof of Stake. Das ist eine Demokratie mit Stimmkraft nach Reichtum. Also je mehr Coins ich habe, desto mehr Stimmen habe ich. Das ist natürlich aus sozialer Sicht vielleicht ein bisschen fragwürdig, aber es ist auf jeden Fall viel grüner, weil damit wird die ganze Energie eingespart, die im Moment für diese an sich sinnlosen Rechnungen draufgeht. Und einige der großen Blockchain basierte Systeme, zum Beispiel Ethereum, die planen auf Proof of Stake zu wechseln, sobald das vollständig ausgreift ist, es gibt noch ein paar technische Kniffs, die man lösen muss, aber auf die gehe ich jetzt nicht ein. Gut, also damit haben Sie gesehen, wie Bitcoin und eine Blockchain funktioniert. Wir brauchen drei Zutaten. Wir brauchen die Schlüssel, die Transaktionen sicher zu machen. Wir brauchen die Blockchain, sicherzustellen, dass jeder jede Transaktion kennt. Wir brauchen einen Consensus algorithm, sicherzustellen, dass jeder die gleiche Wahrheit hat, man muss mit diesem Consensus algorithm feststellen können, wer war der Berechtigte, den nächsten Block zu erstellen. Und man darf diesen Block natürlich auch [UNBEKANNT], wenn falsch ist, aber schlussendlich, haben wir so diese Demokratie nach Rechenleistung, einen globalen Konsensus, was die Wahrheit ist und wer welchen Kontostand hat. Als nächstes kommen wir nun zur spannenden Frage der Bewertung von Bitcoin. Was ist ein Bitcoin überhaupt wert, was sagen die Ökonomen dazu? Ich freue mich, Sie da wiederzusehen. [KEIN_AUDIO]
