Dies ist bereits mein sechster Artikel zum Thema Bitcoin. Danke an alle, die die Artikel verfolgen und ihr Feedback dazu geben:)Hier eine kleine Übersicht der bisher erschienenen Artikel:
- Das Bitcoin-System
- Erfüllung der drei Transaktionsbedingungen bei Bitcoin
- Transaktionskonsens bei Bitcoin(Mining und Blockchain)
- Netzwerkknoten(Bitcoin)
- Bitcoin Kommunikationsprotokoll und aktuelle Registerversion, Verwaltung des Bitcoin-Systems (BIP), Bitcoin ist Fiatgeld
Die Verwendung von echten Namen im Blockchain Register wäre nicht sehr sinnvoll (Guthabenstände von Personen könnten direkt zugeordnet werden; jeder wüsste wie viel jeder hat) und natürlich das Problem der Legitimität (wie soll man nachweisen ob das wirklich Person xy ist). Diese Probleme werden wie wir wissen bei Bitcoin durch die Verwendung von Pseudonymen (Schlüsseln) gelöst. Damit diese Verwendung von Pseudonymen in einem dezentralen System umgesetzt werden kann müssen zwei Vorraussetzungen erfüllt werden:
- Jeder Teilnehmer muss sich eigenständig Pseudonyme erstellen können. Mithilfe dieser Pseudonyme muss eine eindeutige Zuordnung von Bitcoin Einheiten möglich sein. Bei der Auswahl der Pseudonyme darf es nicht zu Überschneidungen kommen weshalb die Zahl der möglichen Pseudonyme extrem groß sein muss.
- Die Besitzansprüche eines Pseudonyms müssen von jedem überprüft werden können der Zugriff auf ein Guthaben muss einen Nachweis erfordern.
Diese Bedingungen werden bei Bitcoin durch kryptografische Schlüsselpaare erfüllt. Aus dem öffentlichen Schlüssel kann eine Bitcoin Adresse berechnet werden, die als Pseudonym für die jeweilige Person verstanden werden kann. Wie in Artikel 2 bereits erklärt, wird mit dem privaten Schlüssel der Nachweis erbracht, ob der Initiiant einer Transaktion auch tatsächlich der Besitzer von diesem Guthabens ist. Jeder kann beliebige viele Schlüsselpaare erstellen (und somit beliebig viele Pseudonyme annehmen).
Die Erstellung eines Schlüsselpaares:
Um ein Schlüsselpaar zu erstellen, wird ein Element aus einer sehr großen Zahlenmenge (alle Zahlen zwischen 1 und einer Zahl mit 78 stellen, genauer gesagt zwischen 1 und 115792089237316195423570985008687907852837564279074904382605163141518161494336) ausgewählt. Die daraus gewählte Zahl ist dann der private Schlüssel, aus dem der dazugehörige öffentliche Schlüssel berechnet wird. Dies geschieht indem ein bekannter Basispunkt G der elliptischen Kurve mit dem privaten Schlüssel multipliziert wird. Der öffentliche Schlüssel ist dann ein Punkt auf der elliptischen Kuve, dessen x- und y- Wert den öffentlichen Schlüssel repräsentieren. Wieso man das ganze macht ist einfach. Eine Multiplikation auf einer elliptischen Kurve kann nicht „umgedreht“ werden(Problem des diskreten Logarithmus). Das bedeutet, dass aus dem privaten Schlüssel der öffentliche Schlüssel hergeleitet werden kann, aber aus dem öffentlichen Schlüssel nicht der private Schlüssel hergeleitet werden kann. Der einzige Weg vom öffentlichen Schlüssel auf den privaten Schlüssel zu kommen ist das ausprobieren aller möglichen Werte (Brute-Force Methode). Dadurch ist es möglich, den eigenen öffentlichen Schlüssel anderen Teilnehmern des Bitcoin-Netzwerkes anzuvertrauen aber selber als einziger im Besitz des private keys zu bleiben (und damit befähigt zu sein, eine Transaktion zu starten und die Legitimität ebendieser zu bestätigen.)
Das von den Nutzern „Standardmäßig“ verwendete Pseudonym ist die Bitcoin Adresse. Die Bitcoin Adresse ist der Hashwert des öffentlichen Schlüssels (wieder nicht umkehrbar, da doppelter Hash).
Darstellung von Schlüsseln (Base 58Check)
Sämtliche Schlüssel und Pseudonyme im Bitcoin Netzwerk sind Zahlen. Die Darstellungsform dieser Zahlen kann allerdings variieren; binär (Basis 2), Dezimalsystem (Basis 10), Hexadezimalsystem(Basis16),... bei Bitcoin wurde ein weiteres Format eingeführt; das Base58Check (Basis 58, die Zahlen 1-9 sowie alle Groß- und Kleinbuchstaben außer O,l,I )
Base58Check wird zur Darstellung von privaten Schlüsseln und Pseudonymen verwendet. Beginnt die Abfolge mit 1 oder 3 ist es ein Pseudonym. Wenn 5, K oder L am Anfang stehen handelt es sich um einen privaten Schlüssel.
Bitcoin Adresse
Das am meisten verwendete Pseudonym (wie schon vorher erwähnt) ist die Bitcoin Adresse. Die Bitcoin Adresse kann aus einem öffentlichen Schlüssel berechnet werden, indem nacheinander zwei Hashfunktionen auf diesen angewandt werden. (1. SHA256 und 2. RIPEMD160) sind die Namen der Hashfunktionen. Die Vorteile der Bitcoin Adresse im Vergleich zum öffentlichen Schlüssel sind
- Der Komfort (die Bitcoin Adresse ist deutlich kürzer und beinhaltet eine Prüfziffer, da Base58Check; öffentliche Schlüssel werden im Hexadezimal Format dargestellt)
- Theoretisch mehr Sicherheit (wenn jemand eine Schwachstelle in der Multiplikation auf elliptischen Kurven findet), da der öffentliche Schlüssel dank der Bitcoin Adresse erst zum Zeitpunkt der trx bekannt gegeben werden muss.
- Eine andere Form der Bitcoin Adressen sind die Pay-to-Script-Hash-Adressen. Dadurch können Auszahlungen an bestimmte Bedingungen geknüpft werden, wie zum Beispiel das eine Zahlung durch mehrere private keys bestätigt werden muss.
Quellen
- Bild
Das Bild habe ich mithilfe von Paint 3D erstellt. Als Vorbild diente mir dafür die "Abbildung 28" 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.
Dies ist ein ref Link von mir zu dem Buch.
- Ebenfalls als Quelle empfehlen kann ich Medium und https://coinforum.de/forum/19-technik-entwicklung-sicherheit/
https://www.bitfantastic.com/bitcoin/bitcoin-schluessel-und-adressen-funktionsweise/2018/
Das war es auch schon wieder mit diesem Artikel, ich hoffe ihr konntet etwas neues daraus lernen (ist etwas kürzer geworden als normalerweise, da ich heute irgendwie nicht in den "Schreibfluss" gekommen bin:D). Feedback und Anmerkungen wie immer gerne in die Kommentare schreiben:)