Das Bitcoin-Whitepaper für Kinder

Autor: Ivan Campos | Übersetzt von: Sinautoshi | Medium

Kurzfassung

Stelle dir vor, du möchtest deinem Freund online Geld geben, so wie du es persönlich tun würdest. Aber anstatt ihm das Geld über eine Bank oder ein Geschäft zu geben, kannst du es ihm direkt über das Internet schicken. Dies nennen wir "elektronisches Bargeld". Wir haben einen Weg gefunden, um sicherzustellen, dass niemand betrügen und dasselbe Geld zweimal ausgeben kann, indem wir ein so genanntes "Peer-to-Peer-Netzwerk" verwenden. Dabei handelt es sich um eine Gruppe von Computern, die miteinander kommunizieren und alle Geldüberweisungen verfolgen. Sie stellen sicher, dass das Geld an die richtige Person geht und dass niemand es zweimal erhält. Und je mehr Computer zusammenarbeiten, desto sicherer ist es für alle. Es ist wie ein großes Team, das zusammenarbeitet, um sicherzustellen, dass alles fair und ehrlich ist.

Einführung

Wenn wir Dinge online kaufen, müssen wir manchmal eine Bank oder ein anderes Unternehmen beauftragen, uns bei der Bezahlung zu helfen. Aber manchmal können diese Unternehmen Fehler machen oder Probleme verursachen. Wir wollen eine neue Art der Online-Bezahlung entwickeln, die ohne die Hilfe dieser Unternehmen auskommt. Es ist wie ein Geheimcode, den nur der Käufer und der Verkäufer kennen und der nicht geändert oder zurückgenommen werden kann. Auf diese Weise muss der Verkäufer nicht befürchten, betrogen zu werden, und der Käufer kann problemlos Kleinigkeiten bezahlen. Es ist wie magisches Geld, das direkt an die richtige Person geht und nicht zurückgenommen werden kann. Und wir verwenden eine Gruppe von Computern, um sicherzustellen, dass alles sicher und fair ist.

Transaktionen

Stelle dir vor, du hast eine spezielle Münze, mit der du online einkaufen kannst. Du kannst sie deinem Freund geben, und dieser kann sie seinem Freund geben, und so weiter. Jedes Mal, wenn jemand die Münze an einen anderen weitergibt, schreibt er seinen Namen wie eine Unterschrift darauf. Die Person, die die Münze erhält, kann alle Unterschriften überprüfen, um sicherzustellen, dass es sich um eine echte Münze handelt. Das Problem ist, dass manche Leute schummeln und dieselbe Münze zweimal verwenden. Um dies zu verhindern, setzen manche Leute einen speziellen Helfer ein, z. B. eine Bank, die sicherstellt, dass die Münze nicht zweimal verwendet wird. Aber dieser Helfer kann Fehler machen oder Probleme verursachen. Wir wollen einen neuen Weg finden, die Münze zu verwenden - einen Weg der ohne Helfer auskommt. Wir wollen sicherstellen, dass jeder, der die Münze benutzt, allen anderen davon erzählt, damit niemand schummeln kann. Und wir wollen sicherstellen, dass die meisten Leute, wenn sie die Münze benutzen, sich einig sind, dass es das erste Mal ist, dass die Münze benutzt wird. Auf diese Weise ist die Münze sicher und fair für alle.

Zeitstempel-Server

Wir haben eine Idee, um sicherzustellen, dass die Sondermünze nicht zweimal verwendet wird. Wir werden etwas verwenden, das "Zeitstempel-Server" genannt wird. Das ist eine Art Helfer, der jedes Mal, wenn die Münze benutzt wird, eine spezielle Markierung auf der Münze anbringt. Es ist wie ein großes Buch, in dem alle Einsätze der Münze und die Reihenfolge der Einsätze festgehalten werden.

Auf diese Weise kann jeder sehen, wann die Münze benutzt wurde und ob jemand versucht zu betrügen. Und jedes Mal, wenn die Münze benutzt wird, fügt der Zeitstempel-Server der Münze und dem Buch eine neue Markierung hinzu, wie eine Kette von Markierungen. Jede Markierung ist also mit der letzten verbunden und verstärkt diese. Auf diese Weise kann niemand die Markierungen verändern oder mit der Münze betrügen.

Der Arbeitsnachweis

Um sicherzustellen, dass der Zeitstempel-Server fair ist und gut funktioniert, werden wir etwas verwenden, das „Arbeitsnachweis" genannt wird. Es ist wie ein Spiel, das alle Computer in der Gruppe spielen, um sicherzustellen, dass sie alle zusammenarbeiten. Das Spiel besteht darin, eine spezielle Zahl zu finden, die einen Geheimcode (Hash) mit vielen Nullen beginnen lässt.

Je mehr Nullen, desto schwieriger ist das Spiel, und je mehr Computer mitspielen, desto schwieriger wird das Spiel. Sobald ein Computer die spezielle Zahl gefunden hat, kann er sie in einen Block setzen und der Kette von Markierungen hinzufügen. Und wenn sie einmal in der Kette ist, kann sie niemand mehr ändern, ohne das Spiel noch einmal zu spielen und alle Blöcke danach neu zu erstellen. Auf diese Weise ist die Kette mit den meisten Blöcken, die mit der meisten Arbeit (proof-of-work) erstellt wurden, diejenige, die zählt. Und wenn die meisten Computer ehrlich sind und das Spiel spielen, werden sie die längste Kette bilden und niemand kann betrügen. Um sicherzustellen, dass das Spiel weder zu leicht noch zu schwer ist, haben wir eine Regel, die das Spiel verändert, je nachdem, wie schnell die Blöcke gebildet werden.

Das Netzwerk

So funktioniert das Netzwerk:

1. Wenn jemand die Sondermünze verwenden möchte, teilt er dies allen Mitgliedern des Netzes mit.
2. Alle Computer im Netzwerk sammeln alle neuen Verwendungen der Münzen in einem Block.
3. Jeder Computer spielt das Proof-of-Work-Spiel, um sicherzustellen, dass der Block gültig ist.
4. Wenn ein Computer die spezielle Nummer findet, teilt er allen im Netzwerk den neuen Block mit.
5. Alle Computer überprüfen den neuen Block, um sicherzustellen, dass alle verwendeten Münzen echt sind und nicht schon vorher verwendet wurden.
   Wenn der Block gut ist, beginnen alle Computer mit der Arbeit am nächsten Block, wobei sie den speziellen Code (Hash) des letzten Blocks verwenden. Alle Computer sind immer der Meinung, dass die längste Kette die richtige ist, und fügen ihr immer wieder neue Blöcke hinzu.

Wenn zwei Computer gleichzeitig einen neuen Block fertigstellen und dies allen mitteilen, erhalten einige Computer vielleicht zuerst den einen und andere den anderen. Aber sie werden beide behalten und den längeren wählen, wenn der nächste Block fertig ist. Es ist in Ordnung, wenn einige Computer den neuen Block nicht sofort bekommen, sie werden später danach fragen, wenn sie merken, dass sie ihn verpasst haben.

Anreiz

Wenn wir einen neuen Block erstellen, legen wir eine spezielle Münze hinein, die der Person gehört, die den Block erstellt hat. Dies ist wie ein Preis für die Erstellung des Blocks und hilft den Leuten, mehr Blöcke zu erstellen und dem Netzwerk zu helfen.

Und so werden auch neue Münzen hergestellt und in Umlauf gebracht, denn es gibt keinen Herrscher, der sie herausgibt. Es ist wie bei Goldgräbern, die neues Gold finden. Sie verwenden Ressourcen wie Strom und Zeit, um die neuen Münzen zu finden. Und manchmal geben die Leute, wenn sie die Münze benutzen, als Dankeschön ein wenig mehr Geld, wie ein Trinkgeld. Dieses zusätzliche Geld kann auch dazu beitragen, dass der Preis für die Herstellung von Blöcken größer wird. Und wenn genug Münzen im Umlauf sind, kann der Preis auch nur aus dem zusätzlichen Geld bestehen, ohne dass neue Münzen hergestellt werden müssen. Und dieser Preis kann auch dazu beitragen, dass die Leute ehrlich bleiben. Wenn jemand zu gierig wird und mehr Münzen machen oder seine Zahlungen zurücknehmen will, muss er sich entscheiden, ob er mehr Münzen machen oder die Regeln brechen will. Es ist besser, sich an die Regeln zu halten und mehr Münzen zu verdienen, als alles zu verlieren, indem man die Regeln bricht.

Speicherplatz zurückgewinnen

Wenn die Sondermünze viel benutzt wurde und viele Markierungen aufweist, müssen wir nicht alle Markierungen für immer aufbewahren. Wir können einige von ihnen wegwerfen, um Platz zu sparen. Wir legen alle Markierungen in einen speziellen Baum und behalten nur die Spitze des Baums.

Auf diese Weise können wir immer noch prüfen, ob die Münze echt ist, müssen aber nicht alle Markierungen aufbewahren. Alte Blöcke können verkleinert werden, indem man den unteren Teil des Baums abschneidet. Wir brauchen nicht alle mittleren Markierungen zu behalten. Ein Block ohne Markierungen ist etwa 80 Buchstaben lang. Wenn wir alle 10 Minuten einen neuen Block erstellen, wird er in einem Jahr 4,2 MB groß sein. Das ist nicht sehr groß, selbst für Computer mit wenig Speicherplatz. Wir müssen uns keine Sorgen machen, dass uns der Platz ausgeht.

Vereinfachte Zahlungsüberprüfung

Du brauchst nicht einen ganzen Computer im Netzwerk, um zu überprüfen, ob die spezielle Münze echt ist. Du kannst einfach eine Kopie der Blöcke mit der längsten Reihe von Blöcken mit der speziellen Nummer behalten. Du kannst andere Computer im Netzwerk fragen, ob du die längste Kette hast. Und du kannst auch die Markierung der Sondermünze im Netzwerk sehen, um sicherzustellen, dass sie echt ist. Aber du kannst die Sondermünze nicht selbst überprüfen. Du weißt nur, dass das Netzwerk sie akzeptiert hat, weil sie sich in der längsten Reihe von Blöcken befindet. Das ist gut genug, solange die meisten Computer im Netzwerk ehrlich sind, aber wenn jemand versucht zu betrügen, kann er dich vielleicht täuschen. Eine Möglichkeit, sich zu schützen, besteht darin, den anderen Computern im Netz zuzuhören, und wenn sie sagen, dass etwas nicht stimmt, kannst du es selbst überprüfen. Wenn du aber viel Geld bekommst, ist es wahrscheinlich besser, einen eigenen Computer im Netzwerk zu haben, um zusätzliche Sicherheit zu haben und schneller überprüfen zu können.

Kombinieren und Aufteilen von Werten

Manchmal möchte man mehr als eine besondere Münze auf einmal verschenken oder bekommen. Es wäre schwierig, für jede einzelne Münze eine neue Markierung zu machen. Wenn du also eine Markierung machst, kannst du mehr als eine Münze hineinlegen oder mehr als eine Münze herausholen. In der Regel besteht eine Markierung aus einer großen Münze oder aus vielen kleinen Münzen, und es gibt zwei Plätze für die Münzen: einen für die Person, der du die Münzen gibst, und einen für die Münzen, die du nicht brauchst und behalten willst. Und es ist kein Problem, wenn die Markierung mit vielen anderen Markierungen verbunden ist. Sie müssen nicht alle Markierungen aufbewahren, nur die, die du brauchst.

Privatsphäre

Wenn du dich an eine Bank wendest, werden deine Daten geheim gehalten und nur die beteiligten Personen und die Bank wissen davon. Aber in diesem System kann jeder sehen, wenn jemand einer anderen Person Münzen gibt. Aber sie wissen nicht, wer es ist. Das ist so, als ob man an der Börse sieht, wie jemand etwas kauft und verkauft, man weiß, was er gekauft und verkauft hat, aber man weiß nicht, wer er ist. Und um es noch privater zu halten, ist es am besten, für jede spezielle Münztransaktion einen neuen Schlüsselsatz zu verwenden. Auf diese Weise ist es für jemanden schwieriger herauszufinden, dass alle Münzen ein und derselben Person gehören. Wenn du aber viele Münzen zusammen in einer Markierung verwendest, kann das manchmal zeigen, dass sie derselben Person gehören. Es ist also wichtig, vorsichtig zu sein.

Berechnungen

Okay, stellen wir uns vor, es gibt eine böse Person, die versucht, das System zu betrügen, indem sie ihr eigenes vorgetäuschtes Geld herstellt. Aber selbst wenn sie in der Lage ist, ihr vorgetäuschtes Geld schneller herzustellen als das echte Geld, kann sie das System immer noch nicht betrügen. Denn die anderen Teilnehmer des Netzwerks akzeptieren nur echtes Geld und nicht das vorgetäuschte Geld. Es ist wie ein Spiel, bei dem die guten Leute versuchen, mehr echtes Geld zu verdienen, als die böse Person an vorgetäuschtem Geld verdienen kann.

Und je mehr echtes Geld die guten Leute haben, desto schwieriger ist es für die schlechten Leute, das System zu betrügen.

Ok, es gibt also diese Sache namens elektronische Münze, die wie eine Kette von digitalen Unterschriften ist. Jede Person, die die Münze besitzt, unterschreibt sie und gibt sie an die nächste Person weiter. Aber manchmal versuchen Leute zu schummeln und die Münze zweimal zu benutzen, was als Doppelausgabe bezeichnet wird. Um dies zu verhindern, setzen wir einen so genannten Zeitstempel-Server ein. Er stellt sicher, dass die Münze nur einmal verwendet wurde, indem er prüft, wann sie verwendet wurde und ob sie zuvor von jemand anderem verwendet worden ist. Außerdem verwenden wir den sogenannten Arbeitsnachweis, eine Art Spiel, bei dem man ein Rätsel lösen muss, um sicherzustellen, dass die Münze korrekt verwendet wird. Auf diese Weise können wir sicherstellen, dass die Münze ehrlich verwendet wird und niemand versucht, zu betrügen. Um die Privatsphäre zu schützen, sorgen wir dafür, dass die Namen der Leute geheim gehalten werden und verwenden für jede Transaktion einen neuen Schlüssel.

Fazit

Wir haben eine Idee, wie man Online-Transaktionen durchführen kann, ohne jemandem vertrauen zu müssen. Wir verwenden etwas, das digitale Signaturen genannt wird, um sicherzustellen, dass die Person, die etwas kauft oder verkauft, auch wirklich der Besitzer ist. Aber wir brauchen auch eine Möglichkeit, um sicherzustellen, dass ein und derselbe Gegenstand nicht mehrfach verwendet wird. Es ist wie ein großes Spiel, bei dem viele Computer gegeneinander antreten, um ein Problem zu lösen, und der erste, der es löst, darf einen Informationsblock zu einer Kette hinzufügen. In dieser Kette werden alle Transaktionen gespeichert, und es wird immer schwieriger, sie zu verändern, je mehr Blöcke hinzugefügt werden. Das Netzwerk ist einfach und erfordert niemanden, der die Leitung innehat.

Jeder Computer kann beitreten oder austreten, und er kann darüber abstimmen, welche Blöcke gültig sind, indem er an ihnen arbeitet. Dies trägt dazu bei, dass alles fair ist.

Das offizielle Bitcoin Whitepaper kannst du dir hier anschauen: Bitcoin: ein elektronisches Peer-to-Peer-Cash-System

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