Was ist Bitcoin?

Ein Notar führt ein Verzeichnis. Personen melden sich an und legen dem Notar Anträge auf Eintragungen in ein Verzeichnis vor.

Der Notar prüft diese Anträge nach Regeln, die von der Natur des Verzeichnisses abhängen. Wenn es sich bei dem Verzeichnis um ein Personenstandsregister handelt, so wird der Notar eine Eheschließung nur dann eintragen, wenn beide Personen das dafür erforderliche Alter erreicht haben und ledig sind; falls eine Person verheiratet war, so prüft er, ob im Verzeichnis ein rechtskräftiges Scheidungs-Urteil eingetragen ist. Wenn es sich jedoch um ein Grundbuch handelt und beispielsweise Alice ein Grundstück an Carol übertragen möchte, so prüft er, ob in dem Verzeichnis weiter früher ein Eintrag vorhanden ist, aus dem diese Verfügungsberechtigung von Alice über das Grundstück hervorgeht. Wenn es sich bei dem Verzeichnis jedoch um Konten handelt und Alice 23 Euro an Bob überweisen möchte, so prüft er, ob sich aus einem früheren Eintrag ergibt, dass Alice über 23 oder mehr Euro verfügen kann. Sind alle Bedingungen des jeweiligen Registers erfüllt und der entsprechende Antrag damit zulässig, so führt der Notar die entsprechenden Eintragungen im Register durch und beglaubigt diese durch Unterschrift und Siegel.

Erst wenn die Transaktion endgültig und unwiderruflich im Register eingetragen ist, wird der nächste Kunde vorgelassen. Das ist wichtig, damit das Verzeichnis auch immer in einem konsistenten Zustand bleibt. Wäre dieses nicht so, dann könnten diverse Probleme auftreten.

Betrachten wir ein Beispiel für diese Probleme: Alice legt einen Antrag auf Eheschließung mit Bob vor und der Notar sendet die erste Assistentin ins Archiv mit der Bitte um Prüfung, ob Alice und Bob ledig sind. Wenige Sekunden später trifft Carol beim Notar ein und legt einen Antrag auf Eheschließung vor, ebenso mit Bob. Der Notar sendet, ganz nach den Regeln, die nächste freie Assistentin, also die zweite assistentin ins Archiv, mit der Bitte um Prüfung, ob Carol und Bob ledig sind. Kurz darauf kommt die erste Assistentin retour und bestätigt, das Alice und Bob ledig sind. Der Notar beglaubigt die Eheschließung und schickt die erste Assistentin mit der Urkunde ins Archiv; doch bevor die erste Assistentin das Archiv erreicht hat, kommt schon die zweite Assistentin zurück und bestätigt, dass Carol und Bob ledig sind. Der Notar erstellt also eine weitere Eheurkunde für Carol und Bob und sendet auch die zweite Assistentin ins Archiv. Im Ergebnis befinden sich im Archiv zwei Eheurkunden mit Bobs Namen.

Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, dass es eine strikte Reihenfolge bei den Anträgen und ihrer Erledigung gibt. Bevor der Notar einen neuen Antrag bearbeitet, muss der davor bearbeitete Antrag vollständig im Archiv abgelegt sein. Diesen Ansatz nennt der Informatiker Serialisierung. Sie ist ein sogenannter pessimistischer Ansatz: Der Notar geht davon aus, dass die Leute versuchen, ihn zu betrügen, und daher trifft er Vorkehrungen, die dieses von vornherein unmöglich machen.

Ein zweiter möglicher Ansatz besteht darin, dass der Notar Anträge laufend und gleichzeitig entgegen nimmt und bearbeitet; der Notar ist also optimistisch, dass die Leute ihn nicht betrügen. Jeder Eintrag ins Archiv bekommt jedoch eine fortlaufende Nummer. Sollte es also später Reklamationen geben, so können die Probleme auch noch später geklärt werden: Immerhin liegt im Archiv fest, in welcher Reihenfolge die Anträge eingegangen sind. In unserem Beispiel der Eheschließung etwa: Sollte ein aufmerksamer Zeitgenosse den Verdacht bekommen, Bob wäre ein Bigamist, so kann er das Archiv befragen und wird dort Urkunde 23 (Ehe von Alice und Bob) und Urkunde 25 (Ehe von Carol und Bob) finden. Wenn dann die dazwischenliegende Urkunde 24 nicht die Scheidung von Alice und Bob ist, so ist Bob in der Tat ein Bigamist; die zweite Ehe mit Carol wird für ungültig erklärt und Bob kommt ins Gefängnis. Der Vorteil einer optimistischen Lösung ist, dass der Notar seine Kunden schneller abfertigen kann, da er Anträge gleichzeitig und mit mehreren Assistentinnen bearbeiten kann. Der Nachteil besteht darin, dass Probleme erst im nachhinein bekannt werden. Dritte haben bereits im Vertrauen auf die Korrektheit des Registers Entscheidungen getroffen und nicht jede der Entscheidungen ist reversibel. Um im Bild des Personenstandsregisters zu bleiben: Carol ist von Bob schwanger geworden. Nun kann zwar die Ehe von Carol im Register nachträglich wieder als ungültig gekennzeichnet werden (der Informatiker nennt das eine kompensierende Transaktion), das mittlerweile dreijährige gemeinsame Kind ist jedoch bereits Lebenstatsache geworden. Ähnlich verhält es sich mit Finanztransaktionen. Das Geld, das eigentlich Oscar gehört und von Mallory nur verwaltet wird, hat Mallory bereits ausgegeben, um im Restaurant von Trent essen zu gehen. Mallory kann das Geld daher gar nicht mehr zurückzahlen. Trent hat das Geld zu Recht für seine Kochkünste erhalten; im Vertrauen, dass Mallory das Geld gehört, hat er sich mittlerweile ein Kinoticket davon gekauft und den Film angesehen. Eine Rückabwicklung ist nicht mehr möglich. Der Finanzjongleur Bernhard Madoff soll übrigens so ziemlich genau das gemacht haben, was Mallory in unserem Beispiel getan hat, zumindest dann, wenn wir es mit den finanztechnischen Termini und der Größe der Summe nicht ganz so genau nehmen.

So lange der Notar vertrauenswürdig ist und die pessimistische Lösung benutzt, funktioniert das System. Es kann aber vielerlei Situationen geben, in denen aufgrund des zentralen Notariats Probleme auftreten können. Der Notar kann bestechlich sein, er kann Fehler machen und er kann willkürlich handeln.

Um ein Beispiel in der Sprache unserer Anekdote zu geben: Oscar will Trent heiraten. Der Notar weiß zwar, dass eine Lebenspartnerschaft zwischen zwei Männern im Archiv eigentlich eintragungsfähig ist, doch seine Erziehung und seine ethischen Vorstellungen erlauben es ihm nicht, hier hilfreich tätig zu werden. Er verweigert daher die Eintragung.

Damit stellt sich die Frage, ob ein Verzeichnis, das von mehreren Teilnehmern geführt wird und bei dem jeder Teilnehmer als Notar agieren darf und seine eigene Version des Archivs verwaltet, eventuell Abhilfe schaffen kann.

Nehmen wir einmal an, dass wirklich jeder, der jemals in seinem Leben ein solches Verzeichnis in Anspruch nehmen möchte, selber auch als Notar tätig wird. Nehmen wir ferner an, dass alle Anträge an das Notariat nicht nur einzelnen Notaren vorgelegt werden, sondern öffentlich an alle versendet werden, und nehmen wir ferner an, dass sich alle Teilnehmer über ihre Registereintragungen laufend mit allen anderen austauschen müssen. In diesem Fall wäre es nicht sehr sinnvoll, wenn einzelne Notare versuchen würden, zu betrügen, Eintragungen zu fälschen oder Anträge auf willkürliche Art und Weise zu prüfen: Ihr regelwidriges Verhalten würde rasch auffallen. Nur unter der unrealistischen und paradoxen Annahme, dass unter dem kritischen Auge aller Teilnehmer sich trotzdem eine Mehrheit von Teilnehmern gegen diese von ihr selber als Mehrheit beschlossenen Regeln verhält, würde es Probleme geben.

Wir haben aber auch Bedenken: Hatten wir nicht bereits Probleme bekommen, wenn der Notar mit einem Archiv aber zwei Assistentinnen gearbeitet hat? Wenn nun noch mehrere Versionen des Archivs bestehen dürfen (eine für jeden Teilnehmer — das kann also eine sehr große Anzahl von Versionen sein), so wird das doch kaum einfacher werden?

In der Informatik verfügt man über etliche Ansätze, um die Schwierigkeiten mit den vielen Assistentinnen und Archiv-Versionen zu lösen. Manche davon haben unangenehme Nachteile. Das Verfahren der sogenannten byzantinischen Generäle beispielsweise funktioniert nur bei einer kleinen Anzahl von Teilnehmern oder erfordert in einer Variante eine vertrauenswürdige zentrale Instanz.

Einer dieser vielen Ansätze ist Bitcoin. Bitcoin realisiert ein öffentliches, vertrauenswürdiges Verzeichnis.

In der derzeit im Internet verfügbaren Implementierung realisiert es ein Verzeichnis von Guthaben. Jede Person kann über mehrere solche Guthaben verfügen — ganz gleich, wie auch jeder mehrere Geldtaschen bei sich tragen kann. Das Geld lebt auf der Festplatte des Benutzers, auf dem PC, auf dem ein Bitcoin-Wallet installiert ist. Dort steht auch der kryptographische Schlüssel, der den Benutzer berechtigt, über sein Geld zur verfügen.

Anders als bei Bargeld sind die Münzen aber nicht anonym, sondern sie bleiben stets dem kryptographischen Schlüssel zugeordnet. Alle Transaktionen in diese Geldbörsen sind als Teil des Verzeichnisses öffentlich sichtbar.

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