Transaktion

Wie funktioniert eine Bitcoin-Transaktion?

David Eggert

01/03/24

Spätestens wenn man eine Bitcoin-Überweisung durchführen möchte, merkt man, dass es bei Bitcoin etwas anders läuft als bei einer normalen Überweisung von deinem Bankkonto. Wie genau das abläuft und warum eine Transaktion bei Bitcoin unserem Bargeld sehr ähnlich ist, schauen wir uns hier genauer an.

Wo liegt das Bitcoin-Guthaben?

Um dein Bitcoin-Guthaben zu verwalten, benötigst du keine Bank oder Firma. Die Bitcoin-Blockchain speichert alle Kontostände und Transaktionen. So kannst du jederzeit sehen, wie viele Bitcoins du besitzt und wohin du sie geschickt hast. Die Blockchain sorgt außerdem dafür, dass alle Transaktionen korrekt sind und niemand mehr Bitcoins ausgeben kann, als er besitzt. 

Wir haben zwar immer von Bitcoin-Guthaben gesprochen, allerdings existieren Bitcoins weder in der realen Welt noch digital. Es gibt keine digitalen Münzen, die irgendwo gespeichert sind. Bitcoins existieren nur als Inputs und Outputs von Bitcoin-Transaktionen.[1]

Der Input bei einer Bitcoin-Transaktion ist das Guthaben, das du bereits hast. Es sind die Bitcoins, die du in der Vergangenheit erhalten hast und die nun verwendet werden können, um eine neue Transaktion zu tätigen. Du kannst dir den Input als das Geld vorstellen, das du in deinem Portemonnaie hast, weil du es zuvor vor jemanden bekommen hast.

Der Output hingegen ist wie das Geld, das du an jemand anderen schickst. Es sind die Bitcoins, die du an eine andere Bitcoin-Adresse sendest. Der Output ist also das Geld, das du aus deinem Portemonnaie nimmst, um jemanden zu bezahlen.

Bitcoin-Adresse

Eine Bitcoin-Adresse ist wie eine Kontonummer für Bitcoins und besteht aus 26 bis 35 Ziffern und Buchstaben. Sie wird automatisch von einem Wallet erzeugt und ermöglicht es, Bitcoins zu empfangen und zu senden.

Das „Guthaben“ auf deiner Bitcoin-Adresse besteht also aus allen Inputs, die auf diese Adresse eingegangen sind und bislang nicht als Output an eine andere Adresse gesendet wurden. Alle verbliebenen Münzen in deinem Portemonnaie sind potenzielle Outputs, die du noch sparst, um sie vielleicht später auszugeben. Man sagt daher zum eigenen Bitcoin-Guthaben auch Unspent Transaction Output (UTXO), zu Deutsch: nicht ausgegebener Output einer Transaktion.

Der Hash von Hallo Welt unterscheidet sich in fast allen Zeichen vom Hash von Hallo Welten.

Abbildung 1: Gehen wir mal davon aus, dass mir jemand mal einen Bitcoin an meine Adresse gesendet hat. Ich möchte jetzt diesen einen Bitcoin an einen Freund verschicken. Dann habe ich als Input den einen Bitcoin (1 BTC) auf meiner Adresse und möchte diesen 1 BTC als Output zum Verschicken verwenden. Sobald ich ihn erfolgreich an meinen Freund gesendet habe, wird er auf seiner Adresse als Input vermerkt. Wenn mein Freund jetzt davon 0,6 BTC ausgibt, hat er immer noch 0,4 BTC an nicht ausgegebenen Output (UTXO). Dieser UTXO ist das „Guthaben“ auf der Bitcoin-Adresse meines Freundes.

So läuft eine Bitcoin-Transaktion ab

Bitcoin-Transaktionen werden direkt zwischen den Nutzern über die Bitcoin-Blockchain abgewickelt. In diesem Text erkläre ich dir Schritt für Schritt, wie eine solche Bitcoin-Transaktion funktioniert.

  1. Am Anfang müssen sich der Sender und der Empfänger miteinander austauschen, damit der Sender die Bitcoin-Adresse des Empfängers erhält.
  2. Um Bitcoins zu versenden, verwendet man ein Programm oder eine App, die als Bitcoin-Wallet bezeichnet wird. Dieses Wallet hilft uns dabei, den Prozess zu erleichtern und übernimmt verschiedene Aufgaben, wie das Verwalten, Versenden und Bezahlen unserer eigenen Bitcoins.
  3. Der Sender trägt die Bitcoin-Adresse des Empfängers in sein Bitcoin-Wallet ein oder scannt einen QR-Code, der die Adresse enthält.
  4. Der Sender signiert die Bitcoin-Transaktion mit seinem privaten Schlüssel (Private Key). Der Private Key ist ein geheimer Code, der dem Wallet-Besitzer gehört und eine Art Password ist, um die eigenen Bitcoins freigeben zu können.
  5. Die Wallet-Software berechnet die ungefähren Gebühren, die für die Transaktion anfallen. Diese Gebühren entscheiden darüber, wie schnell die Transaktion in den nächsten Block aufgenommen wird. Bitcoin-Miner priorisieren Transaktionen mit höheren Gebühren, da sie daran am meisten verdienen.
  6. Die Transaktion wird an das Bitcoin-Netzwerk gesendet und von anderen Teilnehmern empfangen und auf Richtigkeit überprüft.
  7. Wenn die Transaktion gültig ist, wird sie als Kandidat für den nächsten Block in der Bitcoin-Blockchain im Mempool zwischengespeichert. Der Mempool ist eine Warteschlange, in der gültige Transaktionen darauf warten, in einen Block aufgenommen zu werden.
  8. Die Miner suchen dann nach dem nächsten Bitcoin-Block und versuchen, die gültige Transaktion in den Block zu schreiben. Miner sind spezielle Computer, die Rechenleistung aufwenden, um neue Blöcke zu finden und die Transaktionen zu bestätigen. Sobald ein Miner einen Block gefunden hat, sendet er die neue Version der Blockchain an das restliche Netzwerk.
  9. Die Transaktion ist nun in der Bitcoin-Blockchain für alle gespeichert und gilt als bestätigt. Es ist möglich, auf weitere Blöcke zu warten, um die Sicherheit der Transaktion weiter zu erhöhen. Je mehr Blöcke nach der Transaktion gefunden werden, desto schwieriger wird es, die Transaktion rückgängig zu machen. In der Regel wird eine Transaktion nach sechs Bestätigungen als endgültig angesehen, da es dann enorm unwahrscheinlich wird, dass jemand die Transaktion noch ändern kann.[2]

Bitcoin als digitales Bargeld

Es gibt noch eine Besonderheit, die wir in unserem vereinfachten Beispiel in Abbildung 1 vernachlässigt haben:

Die Bitcoin-Beträge, die man verschickt oder erhält, sind nicht beliebig teilbar bzw. lassen sich nicht ohne Weiteres zusammenfassen. Das heißt, dass man nicht einfach einen Teil von einem Input als Output an jemanden schicken kann. Man kann nur einen ganzen vorherigen Input versenden und schickt danach die Differenz an sich selbst zurück.[3]

Um auf das vorherige Beispiel mit der Münze aus deinem Portemonnaie zurückzukommen: Du kannst nur die Münze ausgeben, die du vorher bekommen hast. Wenn die Münze mehr wert ist, als du bezahlen müsstest, dann gibst du die Münze aus und bekommst ein Wechselgeld zurück. 

Bitcoin-Transaktionen sind daher dem Bezahlen mit Bargeld sehr ähnlich.

Kosten & Dauer einer Bitcoin-Transaktion

Wenn ich eine Bitcoin-Transaktion tätigen möchte, dann muss diese vom Bitcoin-Netzwerk verarbeitet werden. Genauer gesagt wird meine Transaktion zuerst an andere Teilnehmer gesendet, die diese dann auf Gültigkeit überprüfen. Wenn alles korrekt ist, wird die Transaktion beim Bitcoin-Mining verarbeitet und in die Bitcoin-Blockchain aufgenommen.

Das verursacht natürlich Kosten in Form von Rechenleistung, die in Form von Transaktionsgebühren entlohnt werden muss. Diese Gebühren kann ich mithilfe meines Bitcoin-Wallets festlegen und ergeben sich aus der Differenz zwischen Input und Output der Transaktion.

Wenn ich z.B. etwas für 0,2 BTC kaufen möchte und 0,5 BTC als Output verwende, würde ich als Output an mich selbst 0,3 BTC als Wechselgeld senden. In der Praxis werde ich aber ca. 0,2999 BTC an mich selbst schicken. Die verbliebene Differenz von 0,0001 BTC würde dann die Gebühr für das Verarbeiten meiner Transaktion sein.

Es ist bei Bitcoin aber nicht zwangsläufig notwendig, für eine Transaktion zu zahlen. Ich könnte exakt die Outputs festlegen, sodass keine Differenz als Gebühr enthalten ist. Dabei gibt es allerdings ein kleines Problem.

Die Anzahl der Transaktionen, die im Bitcoin-Netzwerk verarbeitet werden können, ist stark begrenzt, da pro Block in der Blockchain nur eine bestimmte Menge an Daten Platz hat. Das heißt, dass ich mit allen in Konkurrenz stehe, die auch eine Transaktion tätigen möchten.

Da die Miner immer zuerst die Bitcoin-Transaktionen verarbeiten, die ihnen am meisten Gebühren einbringen, gibt es eine Art Gebotsverfahren. Je mehr ich bereit bin, für meine Transaktion zu zahlen, desto schneller wird sie auch verarbeitet. 

Somit kann es sein, dass man bei wenig oder gar keinen Gebühren manchmal wochenlang warten muss, bis eine Überweisung verarbeitet wird. Daher lohnt sich, die durchschnittlichen Transaktionsgebühren bei Bitcoin zu vergleichen.

Quellen

1. Antonopoulos, A. M. (2018). Bitcoin & Blockchain-Grundlagen und Programmierung: Die Blockchain verstehen, Anwendungen entwickeln (2. Aufl.). O’Reilly. ISBN 978-3-96009-071-7.

2. Bashir, I. (2020). Mastering Blockchain: A Deep Dive Into Distributed Ledgers, Consensus Protocols, Smart Contracts, DApps, Cryptocurrencies, Ethereum, and More (3. Aufl.). Packt. ISBN 978-1-83921-319-9.

3. Zohar, A. (2015). Bitcoin: under the hood. Communications of the ACM, 58(9), 104-113.

Über den Autor

Hi, ich bin David und schreibe hier über meine eigenen Erfahrungen zum Thema Krypto, Blockchain und Bitcoin. Mehr erfährst du auf der „Über uns“-Seite.