Bitcoin – Ein sich ständig weiterentwickelndes Netzwerk

6. September 2019 – Valentin Schön
Lesedauer: 6 Minuten

Mit Bitcoin wurde eine Alternative zu digitalen Zahlungsanbietern geschaffen, welche in der Vergangenheit oftmals durch mangelnden Datenschutz oder Privatsphäre aufgefallen sind. 2017 geriet der zentrale Datenverwalter Equifax Inc. in die Schlagzeilen, als bekannt wurde, dass sensible Daten von 147 Millionen US-Amerikanern gestohlen wurden. In Folge dieses Raubzuges konnten z.B. Kreditkartendaten, Informationen zum Wohnort und Sozialversicherungsnummern entwendet werden. Diese Daten können beispielsweise für Identitätsdiebstahl oder das Bezahlen mit fremden Kreditkarten genutzt werden. Im Anschluss wurde Equifax zu einer Strafe von über 700 Millionen US-Dollar verurteilt. (1) Jedoch wird auch der Nutzen von Bitcoin und die daraus resultierenden Anwendungsmöglichkeiten nicht nur positiv gesehen. Es gibt eine Reihe von Kritikpunkten denen sich das dezentral verteilte Geldsystem ausgesetzt sieht. Dazu gehört das häufig angesprochene Skalierungsproblem, also der Engpass an möglichen Transaktionen pro Sekunde (TPS).
Das Bitcoin-Netzwerk verarbeitet durchschnittlich ca. sieben TPS. (2) Das Visa-Netzwerk hingegen kommt auf ca. 2.000 TPS und an stark genutzten Tagen auf bis zu 4.700 TPS. (3) Noch liegen zwischen Visa und Bitcoin also Welten. Das zeigte sich besonders deutlich während der fulminanten Kurs-Rallye im Jahr 2017. Damals stieg der Preis für ein Bitcoin von ca. 900 US-Dollar auf fast 20.000 US-Dollar, was einer Steigerung von über 1.000 % entspricht. Als eine große Anzahl von Personen Bitcoins kaufte, stieg die Anzahl der getätigten Transaktionen stark an, was wiederum einen deutlichen Anstieg der Transaktionsgebühren auf bis zu 55 US-Dollar, zur Folge hatte. (4)

Quelle: BitInfoCharts

Auch die durchschnittlichen Transaktionszeiten verlängerten sich exorbitant und die Zeit bis sie in die Blockchain aufgenommen wurden, lag bei bis zu 190 Stunden. (5) Es entstand ein “Markt der Transaktionsgebühren”, auf dem nur solche Transaktionen schnell verarbeitet wurden, bei denen extra hohe Gebühren als Anreiz für Miner gezahlt wurden. Eine weitere Frage beschäftigt sich mit der technischen Begrenzung von durchschnittlich sieben TPS. Die Blockgröße und somit der Speicherplatz, welcher in jedem Block der Bitcoin-Blockchain belegt werden kann, wurde auf 1 Megabyte begrenzt. Diese Limitierung wurde im Jahr 2010 von dem unter dem Pseudonym bekannt gewordenen Bitcoin-Erfinder Satoshi Nakamoto, festgelegt, um das Netzwerk vor schädlichen Akteuren zu schützen. (6) Viele andere Kryptowährungen, die häufig als Altcoins bezeichnet werden, messen ihre Leistungsfähigkeit fast ausschließlich anhand möglicher Transaktionen. Die Anzahl der TPS ist jedoch nur auf den ersten Blick wichtig. Viele Altcoins versuchen die TPS von Bitcoin aus Marketinggründen zu übertreffen und geben dafür ihre Dezentralität, Sicherheit und teilweise sogar Funktionalität auf.

Kritiker sehen Bitcoin wiederum allzu oft als ein statisches Ökosystem, welches sich in den letzten 10 Jahren nicht verändert haben soll. Genau hier liegt das Missverständnis: Das heutige Bitcoin-Netzwerk kann mit dem Stand von vor 10 Jahren nicht verglichen werden, da seit der Einführung bereits über hundert Änderungen am Code zur Optimierung implementiert wurden. (7)
Auch zu Beginn des Internets und seiner kommerziellen Nutzung gab es etliche Aspekte die bemängelt wurden: Die verwendeten Modems und Router verursachten laute Einwählgeräusche und die Internetgeschwindigkeit war sehr langsam. Auch Bildschirme haben sich von schweren Modellen mit Röhren zu Flachbildschirmen mit 4K-Technik weiterentwickelt. Entscheidend für die Funktionalität war auch die Einführung kabelloser Verbindungen wie WLAN oder Bluetooth. Eine Vielzahl an Anpassungen und Verbesserungen wurden vorgenommen, um die Leistungsfähigkeit und Sicherheit zu verbessern. Bitcoin funktioniert nach einem öffentlichen Protokoll, also einer Art Regelwerk, dass Dezentralität und Sicherheit als oberste Priorität angibt. Durch den dezentralen Charakter und die fehlende Steuerung des Bitcoin-Netzwerks durch eine zentrale Instanz, ist es jedoch ungleich komplizierter eine rasche Veränderung des Protokolls vorzunehmen und zu implementieren. Die „Instandhalter“ des Netzwerks werden als Full Nodes bezeichnet, das sind Knotenpunkte im weltweiten Bitcoin Netzwerk. Sie sind für einen reibungslosen Ablauf zuständig und erhalten dafür im Gegenzug Bitcoins als Belohnung. Wird nun ein Update vorgeschlagen, muss eine Mehrheit, in manchen Fällen sogar bis zu 95 % dieser Full Nodes zustimmen, damit es wirksam wird. (8) Da Bitcoin ein Open-Source-Projekt ist, können alle anstehenden Updates (Bitcoin Improvement Proposals) vorher eingesehen werden. Sie sind daher deutlich transparenter als klassische Zahlungsanbieter. (9)

Verlauf der Akzeptanz verschiedener BIPs im Bitcoin Netzwerk
Quelle: bitcoinwiki

Aufgrund des häufig angesprochenen Skalierungsproblems von Bitcoin wurde ein weiteres Update names „SegWit“ (Segregated Witness) eingeführt. Mit SegWit wurde eine “Second-Layer-Solution” eingeführt. Das bedeutet, dass auf das Fundament (Bitcoin-Netzwerk) eine zweite Ebene gelegt wird, die andere Funktionen bieten kann. Ein Vorteil ist die Reduktion des benötigten Speicherplatzes von Transaktionen, dadurch können nun mehr TPS ausgeführt werden. Durch Segwit wurde auch das “Lightning-Netzwerk” eingeführt. In diesem werden Transaktionsgebühren durch direkte Zahlungskanäle deutlich verringert und es können somit “Micropayments” getätigt werden. Auch die Privatsphäre erhöht sich dadurch und in einem weiteren Schritt wären sogar Transaktionen zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken möglich. (10) Die Marktdominanz von Bitcoin hat im Jahr 2019 wieder auf ca. 71 % zugenommen. Statistiken zur Nutzung können im Internet eingesehen werden. Somit kann der aktuellste Entwicklungsstand jederzeit überprüft werden. (11) Von Interesse könnte auch die Einführung von sogenannten “Schnorr Signaturen” sein. Diese erhöhen die Privatsphäre bei Transaktionen. (12) Ein weiteres anstehendes Protokoll-Update mit dem Namen “MAST”, verringert den benötigten Speicherplatz für Smart Contracts. (13)

Auch wenn Verbesserungen und Updates nicht von heute auf morgen implementiert werden, gibt es fortlaufend Updates, an denen täglich durch ein weltweites Entwicklernetzwerk gearbeitet wird.
Bitcoin ist noch lange kein fertiges Produkt.
Die Handhabung der gesamten Bitcoin-Ökonomie wird einfacher. Vor einigen Jahren war das Mining und der Handel mit Bitcoins kompliziert. Mittlerweile kann jeder ein Wallet auf seinem Smartphone installieren und immer einfacher Bitcoins kaufen, verkaufen und versenden. Wie auch bei klassischem Geld ist das auch an Bitcoin-ATM´s möglich und dass bereits seit fünf Jahren. Erste Kreditkarten ermöglichen sogar die bequeme Zahlung mit Kryptowährungen, wodurch der Kreis zu Visa und ähnlichen Anbietern geschlossen wird. (14)

Verwendete Quellen:

  1. Larson, E. (24. Juli 2019) “American Victims of the Equifax Hack Can File Claims on New Website”. Abgerufen am 23.08.2019 von: https://www.bloomberg.com/news/articles/2019-07-24/american-victims-of-equifax-hack-can-file-claims-on-new-website
  2. Croman K.,Decker C., Eyal I.,Gencer A. E., Juels A., Kosba A., Miller A., Saxena P.,Shi E., G¨un Sirer E., Song D., Wattenhofer R. (31.08.2016) “On Scaling Decentralized Blockchains”. Abgerufen am 23.08.2019 von: https://www.comp.nus.edu.sg/~prateeks/papers/Bitcoin-scaling.pdf
  3. Nilson Report.  (2018) “Purchase Transactions on Global Cards in 2017”. Abgerufen am 23.08.2019 von: https://nilsonreport.com/publication_chart_and_graphs_archive.php?1=1&year=2018  
  4. Bitinforcharts. (2019) “Bitcoin Transaktionsgebühr grafiken, Durchschnittliche Transaktionsgebühr, USD” Abgerufen am 23.09.2019 von: https://bitinfocharts.com/de/comparison/bitcoin-transactionfees.html
  5. Blockchain.com. (2019) “ Average Confirmation Time” Abgerufen am 23.08.2019 von: https://www.blockchain.com/de/charts/avg-confirmation-time?timespan=all
  6. GitHub. (2010) “Bitcoin Core integration/staging tree” Abgerufen am 23.08.2019 von: https://github.com/bitcoin/bitcoin/commit/172f006020965ae8763a0610845c051ed1e3b522 
  7. GitHub (2019) ”Bitcoin Improvement Proposals” Abgerufen am 23.08.2019 von: https://github.com/bitcoin/bips
  8. En.bitcoin.it (13. Februar 2016) “Bitcoin Improvement Proposals” Abgerufen am 23.08.2019 von: https://en.bitcoin.it/wiki/Bitcoin_Improvement_Proposals
  9. GitHub (2019) ”Bitcoin Improvement Proposals” Abgerufen am 23.08.2019 von: https://github.com/bitcoin/bips
  10. Bitcoincore.org (26. Januar 2016) “Segregated Witness Benefits” Abgerufen am 23.08.2019 von: https://bitcoincore.org/en/2016/01/26/segwit-benefits/
  11. Charts.bitcoin.com (2019) “Bitcoin Core Charts” Abgerufen am 23.08.2019 von:  https://charts.bitcoin.com/btc/
  12. Maxwell G., Poelstra A., Seurin Y., Wuille P.  (20. Mai 2018) “Simple Schnorr Multi-Signatures with Applications to Bitcoin” Abgerufen am 23.08.2019 von: https://eprint.iacr.org/2018/068.pdf
  13. GitHub (1. April 2016) “Merkelized Abstract Syntax Tree” Abgerufen am 23.08.2019 von: https://github.com/jl2012/bips/blob/mast/bip-mast.mediawiki
  14. Blockchaincenter (2019) “Die wichtigsten Krypto-Kreditkarten” Abgerufen am 23.08.2019 von:  https://www.blockchaincenter.net/krypto-kreditkarten/