Wie Blockchains tatsächlich funktionieren

Sie müssen Blockchains nicht verstehen, um Krypto sicher zu nutzen, genauso wenig wie Sie TCP/IP verstehen müssen, um eine E-Mail zu versenden. Aber ein funktionierendes gedankliches Modell macht es erheblich schwerer, Sie zu täuschen, und das allein ist Grund genug.

Was tatsächlich in einem Block steckt

Ein Block enthält drei Dinge: ein Bündel Transaktionen, einen Zeitstempel und einen kryptografischen Fingerabdruck des vorherigen Blocks. Dieser dritte Punkt ist es, der ihn zu einer Kette macht.

Der Fingerabdruck wird von einer Hashfunktion erzeugt. Geben Sie ihr beliebige Daten, liefert sie eine Zeichenfolge fester Länge zurück. Die nützlichen Eigenschaften sind: Dieselbe Eingabe ergibt immer dieselbe Ausgabe, jede Änderung der Eingabe — selbst ein einziges Zeichen — ergibt eine völlig andere Ausgabe, und man kann von der Ausgabe nicht auf die Eingabe zurückrechnen.

Warum Manipulation scheitert

Angenommen, Sie wollten eine Transaktion in Block 500 einer Kette verändern, die inzwischen 900 Blöcke lang ist. Ändern Sie sie, ändert sich der Hash von Block 500. Aber Block 501 enthält den alten Hash von Block 500, wodurch Block 501 nun ungültig ist. Beheben Sie das, ändert sich der Hash von Block 501, was Block 502 ungültig macht, und so weiter bis Block 900.

Sie müssten also jeden Block ab 500 neu berechnen — während der Rest des Netzwerks weiterhin die ehrliche Kette verlängert, die Sie zusätzlich noch überholen müssten. In einem großen Netzwerk ist das nicht nur schwierig; es kostet mehr, als jeder plausible Gewinn einbringen könnte.

Wie sich das Netzwerk einigt

Das eigentlich schwierige Problem, das eine Blockchain löst, ist die Einigung. Tausende anonyme Computer, von denen manche feindselig sein könnten, müssen sich ohne jede zentrale Instanz auf eine einzige Version der Geschichte einigen. Das Verfahren dafür heißt Konsens.

Proof of Work

Proof of Work macht das Vorschlagen eines Blocks teuer. Teilnehmer — Miner — wetteifern darum, eine Zahl zu finden, die in Kombination mit dem Blockinhalt einen Hash unterhalb eines Zielwerts ergibt. Es gibt keine Abkürzung; man rät, billionenfach pro Sekunde. Wer sie zuerst findet, schlägt den Block vor und erhält neu geschaffene Coins.

Die Kosten bestehen aus echtem Strom und echter Hardware, und genau das ist der Punkt: Ein Angreifer kann das nicht durch das Erzeugen weiterer Identitäten vortäuschen. Bitcoin nutzt dieses Verfahren. Der naheliegende Kritikpunkt ist der Energieverbrauch, der dem Verfahren innewohnt und nicht nur ein Nebeneffekt ist — die Sicherheit ist der Aufwand.

Proof of Stake

Proof of Stake ersetzt Rechenleistung durch Sicherheiten. Validatoren hinterlegen Coins, das Protokoll wählt sie aus, um Blöcke vorzuschlagen und zu bestätigen, und Fehlverhalten vernichtet einen Teil ihres Einsatzes. Das Netzwerk anzugreifen bedeutet, einen enormen Einsatz zu erwerben und ihn bewusst zu verlieren.

Ethereum wechselte 2022 zu diesem Verfahren und senkte den Energieverbrauch dabei um über 99 %. Der Kritikpunkt lautet, dass Einfluss den bestehenden Beständen folgt, was die Kontrolle möglicherweise bei großen Haltern und Staking-Diensten konzentriert.

Bestätigungen, und warum sie wichtig sind

Sobald Ihre Transaktion in einen Block aufgenommen wird, hat sie eine Bestätigung. Jeder weitere Block fügt eine weitere hinzu. Mehr Bestätigungen bedeuten mehr Aufwand, den ein Angreifer bräuchte, um sie rückgängig zu machen — deshalb warten Börsen mehrere Bestätigungen ab, bevor sie eine Einzahlung gutschreiben. Das ist keine Bürokratie; es ist die Wahrscheinlichkeit einer Rückabwicklung, die sich Richtung null bewegt.

„Dezentralisiert“ ist ein Spektrum

Es ist verlockend, Dezentralisierung als Ja/Nein-Eigenschaft zu behandeln. Das ist sie nicht. Ein Netzwerk kann dezentralisiert sein, was den Betrieb der Nodes angeht, aber zentralisiert, was das Schreiben der Software angeht, oder darin, welche wenigen Mining-Pools die meisten Blöcke produzieren, oder darin, wer die Admin-Keys eines Protokolls kontrolliert.

Beschreibt sich ein Projekt als dezentralisiert, lautet die nützliche Frage: dezentralisiert in welcher Hinsicht, und wer könnte das noch ändern oder stoppen? Viele Dinge, die als dezentralisiert vermarktet werden, haben eine kleine Gruppe von Menschen, die sie morgen anhalten könnten.

Was Sie als Nächstes lesen sollten

Als Nächstes in dieser Reihe: warum hat Krypto überhaupt einen Wert? — eine schwierigere Frage, als sie zunächst erscheint.