Bitcoin Kommunikationsprotokoll und aktuelle Registerversion, Verwaltung des Bitcoin-Systems (BIP), Bitcoin ist Fiatgeld

Dies ist bereits mein fünfter Artikel zum Thema Bitcoin. Danke an alle, die die Artikel verfolgen und ihr Feedback dazu geben:)

Hier eine kleine Übersicht der bisher erschienenen Artikel:

1. Das Bitcoin-System
2. Erfüllung der drei Transaktionsbedingungen bei Bitcoin
3. Transaktionskonsens bei Bitcoin(Mining und Blockchain)
4. Netzwerkknoten(Bitcoin)

Ich würde behaupten, dass wenn ihr euch diese Artikel (und die teilweise sehr guten Kommentare) sorgfältig durchgelesen habt, ihr bereits ein ziemlich gutes Verständnis für die Funktionsweise von Bitcoin habt. 

In den nächsten Artikeln werden wir uns dann genauer mit der Transaktionslegitimität (Schlüssel, Pseudonyme,...) und dem genauen Aufbau einer Transaktion sowie dem Transaktionskonsens(sehr interessantes Thema; Bestandteile eines Blocks, Blockchain,...) beschäftigen.

Das Bitcoin Kommunikationsprotokoll

Wie wir im gestrigen Artikel gelernt haben, kann sich jeder seinen eigenen Client programmieren und so mit dem Bitcoin Netzwerk kommunizieren. Diese Kommunikation muss jedoch in einer standardisierten Form erfolgen (logisch) Wie gestern schon kurz erwähnt, sollte der Client sich an diese Formatierung halten, wenn er funktionieren möchte:D (sich mit anderen Knoten austauschen will) und das ist ja der Sinn des Netzwerkes (Austausch von Informationen über den aktuellen Zustand der Besitzverhältnisse und dann die Konsensfindung)

Wenn man sich einen solchen Client installiert (zb Bitcoin Core, verlinkt in Artikel Nr 4) und ihn dann startet muss man erstmal ein paar Stunden Geduld haben, in denen der Client alle Blocks des aktuellen Blockchain Registers von anderen Knoten bezieht und verifiziert. In die Software des Clienten ist nur der erste Block: Genesis Block eingebunden. Die anderen holt der Client sich wie gesagt von anderen Knoten (über 100GB).

Natürlich muss jeder Block nur einmal verifiziert und heruntergeladen werden. Lange Ladezeiten hat man nur dann, wenn der Client gerade installiert wurde oder wenn der Client(also Knoten) übere längere Zeit nicht mit dem Bitcoin Netzwerk verbunden war.

Austausch von Blocks

Der Austausch ob jeder Knoten die aktuelle Registerversion hat, erfolgt über den Austausch von Nachrichten in denen sich die Netzwerkknoten gegenseitig die ID(identifikationsnummer) des neuesten Blocks der vom jeweiligen Knoten gespeicherten Kette mitteilen. Wenn diese Nummer gleich ist, müssen die Knoten keine Blocks austauschen. Passt sie nicht, tauschen die Knoten selbstständig die Informationen untereinander aus. Wenn ein Knoten dann neue Block Informationen bekommt, prüft er diese selbstverständlich auf die Gültigkeit der darin enthaltenen Transaktionen und verifiziert, dass die Transaktionen nicht ein bereits verwendetes Guthaben referenzieren und die Transaktion vom Eigentümer des jeweiligen Guthabens initiiert wurde. Er wird außerdem noch überprüfen ob der Block die korrekte ID des vorherigen Blocks referenziert und ob seine eigene ID unter dem Schwellenwert liegt.

Jeder (vollwertige) Knoten kann prüfen, ob ein Block die verschiedenen Konsensbedingungen erfüllt und damit in das Blockchain Register aufgenommen werden kann.

Austausch von Transaktionen

Wie wir bereits wissen sind Transaktionsnachrichten Zahlungsaufträge, die über das Bitcoin Netzwerk propagiert werden und von den vollwertigen Knoten geprüft und verarbeitet werden. Neben/zusammen mit dem Austausch von Block Informationen können Knoten auch Transaktionsdaten miteinander teilen.

Transaktionsnachrichten werden von Knoten immer geprüft(Auszahlungsbedingungen und Signaturen) was das Netzwerk vor DOS Angriffen, bei denen der Datenverkehr durch viele ungültige Transaktionsnachrichten gestört werden könnte schützt.

Ungültige Transaktionsnachrichten werden einfach verworfen. Gültige Transaktionsnachrichten kommen wie bereits erwähnt in den Transaction Pool des Knotens und die Originalnachricht wird anderen Knoten angeboten (exponentielle Verbreitung der Transaktionsnachrichten). Falls ein einzelner Teilnehmer die Verbreitung einer gültigen Transaktionsnachricht nun verweigert(oder er ausfällt;stromausfall oder so), ist das egal, da der Initiiant der Transaktion diese einfach an andere Knoten weiterleiten kann.

Bitcoin Kopien

Da der Quellcode von Bitcoin open source ist, jeder ihn kopieren und verändern kann gibt es zahlreiche sogenannte Altcoins (Alternative Coins). Durch einen Altcoin der auf dem Bitcoin Quellcode basiert, werden natürlich keine neuen Bitcoin Einheiten geschaffen. Diese Altcoins basieren auf eigenen Registern. Jeder kann also seine eigene Kryptowährungen erschaffen und dafür zb Bitcoin als Vorbild nutzen. Ob diese dann erfolgreich wird und zu einer "Gefahr" für Bitcoin wird kommt darauf an, wie diese Kryptowährung von anderen Menschen eingeschätzt wird.

Verwaltung des Bitcoin Systems

Die Dynamik eines Systems ist von großer Bedeutung. Ein statisches System kann sich nicht an veränderte Anforderungen oder Bedingungen anpassen. Das Bitcoin System lässt sich also verändern. Dafür muss nur ein genügend großer Teil des Netzwerkes für diese Änderung sein.

Vorschläge für eine solche Änderung können grundsätzlich von jedem hervorgebracht werden. Die Formalisierung einer solchen Idee erfolgt dann über den Prozess der Bitcoin Improvement Proposals (BIP) (ich werde zum Thema BIP unten eine Quelle verlinken) 

Wenn ein Vorschlag umstritten ist und kein Konsens über Annahme oder Ablehnung besteht wird darüber abgestimmt. An diesen Abstimmungen können nur Miner teilnehmen. Immer wenn ein Miner einen gültigen Block erstellt, kann er eine Stimme abgeben (umso mehr Rechenleistung man hat, umso mehr Macht hat man also in einer Abstimmung). Ein Vorschlag wird angenommen, wenn er in einem vorher festgelegten Zeitintervall (zb in den letzten 2000 Blocks) eine vorgeschriebene Prozentzahl an Stimmen erreicht hat. Da in einem dezentralen System niemand dazu gezwungen werden kann, eine Änderung umzusetzen bzw das Resultat der Abstimmung zu respektieren, gibt es bei jeder Meinungsverschiedenheit die Gefahr, dass das System sich spaltet und sogenannte Forks (Ein Teil des Netzwerks setzt eine Änderung um, während der andere Teil des Netzwerks den alten Code behält) entstehen. Durch Forks entstehen also konkurrierende Register.

Nun unterscheidet man noch zwischen Softforks und Hardforks kurz gesagt sind Softforks vorwärtskompatibel (unter der neuen Software erstellte Register werden auch von der alten Software als gültig betrachet) und Hardforks rückwärtskompatibel (unter der alten Software erstellte Register werden von der neuen Software als gültig betrachtet).

Wie in dem Bild zu sehen ist, setzen sich Softforks dann durch, wenn ihnen die Mehrheit der Netzwerkrechenleistung zuteil wird. Eine Hardfork lässt sich nur durch Dominanz der alten Software lösen.

All diese Prozesse der weiteren Entwicklung von Bitcoin sind von der Rechenleistung abhängig (am meisten Rechenleistung heißt deine Änderung setzt sich durch).

Der Schutz vor Missbrauch durch die Miner ist jedoch indirekt implimentiert, da wenn die Miner eine Änderung durchsetzen die niemandem gefällt die Akzeptanz von Bitcoin schnell sinken wird, wodurch der Preis der Bitcoin Einheiten sinkt wodurch die Miner keinen Gewinn mehr machen. Besonders einen Hardfork könnten die Miner ohne eine breite Zustimmung gar nicht durchsetzen, da bei einem Hardfork alles aktualisiert werden muss; Börsen müssen Änderungen implementieren usw. Es liegt also im Interesse der Miner, die für das Bitcoin System besten Änderungen durchzusetzen. 

Wieso Bitcoin Fiatgeld ist:

Bitcoins sind Fiatgeld, da sie keinen Fundamentalwert haben oder ein angeknüpftes Zahlungsversprechen besitzen. Der Preis von Bitcoin resultiert also aus der Erwartung der Menschen, dass sie einen Bitcoin den sie jetzt kaufen später einmal teurer verkaufen können(die Besitzrechte)

Die Rechenleistung ist kein Fundamentalwert. Die Höhe der aufgewandten Rechenleistung ist eine Konsequenz des Preises und nicht andersrum. Wenn der Preis von Bitcoin sinkt, sinkt auch die Entschädigung für die Miner (die benötigte Rechenleistung bleibt jedoch gleich) womit es weniger Miner geben würde. Diese Ressource (die Stromkosten die nötig sind) die (angeblich) der Fundamentalwert sind, sind also direkt vom Bitcoin Preis abhängig und könnten ohne weiteres wegfallen wenn es keinen Anreiz mehr gäbe Bitcoins zu minen (Gewinn aus Coinbase Transaktion kleiner als für den Block aufgewandte Rechenleistung).

Bitcoins sind kein gesetzliches Zahlungsmittel (niemand ist zu deren Annahme verpflichtet). Bitcoin Einheiten erhalten ihre Legitimität nicht durch das Vetrauen in einen Staat oder eine zentrale Instanz sondern durch eine Technologie. 

Quellen:

• Bild

Das Bild habe ich mithilfe von Paint 3D erstellt. Als Vorbild diente mir dafür die "Tabelle 3" aus dem Buch "Bitcoin, Blockchain und Kryptoassets von Aleksander Berentsen und Fabian Schär.

• Mein Wissen über dieses Thema habe ich ebenfalls größtenteils aus diesem Buch.

https://www.amazon.de/gp/product/3738653929/ref=as_li_tl?ie=UTF8&tag=urdreamscomet-21&camp=1638&creative=6742&linkCode=as2&creativeASIN=3738653929&linkId=d95515f27071b70b443408ad7170a100

Dies ist ein ref Link von mir zu dem Buch.

• Alles über Bitcoin Improvement Proposals (BIP)

https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0001.mediawiki

• Bitcoin ist kein Fiatgeld

siehe Buch und https://en.bitcoin.it/wiki/Myths#Bitcoin_is_backed_by_processing_power (quelle aus einem Kommentar von @lauch3d unter meinem Bitcoin Post Nr1)

• Ebenfalls als Quelle empfehlen kann ich Medium und https://coinforum.de/forum/19-technik-entwicklung-sicherheit/ 

Wenn euch der Artikel gefallen hat, dürft ihr mir gerne folgen und Feedback sowie einen Upvote dalassen. Werde selbstverständlich auf alle Fragen eingehen.