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Einleitung
VirtuelleWahrungen
Anforderungen aneine WahrungGeldfunktionen
Geldeigenschaften
Bitcoin Wallet
BitcoinJ
Transaktionen
Blockchain
Bitcoin Miner
Bitcoin Sicherheit
Kryptographie und IT-Sicherheit
Bitcoin
Christoph Schwengler, Dennis Strahhuber, Oliver Remy
10.06.2016
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Einleitung
VirtuelleWahrungen
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Inhalt
1 Einleitung
2 Virtuelle Wahrungen
3 Anforderungen an eine WahrungGeldfunktionenGeldeigenschaften
4 Bitcoin Wallet
5 BitcoinJ
6 Transaktionen
7 Blockchain
8 Bitcoin Miner
9 Bitcoin Sicherheit
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Einleitung
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1. Bitcoin - virtuelle Wahrung
• Dezentrale virtuelle Wahrung in einem Peer-to-PeerNetzwerk
• 2008 von Satoshi Nakamoto veroffentlicht• Mathematisches Konzept anstelle von zentraler
Autoritat oder Vermittler zur Senkung derTransaktionskosten
• Mai 2010 erste reale Bitcoin Zahlung: Programmiererin Florida bezahlt 2 Pizzen mit 10.000 Bitcoins derZeitwert heute entspricht ca. 4,5 Mio. Euro
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1. Bitcoin - virtuelle Wahrung
Abbildung: Kursentwicklung des Bitcoin
• Sehr heftige Kursschwankungen
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2. Virtuelle Wahrungen
EZB unterteilt in drei Erscheinungsformen1 geschlossene virtuelle Wahrung (z.B. Wahrung in
MMORPGs)2 unidirektionale virtuelle Wahrung (z.B. Facebook
Credits)3 bidirektionale virtuelle Wahrung (z.B. Bitcoin)
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3.1 Geldfunktionen
• Zahlungsmittelfunktion• Wertaufbewahrungsfunktion• Recheneinheitsfunktion
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3.1 Zahlungsmittelfunktion
Allgemein:• Wichtigste und
bekannteste Funktioneiner Wahrung
• Naturalwirtschaft:
”double coincidence ofwants“
• Geld als universalesTauschgut
Bitcoin:• Bitcoins genau aus
diesem Grund erfunden• Dennoch Anfangs
nicht sehr hoheAkzeptanz
• Bitcoin auf dem Wegdiese Funktion immerstarker zu erfullen
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3.1 Wertaufbewahrungsfunktion
Allgemein:• Lost die zeitliche und
raumliche Problematik• Wert des
Tauschmittels bleibtrelativ stabil
• Lebensmittelbeispielsweise konntenverfaulen, was zuWertverfall fuhrt
Bitcoin:• Sehr starke
Kursschwankungenabhangig vonPopularitat undAkzeptanz
• Nicht sicher dass derBTC in naher Zukunftnoch denselben Wertbesitzt
• Bitcoin erfullt dieWertaufbewahrungs-funktionnicht
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3.1 Recheneinheitsfunktion
Allgemein:• Kein subjetiver Wert
der jeweiligenBetrachtung desBesitzers derTauschware
• Jeder Ware kann einabsoluter Preis inGeldeinheiten zugeteiltwerden
Bitcoin:• im Programmcode
realisiert• kleinstmogliche Einheit
0.00000001 BTC = 1Satoshi
• BTC erfullt dieseFunktion
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3.2 Geldeigenschaften
• Knappheit bzw. Seltenheit• Haltbarkeit• Homogenitat• Teilbarkeit
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3.2 Knappheit bzw. Seltenheit
Allgemein:• Kleinere Mengen
Geldeinheiten sollenTauschgeschaftermoglichen
Bitcoin:• Abhangig vom Kurs
kann dieMarktkapitalisierungstark schwanken
• Maximalanzahl undDezimalstellen konntendurch Kernentwicklerverandert werden
• Knappheit deshalb nurteilweise erfullt
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3.2 Haltbarkeit
Allgemein:• Waren- und
Naturalguter verlierenim Laufe der Zeit anSubstanz und Qualitat
• Geld soll also seinenWert im Zeitverlaufhalten
Bitcoin:• Durch Blockchain
sichert sich dasNetzwerk selber ab
• Technisch nichtmoglich Bitcoins zuzerstoren
• Bitcoin erfullt dieseEigenschaft
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3.2 Homogenitat
Allgemein:• Selbe Qualitat und
Beschaffenheitinnerhalb des Geldes
• Naturalguterunterscheiden sich oftin Große, Gewicht oderForm
Bitcoin:• Schlecht auf Digitale
Wahrung anwendbar,da Bezug aufBeschaffenheit, Optik,Design oder Form
• Dadurch losst sichdiese Eigenschaftweder bestatigen nochabstreiten
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3.2 Teilbarkeit
Allgemein:• Es sollen sowohl sehr
große als auchbesonders kleineMengen tauschbar seinohne dass dieTransport oderTransaktionskostendabei signifikantsteigen
Bitcoin:• Munzen konnen in 8
Nachkommastellenunterteilt werden
• Preise niedriger als 1Cent konnen damitrealisiert werden
• Eigenschaft vomBitcoin erfullt
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5. Bitcoin Wallet
• Enthalten keine Geldeinheiten, sondern Schlusselpaare(Private/Public Key)
• Verwaltung von Transaktionen• Beispiele: Bitcoin Core(C++), Bitcoin Wallet(Java),
Armory(Python)
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5. Bitcoin Wallet
Abbildung: Bitcoin Core
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5. Bitcoin Schlussel
• Private Key ist eine Zufallszahl zwischen 1 und 1077
• Public Key wird aus Private Key berechnet werden.• Elliptische-Kurven-Kryptosystem ECDSA in
standardisierter 256-Bit-Konfiguration secp256k1.• Private Key dient zum Signieren von Transaktionen.
Verlust bedeutet auch Verlust der dazugehorigenBitcoins.
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5. Bitcoin Adresserzeugung
Abbildung: Bitcoin Adresserzeugung
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6. BitcoinJ
• BitcoinJ ist eine Library fur das Bitcoin Protokoll• Nur kleiner Teil der Blockchain wird heruntergeladen• Benutzt Bitcoin Testnet
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7. Transaktionen
• Nachricht an das Bitcoin Netzwerk mit Sender,Empfanger, Bitcoins und Digitaler Signatur
• Signatur wird durch den private key des Wallets erzeugt• Andere Knoten im Netzwerk konnen mithilfe des public
keys die Signatur verifizieren
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7. Transaktion Beispiel
Alice will Bob 5 Bitcoins uberweisen.
Abbildung: Transaktions Beispiel
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7. Transaktion Beispiel
Eine echte Transaktion als Beispiel.
Abbildung: In/Outputs
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7. Transaktionskette
Abbildung: Transaktionskette
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7. Double Spending Problem
• Digitale Signatur• Referenzierte Inputs
Abbildung: Double Spending Problem24 / 35
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8. Blockchain
• Zur Losung des double spending problems• Transaktionen werden in Blocke zusammengefasst• → Zur Einigung, welche Transaktionen gultig sind
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8.1 Ungeordnete Transaktionen
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9. Bitcoin Miner
• Transaktionen werden zusammen mit einem Zufalligen”Guess”gehasht → muss unter einen gewissen Wertkommen
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9. Bitcoin Miner
• Wenn zwei Blocke gleichzeitig gefunden werden, wirddie Blockchain aufgeteilt
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9.1 Blockchain Verzweigungen
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9.2 Blockchain
• Sobald jetzt der nachste Block gefunden wird, wird dielangste Kette als gultig akzeptiert und die KurzereKette verworfen
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• Derjenige der den Block lost bekommt eine Belohnung
Abbildung: Anzahl Bitcoins uber Zeit
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10. Angriffszenario
Abbildung: 51 Prozent Angriff
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10. Bitcoin Sicherheit
• Transaktionssignatur fur jede Transaktion anders →keine Falschung von Transaktionen ohne des privateKeys
• Sicherheit beruht auf Integritat der langsten Blockchain• Kein direkter Diebstahl moglich, nur des privaten
Schlussels
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10.1 Bitcoin Anonymitat
• Nur IP und public key sichtbar• Anzahl an moglichen public keys betragt 2160
• Anonyme Erzeugung des private/public keys
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Ende
• Vielen Dank fur Ihre Aufmerksamkeit!• Christoph Schwengler, Dennis Strahhuber und Oliver
Remy
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