Bitcoin

das Konzept des „Zeitstempels“ benutzt. Um sicherzustellen, dass die Daten der Bitcoins nicht manipuliert wurden und in unveränderter Form vorliegen, wird jeder Hashwert mit dem Zeitwert seines Vorgängers versehen. Dadurch werden mehrfache Ausgaben derselben Bitcoins verhindert. Wenn eine Adresse versucht, einen Bitcoinbetrag mehrfach zu versenden, wird im Netzwerk geprüft, welche Transaktion die älteste ist. Diese Transaktion bleibt bestehen, während alle danach erfolgten für ungültig erklärt und verworfen werden. Jeder einzelne Bitcoin enthält die gesamte Verlaufsgeschichte seiner vorangegangenen Transaktionen und jede Transaktion wird dieser Verlaufsgeschichte hinzugefügt.
    Die folgende Darstellung zeigt eine vereinfachte Transaktion eines Bitcoin mit fortlaufender Zeit. Um die Transaktion in Gang zu setzen, muss der Empfänger der Bitcoins, in diesem Fall Nutzer B, Nutzer A seinen öffentlichen Schlüssel zusenden. Nutzer A versendet den Bitcoin mit einer digitalen Signatur seines privaten Schlüssels. Später schickt Nutzer C Nutzer B seinen öffentlichen Schlüssel und eine weitere Transaktion kann von Nutzer B mithilfe seines privaten Schlüssels eingeleitet werden. Jeder Bitcoin beinhaltet die Transaktionen, die er bereits hinter sich hat und fügt dieser Historie aktuelle Transaktionen hinzu. Dabei wird der Bitcoin so gespeichert, dass nur der aktuelle Besitzer den Bitcoin mit seinem privaten Schlüssel erneut versenden kann.

    Chronologischer Ablauf mehrerer Transaktionen eines Bitcoin
    Quelle: Eigene Zusammenstellung.
    Um einen Bezahlvorgang zu starten, wählt sich jeder Teilnehmer mit seiner jeweiligen Client-Software in das dezentrale Netzwerk ein. Dies erledigt die Software automatisch sobald sie eine Verbindung ins Internet hat. Der Bezahlvorgang läuft durch einen Dialog in der Client-Software ab. In diesen Dialog werden die Empfängeradresse sowie der Betrag eingegeben. Die Adresse muss zuvor vom Empfänger an den Sender der Bitcoins übermittelt worden sein. Mit dem privaten Teil seines Schlüssels signiert der Sender seine Zahlung an den Empfänger. Dies geschieht automatisch im Hintergrund durch das Programm. Außerdem kann eine freiwillige Gebühr eingestellt werden, um die Bestätigung der Transaktionen zu beschleunigen. Zur Sicherheit muss bei den meisten Clients noch ein Passwort eingegeben werden, um die Transaktion zu bestätigen. Die Transaktion wird daraufhin allen Teilnehmern des Netzwerkes bekannt gemacht. Dadurch sollen Störungen oder Manipulationen ausgeschlossen werden.
    Eine Sammlung von Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk wird als Block bezeichnet. In den Blöcken sind die Daten zu den Transaktionen zwischen Sendern und Empfängern von Bitcoins gespeichert. Jeder Block kann Transaktionen über eine kleine oder große Summe Bitcoins enthalten. Im Netzwerk werden die Blöcke verifiziert. Dies geschieht durch das sogenannte Mining. Blöcke werden in regelmäßigen Abständen generiert und durch das Bestätigen der Richtigkeit von Blöcken kann ein Miner Belohnungen in Form von Bitcoins erhalten.
    Im Zuge einer Transaktion werden die Details darüber an so viele Computer wie möglich innerhalb des Bitcoin-Netzwerkes übermittelt. In der Block Chain werden zudem die Details über alle bisher abgewickelten Transaktionen gespeichert. Sollte ein Angreifer die Absicht haben, Transaktionen zu löschen, um Bitcoins doppelt ausgeben zu können, muss er den Block, der seine Transaktion enthält, manipulieren oder löschen. Da die Blöcke durch die Hashwerte miteinander verknüpft sind, muss er auch alle nachfolgenden Blöcke entsprechend manipulieren. Dabei muss er aber schneller sein als das restliche Netzwerk, da seine Manipulationsversuche ansonsten durch die regulären Bestätigungen der übrigen Miner wirkungslos bleiben.
    Die Übermittlung der Zahlung wird durch mehrere im Netzwerk generierte Bestätigungen festgestellt. Dabei gibt es kein grundsätzliches Vertrauen zwischen den Nutzern, jeder Teilnehmer „misstraut“ jedem Teilnehmer. Um zu verhindern, dass ein Teilnehmer seine Bitcoins mehrfach ausgibt, werden die Transaktionen im Netzwerk durch einen Flooding-Algorithmus verteilt. Mit Hilfe dieses Algorithmus gibt die Client-Software an jeden anderen erreichbaren Client, der noch nicht informiert wurde, Informationen weiter. Der auf diese Weise neu informierte Client schickt keine Antwort, sondern sendet die Information an alle ihm bekannten Teilnehmer außer dem Sender