Bitcoin-Netzwerk

Das Bitcoin-Netzwerk besteht aus einem Peer-to-Peer-Verbund von Knotenpunkten, die das Bitcoin-Protokoll umsetzen. Das Protokoll selbst realisiert ein hochverfügbares, öffentliches und dezentralisiertes Register. Die Knotenpunkte gewährleisten, dass jede Aktualisierung des Registers den Regelungen des Bitcoin-Protokolls entspricht.

Nutzer übermitteln kryptographisch signierte Nachrichten an das Netzwerk, indem sie Software für Bitcoin-Kryptowährungsbrieftaschen verwenden. Diese Nachrichten stellen vorgeschlagene Transaktionen dar, Änderungen, die im Register vorgenommen werden sollen. Jeder Knoten verfügt über eine Kopie der gesamten Transaktionshistorie des Registers. Sollte eine Transaktion gegen die Regeln des Bitcoin-Protokolls verstoßen, wird sie ignoriert. Transaktionen werden ausschließlich durchgeführt, wenn das gesamte Netzwerk deren Durchführung befürwortet. Dieser „vollständige Netzwerkkonsens“ (engl. „full network consensus“) wird erreicht, wenn jeder Knoten im Netzwerk die Ergebnisse einer Arbeitsnachweisoperation (engl. proof-of-work), bekannt als Mining, verifiziert. Das Schürfen bündelt Transaktionsgruppen in Blöcken und erzeugt einen Hash-Code, der den Regeln des Bitcoin-Protokolls entspricht. Die Erstellung dieses Hashes erfordert einen hohen Energieaufwand, doch ein Netzwerkknoten kann die Gültigkeit des Hashes mit minimalem Energieverbrauch überprüfen. Schlägt ein Miner dem Netzwerk einen Block vor und sein Hash ist gültig, werden der Block und die damit verbundenen Änderungen im Ledger zur Blockchain hinzugefügt, woraufhin sich das Netzwerk den noch nicht verarbeiteten Transaktionen zuwendet. Im Falle eines Konflikts gilt die längste Kette als korrekt.

Im Durchschnitt wird alle 10 Minuten ein neuer Block erzeugt.

Satoshi Nakamoto, der anonyme Schöpfer des Protokolls, gab an, dass die Konzeption und Programmierung von Bitcoin im Jahr 2007 begannen. Das Projekt wurde 2009 als Open-Source-Software veröffentlicht.

Das Netzwerk benötigt eine minimale Struktur, um Transaktionen zu teilen. Ein ad-hoc, dezentralisiertes Netzwerk von Freiwilligen genügt. Nachrichten werden nach dem Best-Effort-Prinzip übertragen, und Knoten können das Netzwerk nach Belieben verlassen und wieder beitreten. Bei einer erneuten Verbindung lädt ein Knoten neue Blöcke von anderen Knoten herunter und überprüft sie, um seine lokale Kopie der Blockchain zu vervollständigen.^[1][2]

1. ↑ Satoshi Nakamoto: Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System. (pdf) 24. Mai 2009, abgerufen am 20. Dezember 2012 (englisch). 
2. ↑ Barber, Simon, Boyen, Xavier, Shi, Elaine, Uzun, Ersin: Bitter to Better – how to make Bitcoin a better currency. In: Financial Cryptography and Data Security (= Lecture Notes in Computer Science). 7397. Jahrgang. Springer Publishing, 2012, S. 399–414, doi:10.1007/978-3-642-32946-3_29 (englisch, stanford.edu [PDF]).