Bitcoin-Whitepaper – Satoshis Vision vor 10 Jahren ins Leben gerufen

Die Entwicklung der Schlüsselindustrien wurde in der Vergangenheit durch bahnbrechende technologische Innovationen vorangetrieben, die die Gesellschaft bis heute nachhaltig prägen.

Die Druckmaschine führte zur wissenschaftlichen Revolution, die Entdeckung der Elektrizität brachte Licht in die Welt, Radiowellen veränderten die Art und Weise, wie Informationen an die Massen übermittelt wurden und das Internet gab uns eine neue Art und Weise, zu kommunizieren und mit Informationen zu interagieren.

Bitcoin hat sich in den letzten zehn Jahren ähnlich disruptiv und innovativ auf die Finanzwelt ausgewirkt. Die Technologie, die hinter Kryptowährungen steckt, hat seither eine Reihe von Sektoren der Weltwirtschaft beeinflusst.

Am 31. Oktober wird das 10-jährige Jubiläum der Veröffentlichung des Bitcoin-Whitepaper gefeiert, in dem die Funktionsweise des Bitcoin-Protokolls beschrieben wird.

Bitcoin: Ein elektronisches Peer-to-Peer-Bargeld-System wurde im November 2008 auf einer Kryptographie-Mailingliste veröffentlicht, kurz nachdem das Werk erstmals überhaupt veröffentlicht wurde. Es wurde von Satoshi Nakamoto geschrieben, dem anonymen Schöpfer von Bitcoin, der entweder eine einzelne Person oder eine Gruppe von Personen sein könnte.

Das Whitepaper präsentierte ein System, das zentrale Behörden, wie beispielsweise Banken und Finanzinstitute, überflüssig macht und damit Transaktionen erleichtert:

"Was wir brauchen, ist ein elektronisches Zahlungssystem, das auf kryptographischen Nachweisen statt auf Vertrauen basiert. Damit wird es zwei beliebigen Parteien ermöglicht, direkt miteinander zu handeln, ohne dass ein vertrauenswürdiger Dritter erforderlich ist."

Das Bitcoin-Protokoll hätte ohne die Grundlagen der vorhergehenden elektronischen Systeme nicht entwickelt werden können. Denn diese haben Pionierarbeit bei dezentralen Peer-to-Peer-Netzwerken geleistet, die mit Kryptographie funktionieren.

Man muss sich lediglich die Referenzliste im Bitcoin-Whitepaper ansehen, um die wichtigsten Einflüsse zu erkennen, die zur Entwicklung des Protokolls führten.

Einflüsse auf das Bitcoin-Protokoll

Das B-Money von Wei Dai, Hashcash von Dr. Adam Back und die Arbeit an kryptographischen Hashings durch Dr. Ralph Merkle gelten seit Langem als bedeutende Einflüsse auf das Bitcoin-Protokoll.

Man muss dazu sagen, dass diese drei Einflüsse nur jeweils ein Teil der umfangreichen Arbeit an Kryptographie, Zeitstempel und Konsens-Protokolle sind, die das Bitcoin-Protokoll und dessen Funktionsweise beeinflusst haben.

Bitcoin-Whitepaper

Zeitstempel

Arvind Narayanan, ein Privatdozent für Informatik an der Universität Princeton, und Jeremy Clark haben eine aufschlussreiche  Zusammenfassung der verschiedenen Einflüsse auf Satoshis Bitcoin-Whitepaper verfasst.

Bitcoin fungiert in erster Linie als elektronischer Ledger und Transaktionen werden chronologisch in Blöcken mit digitalen Zeitstempeln erfasst. Die Arbeit von Stuart Haber und Scott Stornetta über digitale Zeitstempel mit dem Titel "Wie man ein digitales Dokument mit einem Zeitstempel versieht" von 1991 wird im Bitcoin-Whitepaper direkt als Quelle erwähnt.

Die Arbeit von Haber, Stornetta und Dave Bayer mit dem Titel "Die Effizienz und Zuverlässigkeit bei digitalen Zeitstempeln verbessern" wurde zwei Jahre später veröffentlicht und wird von Satoshi ebenfalls als Quelle aufgeführt. Beide Arbeiten konzentrieren sich hauptsächlich auf die Erstellung von Zeitstempeln für elektronische Dokumente mit Hilfe von kryptographischen Hashes.

Satoshi nutzte die Datenstruktur aus der ursprünglichen Arbeit von Haber und Stornetta, so dass der Zeitstempelserver von Bitcoin den Hash eines Transaktions- und Zeitstempelblocks nutzt. Daraufhin wird dieser an das Netzwerk gesendet.

Der Zeitstempel ist ein entscheidender Aspekt. Dieser liefert den Nachweis, dass die Daten vorhanden sind, bevor der Hash erstellt werden kann. Der Zeitstempel eines jeden Blocks beinhaltet den vorherigen Zeitstempel in seinem Hash, um eine zeitlich lineare Kette von Blöcken zu bilden.

B-Money

Das B-Money von Wei Dai beschrieb ein Protokoll, das es den Teilnehmern ermöglicht, Verträge in einem elektronischen System abzuschließen und durchzusetzen, ohne das diese zurückzuverfolgen sind.

Im ersten Protokoll von B-Money war vorgesehen, dass die Teilnehmer des Systems eine Datenbank mit Kontoständen führen, die einen Überblick über die Eigentümer des Geldes bieten. Die Transaktionen werden durch eine öffentliche Nachricht an alle Teilnehmer eingeleitet und abgeschlossen. Dabei werden die jeweiligen Kontostände der Beteiligten an einer bestimmten Transaktion aktualisiert.

Das zweite Protokoll sah eine bestimmte Gruppe von Teilnehmern vor, die für die Aktualisierung der Kontostände aller Teilnehmer verantwortlich sind.

Sehr vereinfacht betrachtet könnte die Veröffentlichung von Transaktionen und die Aktualisierung der Kontostände durch Nutzer des Netzwerks als Vorläufer der Knoten im Bitcoin-Protokoll angesehen werden. Diese führen nämlich Buch über die ständig wachsende Blockchain.

Bitcoin-Whitepaper

Hashcash

Hashcash hatte einen weitaus stärkeren Einfluss auf das Bitcoin-Protokoll, da das die Grundlage für den Arbeitsnachweis-Algorithmus (PoW-Algorithmus) der Kryptowährung bildet.

Der berühmte Kryptograph Dr. Adam Back, der heute in Malta lebt, erfand Hashcash im Jahr 1997. Der PoW-Algorithmus wird in erster Linie als Werkzeug zur Verhinderung von Spam-E-Mails und Denial-of-Service-Angriffen eingesetzt. Der Algorithmus verlangt, dass eine ausgewählte Arbeitsmenge berechnet wird, bevor ein Hash-Stempel erstellt wird. Dieser Nachweis kann dann vom Informationsempfänger schnell überprüft werden.

Einfach ausgedrückt, muss ein Absender eine bestimmte Menge an Rechenarbeit leisten, bevor er irgendeine Nachricht über ein Netzwerk senden kann. Spam-E-Mails und Denial-of-Service-Angriffe werden dadurch verhindert, dass Absender eine enorme Rechenleistung erbringen müssten, um eine große Anzahl von Nachrichten zu versenden, die die Ressourcen des Empfängers überfluten sollen.

Im Bitcoin-Whitepaper bezieht sich Satoshi direkt auf das Hashcash-System von Back als Quelle für den Bitcoin-PoW-Algorithmus.

"Um einen verteilten Zeitstempel-Server auf Peer-to-Peer-Basis umzusetzen, müssen wir ein PoW-System, ähnlich wie das Hashcash-System von Adam Back, anstelle von Zeitungs- oder Usenet-Posts verwenden."

Unabhängig davon, ob das so beabsichtigt war oder nicht, hat das von Nakamoto entwickelte PoW-System eine Mining-Wirtschaft geschaffen, die äußerst wettbewerbsfähig ist. Die Belohnung für die Lösung des PoW-Algorithmus und die Freischaltung eines neuen Blocks ist eine bestimmte Menge neu geschaffener BTC.

Der Arbeitsnachweis schafft nicht nur ein Anreizsystem, um das Netzwerk am Laufen zu halten, sondern schützt das Netzwerk auch vor Angreifern.

Wenn eine Gruppe von Angreifern vorhergehende Transaktionen in der Bitcoin-Blockchain ändern oder rückgängig machen wollen würde, müsste sie den PoW dieses spezifischen Blocks erneut durchführen und dasselbe dann in allen Blöcken in der Kette danach tun. Selbst mit aktueller Hardware ist diese Leistung theoretisch unmöglich, es sei denn, die Angreifer kontrollieren genügend Rechenleistung, um die ehrlichen Knoten im Netzwerk zu übersteuern.

Merkle-Bäume

Ein weiterer wichtiger Teil des Bitcoin-Protokolls wurde direkt von der Arbeit von Dr. Ralph Merkle beeinflusst, dem die Miterfindung der Kryptographie mit öffentlichen Schlüsseln zugeschrieben wird.

Merkle-Signaturen und -Bäume wurden von Merkle erfunden und auch nach ihm benannt. Merkle-Bäume sind Piktogrammbäume, die Blätter enthalten und mit Hash-Signaturen versehen sind, die Transaktionsdaten enthalten.

In ihrer einfachsten Form werden Merkle-Bäume verwendet, um gespeicherte Daten, die in einem Netzwerk übertragen wurden, zu organisieren und zu bestätigen.

Wie das folgende Diagramm zeigt, ist die Merkle-Wurzel ein Hash aller Hashes von Transaktionen in einem bestimmten Block in der Blockchain. Diese Merkle-Wurzel ist im Block-Header enthalten, so dass die Knoten überprüfen können, ob eine bestimmte Transaktion vom Netzwerk akzeptiert wurde, indem sie einen Block-Header und einen Merkle-Baum herunterladen.

Vereinfacht gesagt bietet die Merkle-Wurzel einen einzigen Hash, der die Integrität aller Transaktionen unter ihm bestätigt. Das bedeutet auch, dass eine einzelne Transaktion innerhalb dieses Merkle-Baums auch vom Netzwerk verifiziert werden kann, da die Merkle-Wurzel auch die Daten zu diesem bestimmten Hash enthält.

Merkle-Baum

Satoshis Genialität - eine Kombination aus wichtigen Komponenten

Bei so vielen wichtigen Einflüssen, die unterschiedliche Rollen bei der Erstellung des Bitcoin-Whitepapers spielen, ist es schwierig, die wichtigste Komponente des Protokolls herauszufiltern.

Satoshis Brillanz besteht darin, dass er diese verschiedenen Methoden und Technologien nutzte, um ein funktionierendes elektronisches Zahlungssystem zu schaffen.

Cointelegraph sprach mit einer Reihe von angesehenen Persönlichkeiten innerhalb der Kryptowährungs- und Blockchain-Community, um sich einen Eindruck davon zu machen, wie das Bitcoin-Whitepaper den Bereich, wie wir ihn heute kennen, geprägt hat.

Cypherpunk und Softwareingenieur, Jameson Lopp, erinnert sich an seine erste Begegnung mit Satoshis Whitepaper, das ihn auf einer praktischen Ebene angesprochen hatte.

"Es war vor etwa 6 Jahren. Ich hörte auf verschiedenen technischen Nachrichtenseiten immer wieder von Bitcoin und dachte mir, dass es vielleicht einen Grund dafür geben könnte, warum er nicht in der Versenkung verschwand. Als ich das Whitepaper las, wurde mir klar, dass er tatsächlich ein grundlegendes Informatik-Problem gelöst hat. Das mein Interesse an diesem Projekt geweckt."

Lopp ist auch der Meinung, dass man kein bestimmtes vorhergehendes Projekt als den größten Einfluss auf die Funktionsweise des Bitcoin-Protokolls betrachten kann. Es ist die Kombination dieser verschiedenen Methoden, die Bitcoin so erfolgreich machen:

"Es gibt meiner Meinung nach kein bestimmtes Teil in diesem Puzzle, das wichtiger ist als die anderen. Nakamotos Genialität war nicht eine von den einzelnen Komponenten von Bitcoin, sondern die komplexe Art und Weise, wie sie zusammenpassen und dem System dadurch Leben einhauchen."

Emin Gün Sirer, Privatdozent für Informatik an der Cornell University, erinnert sich gerne an seine erste Begegnung mit dem Bitcoin-Whitepaper zurück:

"Ich habe das Whitepaper etwa im Jahr 2010 oder so gelesen. Das ist wie der erste Kuss, den vergisst man nicht. Diese klare Vision und dieser aggressive Traum, den Dollar zu ersetzen, haben sich bei mir eingebrannt."

Ähnlich wie andere wichtige Persönlichkeiten glaubt Gün Sirer, dass Satoshis Fähigkeit, diese verschiedenen Einflüsse in einem gut funktionierenden elektronischen Zahlungssystem zu vereinen, das ist, was das Bitcoin-Whitepaper von vorhergehenden Projekten unterscheidet:

"Das sind nur Quellen. Sie spielten bei der Definition des Protokolls eine Rolle, aber der wichtigste Beitrag ist das Konsens-Protokoll, die der längsten/härtesten Chain folgt. Dabei stach Satoshis einzigartiger Beitrag hervor."

Das Bitcoin-Whitepaper kann heute zwar als ein hervorragender Plan für die heutigen Kryptowährungen betrachtet werden, doch die einflussreichsten Vorgänger haben versucht, bestimmte Mängel, die Bitcoin betrafen, zu beheben.

Auf die Frage, ob das Whitepaper von Bitcoin die umfassendste, "narrensicherste" Methodik für ein Blockchain-Zahlungssystem sei, widersprach Gün Sirer. Der Professor erklärt, dass Projekte wie Ethereum, technische Innovationen im Vergleich zu Satoshis ursprünglicher Arbeit bieten wollen:

"Auf keinen Fall. Satoshi wurde in jeder Hinsicht übertroffen. Ethereum hat die Vision weiterentwickelt und intelligente Verträge entwickelt."

Vinny Lingham, Blockchain-Unternehmer und Industrieberater, hat sich zum Bitcoin-Vermächtnis gegenüber Cointelegraph ebenfalls geäußert.

Lingham, der die Bitcoin-basierte digitale Geschenkkartenplattform Gyft gründete, sagte, er sei zunächst skeptisch gegenüber der Kryptowährung in ihren Anfängen gewesen und habe sich kaum vorstellen können, dass sie eine globale Währung werden würde.

Das änderte sich wohl, als er erkannte, dass Bitcoin Probleme lösen konnte, die sie mit dem Unternehmen hatten. Diese Probleme bezogen sich auf Betrug und Rückbuchungen.

"Der anfängliche Aufstieg und Fall von Bitcoin hat mich direkt daran erinnert, als das Internet im Jahr 2000 "gestorben" ist. Durch die Nutzung unserer Infrastruktur bei Gyft konnten wir es Bitcoin-Nutzern ermöglichen, ihre Bitcoin an über 50.000 physischen Orten mit Geschenkgutscheinen auszugeben. Man kann es nicht anders sagen: Die Ergebnisse waren äußerst beeindruckend. Gyft verkaufte schließlich an First Data für über 50 Mio. Dollar (ca. 44 Mio. Euro). Dieser Ausstieg hat mein Leben verändert. Ich glaube auch tatsächlich, dass ich das alles Bitcoin verdanke."  

Lingham sprach über die verschiedenen Projekte und Technologien, die das Bitcoin-Whitepaper geprägt haben, und schloss sich der Ansicht von Lopp und Gün Sirer an, die Satoshi die Schaffung eines voll funktionsfähigen digitalen Geldsystems zuschreiben:

"Die Innovation von Satoshi Nakamoto bestand darin, dass er all die undurchdachten Projekte, die davor kamen, zu Ende dachte. Denn diese konnten das Problem nicht lösen und digitales Geld erschaffen. Die vorhergehenden Arbeiten waren bestenfalls und aufkeimende Gedanken und, unabhängig voneinander, fehlerhaft. Satoshi brachte auf brillante Weise alles zusammen. Ironischerweise scheint sich die Denkweise, die bei vorhergehenden Projekten prävalent war, jetzt, da Satoshi weg ist, wieder bei Bitcoin einzuschleichen. Ob das gut oder schlecht ist, bleibt abzuwarten."

Was ist in den nächsten 10 Jahren bei Bitcoin zu erwarten?

Wir feiern ein Jahrzehnt, seit die Bitcoin-Idee in Satoshi Nakamotos Whitepaper aufkam. Es gibt allerdings jetzt vieles, das wir beachten müssen. Wie die Geschichte von Bitcoin zeigt, war es sicherlich nicht einfach, das zu werden, was er heute ist. Auch die Herausforderungen, denen die Kryptowährung gegenüberstand, haben sie in dieser Hinsicht geprägt.

Das ursprüngliche Protokoll, wie es in Nakamotos Whitepaper dargelegt ist, ist weitgehend gleich geblieben. Aber die technologischen Fortschritte, die um Bitcoin herum aufkommen, werden wahrscheinlich die Richtung angeben, in die er sich in den nächsten zehn Jahren entwickeln wird.

Wie Lopp gegenüber Cointelegraph erklärt, sollte Bitcoin im nächsten Jahrzehnt noch zugänglicher und benutzerfreundlicher werden. Entwickler und Softwareingenieure entwickeln verschiedene Anwendungen, die die Art und Weise, wie wir Bitcoin verwenden und mit der Blockchain interagieren, verbessern:

"Ich gehe davon aus, dass die grundlegenden Aspekte des Protokolls gleich bleiben werden, aber dass die neu entwickelten Implementierungen sehr unterschiedlich aussehen werden und das System technisch immer komplexer wird. Aber ich erwarte auch, dass die Benutzung weniger kompliziert wird, da wir jetzt die Aspekte von Bitcoin, die Fachwissen erfordern, herausnehmen können. So wie sich die Internettechnologie im Laufe der Jahre verbessert hat, werden Mainstream-Bitcoin-Anwender nur sehr wenig darüber wissen, wie die zugrunde liegenden Protokolle funktionieren. Sie werden einfach den Anleitungen in den Anwendungen folgen, die sie auf ihren Geräten verwenden."

Gün Sirer sieht das ähnlich und glaubt, dass es im nächsten Jahrzehnt eine Reihe von Innovationen geben werde, die die Systeme, die wir heute nutzen, überholen werden:

"In den nächsten 10 Jahren wird es Bitcoin immer noch etwa in seiner aktuellen Form geben, aber diese Form wird nur eine Nebenrolle spielen. Die eigentlichen Systeme, die Leute benutzen werden, um Werte zu handeln und Verträge auszuführen, werden ganz anders als die heutigen Systeme aussehen."

Lingham hat eine etwas zurückhaltendere Prognose zur Zukunft von Bitcoin abgegeben. Die Tatsache, dass der Schwerpunkt auf ideologische Meinungen zu technologischen Lösungen liegt, scheint ihn zu beunruhigen. Er hoffe, dass die Community Möglichkeiten findet, Bitcoin in den kommenden Jahren zugänglich zu machen.

"Es ist klar, dass die Dezentralisierung in Zukunft eine Rolle spielen wird. Aber die Frage dabei ist, wie dezentralisiert das alles dann ist. Es ist klar, dass Ideologie wichtiger geworden ist als die Technologie selbst, wenn es um Bitcoin geht. Ich habe da so meine Zweifel, wie das endet. Aber ich lasse mich gerne eines Besseren belehren."

In Sachen Finanzstabilität und zukünftige Marktaussichten für die Kryptowährung scheint es bergauf zu gehen. Wie Cointelegraph Anfang Oktober 2018 berichtete, erreichte die Kursvolatilität von Bitcoin den niedrigsten Stand seit 17 Monaten.

Abgesehen von Marktspekulationen ebnete Satoshi Nakamotos Bitcoin-Whitepaper den Weg für Kryptowährungen, die konventionelle Finanzsysteme und Banken in Frage stellen. Aus diesem Grund ist der 10. Geburtstag ein besonderer. Und zweifellos wird Bitcoin für immer als die ursprüngliche Kryptowährung gefeiert werden.