Kryptowährungen verwenden eine erweiterte Kryptographie auf verschiedene Arten. Die Kryptographie entstand aus dem Bedürfnis nach sicheren Kommunikationsmethoden im zweiten Weltkrieg, um leicht lesbare Informationen in verschlüsselten Code umzuwandeln. Die moderne Kryptographie hat seither einen langen Weg zurückgelegt und basiert in der heutigen digitalen Welt hauptsächlich auf der Informatik und der mathematischen Theorie. Sie besitzt ebenso Elemente aus der Kommunikationswissenschaft, Physik und Elektrotechnik.
Zwei Hauptelemente der Kryptographie gelten für Kryptowährungen - Hashfunktion und digitale Signaturen:
- Die Hashfunktion überprüft die Datenintegrität, verwaltet die Struktur der Blockchain und kodiert die Kontoadressen und Transaktionen der Benutzer. Es erzeugt auch die Kryptographiepuzzle, die Block-Mining möglich machen.
- Digitale Signaturen ermöglichen es einer Person, zu beweisen, dass sie eine verschlüsselte Information besitzt, ohne diese Information preiszugeben. Mit Kryptowährungen wird diese Technologie verwendet, um monetäre Transaktionen zu unterzeichnen. Sie beweist dem Netzwerk, dass ein Kontoinhaber der Transaktion zugestimmt hat.
Ein weiteres Merkmal der meisten Kryptowährungen ist, dass sie so konzipiert wurden, dass die Produktion langsam reduziert wird. Folglich wird immer nur eine begrenzte Anzahl von Einheiten der Währung im Umlauf sein. Diese spiegelt Rohstoffe wie Gold und andere Edelmetalle wider. Zum Beispiel wird nicht erwartet, dass die Anzahl der Bitcoins 21 Millionen übersteigt. Kryptowährungen wie Ethereum arbeiten dagegen etwas anders. Die Ausgabe ist auf 18 Millionen Ethereum-Tokens pro Jahr begrenzt, was 25% des ursprünglichen Angebots entspricht. Die Begrenzung der Anzahl der Bitcoins sorgt für "Knappheit", was ihnen wiederum einen Wert gibt. Einige behaupten, dass der Erfinder des Bitcoins die Kryptowährung tatsächlich auf Edelmetalle ausgegeben hat. Folglich wird die Schürfung im Laufe der Zeit schwieriger, da sich die Miningbelohnung alle paar Jahre halbiert, bis sie Null erreicht.
Blockchain-Technologie
Eine Blockchain ist das dezentrale, öffentliche Hauptbuch oder die Liste der Transaktionen einer Kryptowährung. Abgeschlossene Blöcke, die aus den neuesten Transaktionen bestehen, werden aufgezeichnet und zur Blockchain hinzugefügt. Sie werden in chronologischer Reihenfolge als eine offene, dauerhafte und überprüfbare Aufzeichnung gespeichert. Ein Peer-to-Peer-Netzwerk von Marktteilnehmern verwaltet Blockchains und sie folgen einem festgelegten Protokoll zur Validierung neuer Blöcke. Jeder "Knotenpunkt" oder Computer, der mit dem Netzwerk verbunden ist, lädt automatisch eine Kopie der Blockchain herunter. Dies ermöglicht es jedem, Transaktionen zu verfolgen, ohne eine zentrale Aufzeichnung zu benötigen.
Die Blockchain-Technologie erstellt einen Datensatz, der ohne die Zustimmung des restlichen Netzwerks nicht geändert werden kann. Das Blockchain-Konzept wird dem Gründer von Bitcoin, Satoshi Nakamoto, zugeschrieben. Dieses Konzept war die Inspiration für andere Anwendungen, die über digitales Bargeld und Währungen hinausgehen.
Block-Mining
Beim Block-Mining werden neue Transaktionsdatensätze als Blöcke an die Blockchain angehängt. Dabei werden - am Beispiel von Bitcoin - neue Bitcoins erzeugt, die zur Gesamtzahl der im Umlauf befindlichen Münzen hinzukommen. Mining erfordert eine bestimmte Software, die zur Lösung von mathematischen Rätseln verwendet wird. Dies validiert die legitimen Transaktionen, die Blöcke bilden. Diese Blöcke werden ungefähr alle 10 Minuten zum öffentlichen Hauptbuch (Blockchain) hinzugefügt. Wenn die Software Transaktionen auslöst, wird der Miner mit einer bestimmten Menge an Bitcoins belohnt. Je schneller die Hardware eines Miners das mathematische Problem lösen kann, desto wahrscheinlicher ist es, eine Transaktion zu validieren und die Bitcoin-Belohnung zu erhalten.
Es kann vorkommen, dass die Blockchain sich spaltet, wenn die Miner uneinig sind, welche Version einer Blockchain gültig ist. Diese Spaltung nennt sich Gabelung oder „Fork“. Den Unterschied zwischen Hard Fork und Soft Fork erklären wir Ihnen in unserem Artikel zu Gabelungen.