Wie läuft eine Bitcoin-Transaktion hinter den Kulissen ab?

Dass mit dem Bitcoin Zahlungen durchgeführt werden können, ist mittlerweile in aller Munde. Doch nur die wenigsten Menschen wissen, wie eine Bitcoin-Transaktion „hinter den Kulissen“ abläuft. Was passiert hier technisch, um die fälschungssicheren Zahlungen zu ermöglichen und die Daten zu speichern? Der folgende Artikel klärt auf.

Vor dem Einstieg: Dieses Hintergrundwissen ist notwendig

Bevor die Bitcoin-Transaktion genauer durchblickt werden kann, ist ein gewisses Hintergrundwissen erforderlich. Denn: Die Transaktionen sind ein wenig komplexer, als es auf den ersten Blick scheinen mag. Bei den Bitcoins handelt es sich nicht wirklich um „greifbare“ Dateien oder digitale Coins. Stattdessen werden lediglich Aufzeichnungen darüber gespeichert, welche Adressen die Zahl an Bitcoins steigern konnten und welche Adressen die Zahl an Bitcoins verringert haben. 

Sämtliche Informationen darüber werden im sogenannten „Ledger“ auf der Blockchain gespeichert. Dieses ist vergleichbar mit einem öffentlichen Register.

Zu einer Bitcoin-Transaktion kommt es somit immer dann, wenn Anleger direkt in den Coin investieren oder diesen zum Beispiel über eine Handelsplattform verkaufen. Die Transaktion besteht dabei immer aus den drei Komponenten von Input (Transaktionseingang), Output (Transaktionsausgang) und dem jeweiligen Betrag.

Die Basis: Bitcoin-Adresse

Die Grundvoraussetzung für die Abwicklung von Bitcoin-Transaktionen ist ein sogenanntes Wallet. Hierbei handelt es sich um eine digitale Geldbörse, mit der die Besitzer Zugang zu den Bitcoin-Adressen haben. Diese wiederum sind von größter Bedeutung für alle Transaktionen mit BTC.

Jede Bitcoin-Adresse weist einen eigenen Kontostand auf. Diese sind also durchaus vergleichbar mit einem klassischen Bankkonto, wenn auch nur bedingt. Während ein Bankkonto immer einer Person klar zugeordnet ist, können die Bitcoin-Nutzer beliebig viele Bitcoin-Adressen erstellen. Um die eigene Identität möglichst gut zu schützen, ist dies sogar ratsam. Alle Bitcoin-Adressen bestehen übrigens aus einer Kombination aus Zahlen und Buchstaben. Aussehen könnte eine solche Adresse also zum Beispiel so: A64huzk2LP39NzWz.

Private Key und Public Key

Durch das Erstellen der jeweiligen Bitcoin-Adresse wird ein sogenanntes kryptologisches Schlüsselpaar erstellt. Dieses besteht zum einen aus einem Private Key, zum anderen aus dem sogenannten Public Key. Der Public Key ist öffentlich einsehbar und ermöglicht es jedem Nutzer, die Gültigkeit der Nachricht zu überprüfen. Der eigentliche Inhalt der Nachricht ist für die Nutzer jedoch nicht sichtbar. Zugriff auf diesen hat nur der Ersteller durch den Private Key.

Einreichen der Bitcoin-Zahlung

Über das eigene Wallet bzw. den Bitcoin-Anbieter kann die Transaktion eingereicht werden. Das bedeutet nichts anderes als eine Mitteilung an den Anbieter, dass eine Transaktion an eine andere Bitcoin-Adresse erfolgen soll.

Der jeweilige Anbieter signiert den Zahlungsversuch nun mit einem Private Key für die eigene genutzte Bitcoin-Adresse. Mit Hilfe des Public Keys verifizieren die Mitglieder des Netzwerkes die Plattform und können diese eindeutig zuordnen.

Verifizierung durch die Miner

Für die Verifizierung einer Bitcoin-Transaktion kommen die sogenannten „Miner“ zum Einsatz. Diese nutzen ihre Rechenleistung der eigenen Computer dafür, um im Falle des Bitcoins alle paar Minuten einen Transaktions-Block zu erstellen. Durch diesen Prozess wird eine sogenannte kryptologische Hashfunktion erzeugt.

Letztere wandeln die gesammelten Datensätze gewissermaßen aus. Aus der großen Datenmenge wird eine Zeichenfolge bestehend aus Buchstaben und Zahlen gebildet, die als Hashwert bezeichnet wird.

Hashwert und Nonces

Aus technischer Sicht ist es unmöglich vorherzusagen, welche Datensätze welchen Hashwert kreieren werden. Schon eine kleine Änderung im originalen Datensatz kann dazu führen, dass ein nahezu vollständig anderer Hashwert ermittelt wird. In jedem neu ermittelten Hashwert sind aber stets die Informationen über alle bisherigen Transaktionen zu finden. Genau diese bilden auch jeweils die Basis dafür, um überhaupt neue Hashwerte ermitteln zu können.

Die Miner ermitteln diese Hashwerte nämlich stets aus einer Mischung aus den vorherigen Hashwerten eines Transaktions-Blocks und den sogenannten „Nonces“. Bei der Nonce handelt es sich um eine Zahl, die vor dem jeweiligen Hashwert eingefügt wird. Möglich wird es so, für identische Daten unterschiedliche Hashwerte zu generieren. 

Hashwert	Nonce	Hashwert + Nonce
A64huzk2LP39NzWz	5478	5478A64huzk2LP39NzWz

Miner-Rewards

Verankert ist im Bitcoin-Prinzip die Vorgabe, dass jeder Hashwert mit einer bestimmten Anzahl an Nullen beginnen muss. Genau das ist ein wesentlicher Bestandteil des Schutzes vor Fälschungen. Miner können unmöglich vorhersagen, mit welcher Nonce der passende Hashwert mit der korrekten Anzahl der Nullen produziert wird.

Die Folge: Die Miner müssen eine intensive Rechenleistung in die Verifizierung stecken und im Prinzip so lange „probieren“, bis der passende Wert zufällig gefunden wurde. Das bedeutet auch: Sollen die Daten der Transaktionen nachträglich verändert werden, ist dieser gesamte Prozess erneut zu durchlaufen. Ohne die große Rechenleistung der Miner ist dies jedoch praktisch unmöglich.

Für die Erstellung eines neuen Transaktions-Blockes und die Bereitstellung der Rechenleistung werden die Miner von der Blockchain belohnt. Im Falle einer Bitcoin-Transaktion würden die Miner also eine gewisse Anzahl an Bitcoins erhalten. Finanziert wird diese Belohnung der Miner wiederum aus den Netzwerkgebühren, die bei den Bitcoin-Transaktionen auf die User zukommen.

Transaktionsreihenfolge

Nicht immer kann eine Bitcoin-Transaktion sofort durchgeführt werden. Je nach Aufkommen im Netzwerk nimmt dieser Prozess mehrere Minuten Zeit in Anspruch. Kreiert werden die Blöcke etwa alle zehn Minuten. Größere Datenmengen werden von den Minen oftmals schneller bearbeitet, da diese eine größere Belohnung mit sich bringen. Der Anreiz ist hier also größer als bei kleineren Datenmengen, was auch Einfluss auf die Transaktionsreihenfolge haben kann.

Gleichzeitig ist die Dauer der Transaktion auch vom jeweiligen Händler abhängig. Einige Händler warten die Erstellung des neuen Blocks ab, um vollständig geschützt zu sein. Bei sehr geringen Beträgen kann ein Händler aber auch bei weniger Bestätigungen schon die Transaktion freigeben, wobei dann immer ein leichtes Restrisiko bleibt.

Bitcoin-Transaktion nachverfolgen: Mit Block-Explorer

Im „Dunstkreis“ der Bitcoin-Transaktionen taucht oftmals der Begriff Block-Explorer auf. Hierbei handelt es sich um ein Tool, mit dem präzise Analysen des Netzwerkes möglich sind. Nutzer können mit diesem Tool zum Beispiel Angaben über bestimmte Transaktionen oder einzelne Blöcke offensichtlich einsehen. Je nach Tool kann der Funktionsumfang aber weitaus umfangreicher sein. So sind teilweise auch Daten über die Mining-Pools und Marktcharts oder noch ausstehende Transaktionen verfügbar.

Ein Block-Explorer lässt sich jeweils mit einer bestimmten Blockchain verbinden. Möglich ist es auch, eine Blockchain mit mehreren dieser Explorer in Verbindung zu bringen. Viele Anleger nutzen diese zur Überwachung des Ist-Zustandes eines Krypto-Netzwerkes.

Welche Gebühren fallen für eine Bitcoin-Transaktion an?

Welche Kosten mit einer Bitcoin-Transaktion einhergehen, lässt sich pauschal nicht genau sagen. Durchschnittlich liegen die Transaktionskosten im Bitcoin-Netzwerk umgerechnet aber bei rund 0,30 US-Dollar. Festgelegt werden die Gebühren von den Nutzern, wodurch gleichermaßen der Anreiz für die Miner erschaffen wird. Setzen die Nutzer die Gebühren also zu niedrig an, sorgt dies aufgrund mangelnder Attraktivität zwangsläufig für eine niedrig priorisierte Bearbeitung durch die Miner.