Was sind Kryptowährungen?

Entstehungsgeschichte der Kryptowährungen

1. Cypherpunks

Eine Gruppe von Kryptographen und Programmierern, die sich selbst als „Cypherpunks“ (in Anlehnung an Cyberpunk) bezeichnete, begann Anfang der 90er Jahre damit, über eine Mailingliste zu kommunizieren, in der politische und technische Themen diskutiert wurden. Die Cypherpunks sehen Verschlüsselungstechnologien als Weg, die eigene Privatsphäre vor Regierungen und Unternehmen zu schützen. Sie vertreten die Meinung, dass die Bürger den Schutz ihrer Privatsphäre selbst in die Hand nehmen müssen und sich nicht auf das Wohlwollen dieser Institutionen verlassen sollten.

Das Mittel dafür ist eine Technologie, deren Sicherheit universal ist und als mathematisch nachweisbar gilt, anders als bei umgehbaren und lokal begrenzten Gesetzen. Deshalb ist das zentrale Thema unter den Cypherpunks die Verschlüsselung privater Nachrichten zum Schutz vor Überwachung. Auf rechtlichen Schutz, zum Beispiel durch das Fernmeldegeheimnis, will man sich nicht verlassen. So entstand Anfang der 90er Jahre zum Beispiel das bekannte E-Mail-Verschlüsselungsprogramm PGP 4 (Pretty Good Privacy). Auch die Software Tor5, die zum anonymen Surfen im Internet entwickelt wurde, steht in der Tradition der Cypherpunks.

Das Proof-of-Work System „Hashcash“

In der Informatik gelten redundante, dezentrale Systeme gegenüber zentralisierten Systemen generell als überlegen, weil letztere weniger skalierbar sind. Der Brite Adam Back ist ein aktiver Cypherpunk, der im Jahr 1997 zur Bekämpfung von Spam das Proof-of-Work System „Hashcash“ vorgeschlagen hat und in der Entwicklung von Bitcoin bis heute eine wichtige Rolle spielt.

Hashcash nutzte erstmals Proof-of-Work – ein Grundbaustein von Bitcoin und vielen anderen Kryptowährungen – zum Beweis geleisteter Arbeit. Ein Computer investiert bei dem Proof-of-Work System Rechenleistung in schwierig zu lösende, jedoch einfach zu überprüfende Rechnungen, die vom genauen Empfänger und Inhalt einer E-Mail abhängen. Der Absender der Mail kann damit beweisen, dass er beispielsweise zehn Minuten Rechenleistung investiert hat, um die E-Mail zu versenden, und es sich höchstwahrscheinlich nicht um Spam handelt. Denn Spam ist nur effektiv, wenn es möglich ist, pro Sekunde hunderte von E-Mails zu versenden.

Aufgrund der Entwicklung des Proof-of-Work Systems Hashcash wird zuweilen gemutmaßt, dass es sich bei Adam Back um Satoshi Nakamoto handelt, dem bis heute unbekannten Erfinder von Bitcoin.

2. Entwicklung von Bitcoin

Satoshi Nakamoto ist das Pseudonym des Bitcoin-Erfinders. Nakamoto stellte Bitcoin am 1. November 2008 in „The Cryptography Mailing List“ vor und beschrieb seine Entwicklung in einem Whitepaper als „Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System“. Wie erwähnt, ist die wirkliche Identität von Nakamoto bis heute unbekannt. Der Name Satoshi Nakamoto ist im Japanischen das Gleiche wie Hans Master im Deutschen.

Seit 2011 ist Nakamoto mit wenigen Ausnahmen nicht mehr in Erscheinung getreten. Die Fortentwicklung von Bitcoin hat er anderen überlassen. Als Erfinder von Bitcoin hat er jedoch die wichtigsten technischen Grundlagen gelegt und die erste Implementierung des Bitcoin-Systems veröffentlicht. Inzwischen gibt es verschiedene Implementierungen in mehreren Programmiersprachen. Auch die ursprüngliche Version von Satoshi Nakamoto wurde mittlerweile fast komplett überarbeitet. Wie bei anderen Open Source-Projekten übernehmen freiwillige Programmierer den überwiegenden Teil der Arbeit.

Der rasante Anstieg des Bitcoin-Kurses

Der erste Wechselkurs für Bitcoin betrugt 0,08 Cent (Dollar). Mit einem Dollar hätte man also zirka 1.310 Bitcoins kaufen können. In der Anfangszeit hatten Bitcoins keinen in anderen Währungen nennbaren Wert. In Bitcoin-Talk-Foren wurden 2010 die ersten Wechselkurse ausgehandelt. Ein berühmtes Beispiel ist der erste Warenaustausch gegen Bitcoin. Am 22. Mai 2010 wurden zwei Pizzen gegen 10.000 Bitcoins gehandelt. Bis Ende 2011 bewegte sich der Kurs von Dollar nach Bitcoin oft nur im einstelligen Bereich. Von Beginn an unterlag der Kurs starken Schwankungen.

Zwischen den Jahren 2012 bis 2017 setzte ein starker Aufwärtstrend ein. Bis Mitte April 2013 stieg der Bitcoin Kurs auf über 200 US-Dollar. Am 30. November 2013 knackte er erstmals die 1.000-Dollar-Marke, sank nach dem Konkurs der Bitcoin-Handelsplattform Mt.Gox bis Anfang 2015 aber wieder auf unter 250 Dollar ab. Anschließend begann der Kurs wieder zu steigen und schloss das Jahr bei knapp 1.000 Dollar ab. Den bislang höchsten Kapitalzufluss verzeichnete Bitcoin im Jahr 2017. Mitte Dezember beschleunigte sich die starke Kursentwicklung. Am 17. Dezember 2017 erreichte der Kurs fast 20.000 US-Dollar. Beendet wurde das Jahr mit einem Stand von etwa 14.000 Dollar.

Im Jahr darauf ging es unter Schwankungen stetig abwärts. Der Kurs pendelte sich bei unter 4.000 US-Dollar ein. Im Juni 2019 kletterte der Kurs wieder über die Marke von 10.000 Dollar, das Jahr wurde mit einem Stand von zirka 7.200 US-Dollar abgeschlossen.

3. Digitales Geld

Bitcoin wird häufig als digitales Geld bezeichnet, weil die Transaktionen von Person zu Person stattfinden. Bereits Nakamoto stellte es unter dem Titel „Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System“ als solches vor. Es darf jedoch nicht das Missverständnis aufkommen, dass es sich bei Bitcoin um E-Geld handelt, denn Bitcoin ist weder eine Forderung, noch existiert ein identifizierbarer Emittent. Bitcoin fällt somit nicht unter diesen Rechtsbegriff. Damit gleicht Bitcoin klassischen Fiat-Währungen wie dem Euro, da diese seit der Aufgabe des Goldstandards ebenfalls keine Forderung mehr darstellen.

Der technisch spannende Punkt ist die Möglichkeit der direkten Übertragung von Person zu Person. Diese war bisher nur mit physischem Geld möglich und eröffnet zahlreiche neue Möglichkeiten.

Die Funktionsweise von Kryptowährungen

1. Öffentliches Zahlungssystem

Das öffentliche Zahlungssystem lässt sich am besten anhand eines einfachen Beispiels erklären. Wir nehmen dazu an, dass sich mehrere Personen in einem Raum befinden und sich auf folgende Regeln einigen:

1. Jede im Raum befindliche Person hat 50 Coins. Diese sind an keinen realen Wert gebunden und frei erfunden.
2. Durch öffentliche Erklärung sind die Coins frei übertragbar.
3. Jede Person führt über sämtliche durchgeführten Transaktion Buch.
4. Transaktionen, die ungültig sind, werden ignoriert.

Wenn zum Beispiel Anne 10 Coins an Michael übertragen will, sagt sie für alle deutlich hörbar „Ich schicke hiermit 10 Coins an Michael“. Alle im Raum befindlichen Personen notieren sich diese Transaktion und wissen nun, dass Anne nur noch 40 Coins besitzt, während Michael über 60 Coins verfügt. Kündigt Anne nun weiter an „Ich schicke hiermit 50 Coins an Jörg“, wird diese Transaktion von den anderen ignoriert, da Anne diese Summe an Coins nicht besitzt.

Mit diesem einfachen Beispiel haben wir ein System geschaffen, das dem Bitcoin-System sehr ähnelt. Es existiert eine abstrakte Währung ohne Emittenten, für die zudem niemand einen Wert garantiert. Dennoch lässt sie sich als Zahlungsmittel verwenden, sofern jemand gefunden wird, der es annimmt. Auch die Geldmenge ist wie bei Bitcoin von Beginn an begrenzt. Ähnlich wie bei Bitcoin gibt es außerdem keinen Finanzintermediär, der die Transaktionen abwickelt. Diese finden stattdessen von Person zu Person (peer to peer) statt, mit den übrigen Personen im Raum als Zeugen und Registratoren.

Unser System wirft nun folgende Fragen auf: Wie können zusätzliche Personen dazukommen? Was soll eine Person tun, die Transaktionen versäumt hat und den übrigen Personen nicht vertraut? Die Kerninnovation von Bitcoin stellt die Lösung dieser Probleme dar.

2. Elektronische Signaturen

Ein wichtiger, wenn auch nicht ganz neuer, technologischer Baustein von Bitcoin und ähnlichen Systemen sind elektronische Signaturen. Hierfür werden eine Identifikationsnummer und ein dazugehöriger geheimer Schlüssel benötigt. Mit dem Schlüssel lassen sich Transaktionen fälschungssicher signieren. Jeder Signatur ist anzusehen, zu welcher Identifikationsnummer sie gehört. Damit kann die Signatur einer Transaktion nicht einfach kopiert und in ein anderes Dokument eingefügt werden, wie es technisch etwa mit papiernen Unterschriften möglich wäre.

Von einigen Diensten werden derartige Identifikationsnummern mit echten Identitäten in Verbindung gebracht und mit einer eigenen Signatur zertifiziert. Wenn es sich dabei um einen regulierten Zertifizierungsdienst handelt, sind die Unterschriften qualifizierte elektronische Signaturen. Eine solche Zuordnung von Identifikationsnummern ist im Bitcoin-System jedoch unwichtig, weil Empfänger und Absender immer nur über die Identifikationsnummern identifiziert werden. Eine etwaige Verknüpfung mit realen Personen wird den Vertragsparteien überlassen.

Benutzer von Bitcoin sind „pseudonym“

Die Benutzer von Bitcoin sind genau genommen nicht anonym, sondern pseudonym. Jede Identifikationsnummer stellt ein Pseudonym dar. Generell können diese Nummern als Kontonummern betrachtet werden, sie werden jedoch als „Adressen“ bezeichnet. Einige Dienste nutzen für sämtliche Transaktionen die gleiche Adresse, die früher oder später dadurch allgemein bekannt wird. Andere nutzen eine neue Empfangsadresse für jede Transaktion, so dass sich die einzelnen Zahlungen nicht so einfach miteinander in Verbindung bringen lassen. Die Gefahr, dass zwei unterschiedliche Personen zufällig dieselbe Adresse generieren, sinkt, da die Adressen lang genug sind. Damit braucht es keinen zentralen Dienst, der Adressen vergibt und somit Kollisionen verhindert.

Mit digitalen Signaturen lassen sich viele Funktionen des öffentlichen Zahlungssystems bereits realisieren. Die Technologie macht Identitäten und fälschungssichere Transaktionen möglich. Man könnte ein System entwickeln, in dem ein Absender von Zahlungen immer die gesamte Kette der vorangegangenen Zahlungen (Coins) beilegt. Damit kann er belegen, dass er im Besitz der Coins ist bzw. diese einmal besessen hat. Das System könnte die wichtigsten Funktionen einer Kryptowährung bieten, bis auf eine: die Vermeidung von Double-Spends. Denn mit seinem beigelegten Coin-Stammbaum kann er nicht belegen, dass er dieselben Coins nicht schon an jemand anderen gesendet hat.

Bei klassischen Banknoten übernimmt der materielle Aspekt den Beweis: Wer eine Banknote in der Hand hält, belegt damit, dass er sie noch nicht an anderer Stelle ausgegeben hat. Diese Art von Beweis funktioniert in der digitalen Welt nicht. Bitcoin ist stattdessen darauf angewiesen, dass ein verlässliches Archiv sämtlicher Transaktionen gibt, so dass sich nachprüfen lässt, ob die versprochenen Bitcoins vom Absender nicht schon früher ausgegeben wurden. Von einer zentralen, vertrauenswürdigen Instanz könnte diese Archivfunktion relativ einfach übernommen werden. Diese würde dem dezentralen Gedanken des Bitcoin-Systems aber zuwiderlaufen. Im Falle von Bitcoin wird diese Archivfunktion stattdessen von der dezentral organisierten Blockchain übernommen – der großen Innovation von Bitcoin.

3. Die Blockchain

Im Zusammenhang mit der Bitcoin-Technologie ist häufig die Rede von Distributed Ledger (dezentrales Register). Prinzipiell können solche Systeme als Eigentumsregister für beliebige übertragbare Werte dienen. Ein dezentrales Register besteht aus einer Datenstruktur, in der alle relevanten Daten gespeichert werden. Daneben gibt es ein Protokoll, das spezifiziert, wie die Daten ausgetauscht und abgeglichen werden. Bei vielen Kryptowährungen wird die Datenstruktur als Blockchain bezeichnet.

In dieser werden alle Transaktionen archiviert. Sie besteht also aus einer Kette von Transaktionsblöcken. Alle Nutzer, die die Bitcoin Software auf ihrem PC laufen haben, führen eine vollständige Kopie dieses Archivs mit. Das heißt, dass auf der ganzen Welt unzählige Kopien der Blockchain existieren. Etwa alle zehn Minuten werden neue Transaktionen zu einem Datenblock zusammengefasst und an die Kette angefügt.

Zusammenfassung

Die Bezeichnung Kryptowährung steht für virtuelle Währungen, die als digitale Zahlungsmittel fungieren können. Dabei werden für die Transaktionen keine Zwischeninstanzen (Banken) benötigt. Es gibt stattdessen ein dezentrales Netzwerk, in dem die Teilnehmer Transaktionen verwalten sowie neue Einheiten der Digitalwährung generieren. Ermöglicht wird dies durch die Blockchain-Technologie, die den Kryptowährungen zugrunde liegt.

Eine Blockchain („Block“ und „Kette“) wird häufig als kollektives Buchführungssystem beschrieben. Sie enthält verschlüsselte Informationen in Datenblöcken über sämtliche Transaktionen, die mit einer bestimmten Digitalwährung durchgeführt wurden. Die Blockchain fungiert als Datenbank. Die Datenblöcke befinden sich nicht auf einem zentralen Server, sondern liegen auf den Computern der zahlreichen Netzwerk-Teilnehmer, die sie verwalten.

Jede Person kann Teil des dezentralen Netzwerks werden und ihre Rechenleistung bereitstellen, um die Datenkette fortzuführen. Dies wird durch den Erhalt von Coins („Münzen“) oder Token („Wertmarken“) der jeweiligen Kryptowährung belohnt. Der Prozess wird als „Mining“ (englisch für „fördern“ oder „schürfen“) bezeichnet. Auf das Thema Mining gehen wir in einem gesonderten Beitrag näher ein. Wenn eine Transaktion in der Blockchain einmal festgeschrieben ist, kann sie nicht mehr geändert werden. Sie wird dadurch absichert und die einzelnen Währungseinheiten können nicht mehrfach verwendet werden. Deshalb werden Finanzinstitute, die bisher bei monetären Transaktionen immer zwischengeschaltet werden, nicht mehr benötigt.

Warum gibt es Kryptowährungen?

Mit der Entwicklung der ersten Kryptowährung Bitcoin sollte schlicht ein Bezahlsystem geschaffen werden, das ohne etablierte Institute funktioniert und Konsumenten ein gewisses Maß an Anonymität und informationeller Selbstbestimmung ermöglicht. Die zugrunde liegende Technologie wurde mittlerweile weiterentwickelt und verbessert. Kryptowährungen lassen sich heute für mehr als nur Geldtransaktionen einsetzen, sie stellen eine kosteneffiziente, schnelle und sichere Alternative für die Übertragung von sensiblen Daten dar.

Kryptrowährungen als alternative Geldanlage werden ebenfalls zunehmend interessanter.