Wie Bitcoin Kryptographie verwendet

Kryptographie ist das mathematische Fundament digitaler Sicherheit. Sie umfasst Verfahren wie Verschlüsselung, Hashing und digitale Signaturen. Diese Techniken gewährleisten die Integrität und Authentizität von Daten. Bitcoin nutzt Kryptographie, um das Netzwerk abzusichern und Vertrauen durch technische Mittel zu ersetzen. Daher wird Bitcoin auch als Kryptowährung bezeichnet.

Auch außerhalb von Bitcoin spielt Kryptographie eine zentrale Rolle – etwa in Messaging-Apps, Cloud-Speichern oder bei der Entsperrung von Smartphones. Bitcoin verwendet diese Werkzeuge jedoch in einer neuen Form: zur Absicherung von Geld.

Verschlüsselung und Entschlüsselung

Bei der Verschlüsselung werden Klartextdaten in unlesbare Chiffretexte umgewandelt. Nur wer den passenden Schlüssel besitzt, kann die Daten wieder entschlüsseln. Diese Technik schützt unter anderem Logins oder private Kommunikation.

Die Bitcoin-Blockchain selbst wird nicht verschlüsselt. Sie ist öffentlich, da jeder Node sie einsehen und validieren muss. Bei der Speicherung des privaten Schlüssels – dem Zugang zu deinen Bitcoin – kommen jedoch starke Verschlüsselungsverfahren wie AES (Advanced Encryption Standard) zum Einsatz. Wallets nutzen diese Technik, um die privaten Schlüssel zu schützen. Ohne Ihr Passwort sind die Coins für Dritte nicht zugänglich.

Hash-Funktionen

Eine Hash-Funktion nimmt eine Eingabe beliebiger Länge und erzeugt eine Ausgabe fester Länge – einen Hash. Schon kleinste Änderungen an der Eingabe führen zu völlig anderen Ausgaben. Zudem lässt sich die ursprüngliche Eingabe aus dem Hash nicht zurückberechnen.

Bitcoin verwendet die Hash-Funktion SHA256, um Transaktionen zu kennzeichnen, Blöcke zu verbinden und das Mining zu betreiben. Miner probieren Milliarden Kombinationen, um einen Hash unterhalb eines Zielwerts zu finden. Den Algorithms kann man hier direkt selbst ausprobieren: https://emn178.github.io/online-tools/sha256.html

Hashes machen die Blockchain unveränderlich: Jeder Block verweist mit einem Hash auf seinen Vorgänger-Block. Ändert man eine Transaktion, ändert sich der Hash und die Kette wird ungültig. Das Netzwerk lehnt solche Blöcke ab.

Digitale Signaturen

Bitcoin verwendet digitale Signaturen, um den Besitz von Coins zu beweisen und Transaktionen zu autorisieren – ohne den privaten Schlüssel offenzulegen. Mit dem privaten Schlüssel wird eine Signatur erzeugt, die das Netzwerk mit dem öffentlichen Schlüssel prüfen kann.

Diese Technik kommt auch beim Signieren von Nachrichten zum Einsatz, etwa bei Bittr, um nachzuweisen, dass eine bestimmte Adresse vom Nutzer kontrolliert wird.

Bitcoin nutzte zunächst ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm), unterstützt aber seit dem Taproot-Upgrade auch Schnorr-Signaturen. Diese Verfahren ermöglichen sichere Verifikation, ohne Vertrauen in Dritte.

Durch digitale Signaturen funktioniert Bitcoin vollständig Peer-to-Peer – ohne Mittelsmann. Die Mathematik bestätigt die Gültigkeit jeder Transaktion.

Die Bedeutung von Kryptographie

Bitcoin ersetzt Vertrauen durch Mathematik und Kryptographie macht dies möglich:

Hashes sichern die Blockchain, Signaturen autorisieren Transaktionen, Verschlüsselung schützt die privaten Schlüssel. Gemeinsam bilden sie ein monetäres Netzwerk, das ohne zentrale Instanz funktioniert.

Bitcoin hat die Kryptographie nicht erfunden, aber erstmals so kombiniert, dass dezentrales, überprüfbares Geld möglich wurde.

Das solltest du mitnehmen

• Kryptographie ist die Grundlage der Sicherheit in Bitcoin
• Hash-Funktionen sichern die Blockchain und ermöglichen Proof-of-Work
• Die Blockchain selbst ist offen, aber Wallets verschlüsseln private Schlüssel