Es gibt etliche technische Wege, eine Blockchain zu beschreiben. Ich möchte sie dir so einfach wie möglich erklären. Danach zeige ich dir, warum fast alle Kryptowährungen Open Source sind und wie sich ein Netzwerk ohne Chef darauf einigt, welche Einträge gelten. Dieses Verfahren heißt Konsensmechanismus.
Wenn du noch ganz am Anfang stehst, lies zuerst, was Kryptowährungen sind. Die Blockchain ist die Technik, auf der sie alle aufbauen.
Was ist eine Blockchain?
Nehmen wir an, du möchtest Geld von deinem Konto auf ein anderes Konto überweisen. Dafür gibst du die Bankdaten der anderen Person ein, optional einen Verwendungszweck und die Summe. Bei einer Kryptowährung läuft es ähnlich. Statt der Bankdaten gibst du die Wallet-Adresse des Empfängers an.
Die Details deiner Überweisung landen zusammen mit anderen Transaktionen in einem sogenannten Block. Dieser Block wird an die Blockchain der jeweiligen Kryptowährung gesendet. Es gibt unterschiedliche Blockchains für unterschiedliche Kryptowährungen. Über den Konsensmechanismus, zum Beispiel Proof of Stake oder Proof of Work, wird der Block validiert.
Validieren bedeutet, dass das Netzwerk die Gültigkeit einer Transaktion prüft und bestätigt. Danach ist die Transaktion freigegeben und lässt sich nicht mehr rückgängig machen.
Jeder neue Block enthält einen digitalen Fingerabdruck des Blocks davor. So hängen alle Blöcke aneinander, von der ersten Transaktion bis heute. Daher kommt der Name: Blockchain heißt auf Deutsch Blockkette.
Wo die Blockchain gespeichert ist
Nach der Validierung bleibt der Block mit den Überweisungsdetails dauerhaft in der Blockchain gespeichert, also in einem dezentralen Netzwerk. Eine Kopie existiert bei allen, die die Blockchain am Laufen halten, zum Beispiel bei den Bitcoin-Minern oder bei den Betreibern von Ethereum-Knoten, auf Englisch Nodes. Damit ist das Geld an das Wallet überwiesen, an das du deine Kryptowährung senden wolltest.
Pseudonym statt Klarname
In der Blockchain steht nicht, dass „Ralf“ Geld an „Claudia“ geschickt hat. Dort steht, dass eine Wallet-Adresse wie 0x690C…C990 an eine andere Adresse wie 0x7242…edE5 gesendet hat. Verschlüsselt ist dabei nichts. Jeder kann die Einträge lesen, sieht aber nur Adressen statt Namen. Man nennt das pseudonym.
Die Adresse wird aus dem öffentlichen Schlüssel deines Wallets abgeleitet, auf Englisch Public Key. Bei Ethereum sind es die letzten 20 Bytes eines Hashwerts dieses Schlüssels (ethereum.org). Der öffentliche Schlüssel entsteht wiederum aus deinem privaten Schlüssel. Umgekehrt funktioniert das nicht. Aus der Adresse oder dem öffentlichen Schlüssel lässt sich der private Schlüssel nicht zurückrechnen.
Niemand weiß, wem eine Adresse gehört, solange du es nicht öffentlich machst. Ganz anonym bist du trotzdem nicht. Kaufst du über eine Börse, kennt sie deinen Namen und weiß, an welche Adressen du sendest.
Warum sich Einträge kaum fälschen lassen
Durch die Blockchain ist es im Vergleich zu einem zentralen System sehr schwer, Einträge nachträglich zu fälschen oder zu verändern. Wer einen alten Block ändert, verändert dessen Fingerabdruck. Damit passen alle späteren Blöcke nicht mehr, und die vielen anderen Kopien im Netzwerk zeigen sofort einen Widerspruch.
Eine traditionelle Bank funktioniert ähnlich, mit einem wichtigen Unterschied. Die Bank ist die zentrale Schaltstelle. Sie kann Fehler machen, Daten falsch übertragen oder sogar fälschen, weil sie keinen Konsens von anderen, unabhängigen Banken einholen muss, um Geld zu versenden.
Auf einer funktionierenden Blockchain ist das Fälschen von Einträgen dagegen kaum möglich. Vor Betrügern, die dich dazu bringen, selbst Geld zu senden, schützt dich die Technik allerdings nicht. Die häufigsten Maschen erkläre ich im Artikel Krypto-Betrug erkennen.
Was ist Open Source?
Die meisten normalen Computerprogramme wie Word oder Photoshop sind nicht Open Source. Niemand außer dem Hersteller weiß genau, was im Quellcode steht.
Theoretisch können solche Programme Funktionen enthalten, etwa zur Überwachung, die der Nutzer gar nicht bemerkt. Bei den meisten Kryptowährungen und Blockchains ist das anders. Sie sind Open Source, also quelloffen.
Nutzer aus der ganzen Welt können jederzeit in den Quellcode einer Kryptowährung oder einer dezentralen Anwendung schauen und sogar daran mitarbeiten.
Wer eine Kryptowährung entwickelt
Meist gibt es kein zentrales Büro und keinen zentralen Arbeitgeber. Die Community entwickelt gemeinsam für ein größeres Ziel. Hinter manchen Kryptowährungen stehen gemeinnützige Organisationen, etwa die Ethereum Foundation (ethereum.org). Gemeinnützig heißt: Die Organisation ist nicht auf Gewinn ausgerichtet und schüttet keine Erträge an Eigentümer oder Mitglieder aus. Überschüsse fließen stattdessen in die Verbesserung der Software oder in andere gemeinnützige Projekte.
Über Änderungen am Code entscheidet die Community. Programmierer schlagen Verbesserungen öffentlich vor, andere prüfen und diskutieren sie. Erst wenn genug Entwickler und Betreiber im Netzwerk mitziehen, geht eine neue Version live. Bei manchen Projekten stimmen die Besitzer der Coins sogar förmlich darüber ab.
So können die besten Programmierer der Welt genau sehen, was eine Kryptowährung macht, wie sie programmiert wurde und wo es Lücken oder Verbesserungsmöglichkeiten gibt.
Warum Open Source so wichtig ist
Open Source ist ein extrem wichtiges Konzept für Web3, Kryptowährungen und die Blockchain. Es bildet das Fundament, auf dem viele Ideen entstanden sind. Erst durch offenen Code ist Transparenz überhaupt möglich.
Unternehmen und andere Organisationen unterstützen Open-Source-Projekte häufig finanziell. Der Grund ist einfach: Sie wollen rund um das Projekt eigene Produkte anbieten, etwa Apps oder Wallets, und damit Geld verdienen. Je besser das Projekt läuft, desto mehr nützt es auch ihnen.
Was sind Konsensmechanismen?
Wie du oben gesehen hast, schreibt das Netzwerk einen Block in die Blockchain und prüft ihn über den Konsensmechanismus auf Korrektheit. So entsteht eine Einigung darüber, ob der Block richtig geschrieben wurde und ob die Transaktionen gültig sind.
Der Konsensmechanismus unterscheidet sich von Blockchain zu Blockchain. Inzwischen gibt es eine Vielzahl davon. Alle haben dasselbe Ziel: Sie sollen die Sicherheit, die Nachhaltigkeit und die Effizienz einer Kryptowährung gewährleisten. Die bekanntesten sind Proof of Work, zum Beispiel bei Bitcoin, und Proof of Stake, zum Beispiel bei Ethereum. Beide funktionieren unterschiedlich. Deshalb gehe ich kurz auf die Unterschiede ein.
Wie funktioniert Proof of Work?
Proof of Work bedeutet vereinfacht auf Deutsch „Beweis, dass Arbeit geleistet wurde“. Bei Proof of Work prüfen sogenannte Miner die Transaktionen, indem sie Arbeit leisten. Vereinfacht gesagt kann jeder mit passender Mining-Hardware Miner werden und sich am Betrieb der Blockchain beteiligen.
Das Netzwerk stellt den Minern eine Aufgabe, die sie nur durch Rechnen lösen können. Dafür sind viel Rechenleistung und Energie nötig. Beim Bitcoin-Mining beruht die Aufgabe auf dem Hash-Verfahren SHA-256. Ein Hash ist eine Art digitaler Fingerabdruck von Daten. Vereinfacht gesagt müssen die Miner ein Passwort erraten. Wer es zuerst findet, darf den nächsten Block anhängen und wird dafür mit Coins belohnt.
Das Lösen der Aufgabe hat für sich genommen keinen Nutzen. Ihr Zweck liegt in der Sicherheit und Stabilität des Bitcoin-Netzwerks. Die Miner investieren Strom, Rechenleistung und Hardware, um die Aufgabe zu lösen, und bestätigen dadurch Transaktionen. Weil sie investieren und Arbeit leisten, geht das Netzwerk davon aus, dass sie ein Interesse daran haben, die Blockchain am Laufen zu halten. Dafür belohnt es sie mit neu geschaffenen Coins, bei Bitcoin eben mit Bitcoin. So kommen neue Bitcoin auf den Markt. Zusätzlich erhalten die Miner die Gebühren der Transaktionen im Block.
Halving: Warum die Belohnung sinkt
Damit die Menge nicht beliebig wächst, halbiert sich die Belohnung je Block in festen Abständen. Das passiert alle 210.000 Blöcke (Bitcoin Wiki). Man nennt das Halving. Anfangs gab es 50 Bitcoin je Block. Beim bislang letzten Halving am 20. April 2024 mit Block 840.000 sank die Belohnung von 6,25 auf 3,125 Bitcoin (Blockchain.com). Das nächste Halving folgt bei Block 1.050.000. Insgesamt kann es nie mehr als 21 Millionen Bitcoin geben. Wie es zu dieser Idee kam, erzähle ich in der Geschichte des Geldes.
Davon getrennt passt das Netzwerk die Schwierigkeit der Rechenaufgabe an. Ziel ist, dass im Schnitt etwa alle 10 Minuten ein neuer Block entsteht (bitcoin.org). Steigen mehr Miner ein, wird die Aufgabe schwerer. Steigen Miner aus, wird sie leichter. Bei Bitcoin geschieht diese Anpassung alle 2.016 Blöcke. Die Schwierigkeit hängt also an der Rechenleistung im Netzwerk und nicht daran, wie viele Bitcoin schon im Umlauf sind.
Ein kurzes Rechenbeispiel zeigt, was das für den Takt bedeutet:
- 2.016 Blöcke mal 10 Minuten ergeben 20.160 Minuten. Das sind 14 Tage. Die Schwierigkeit ändert sich also etwa alle zwei Wochen.
- 210.000 Blöcke mal 10 Minuten ergeben 2,1 Millionen Minuten. Das sind rund 1.458 Tage. Ein Halving kommt also knapp alle vier Jahre.
Wie funktioniert Proof of Stake?
Proof of Stake bedeutet vereinfacht auf Deutsch „Beweis meines Anteils“. Gemeint ist der Anteil an bereits vorhandenen Coins. Ethereum nutzt Proof of Stake als Konsensmechanismus. Wer bei Proof of Stake Transaktionen prüft, heißt nicht Miner, sondern Validator.
Um als Validator Transaktionen prüfen zu dürfen und dafür mit Ether belohnt zu werden, muss man Ether besitzen und einen Teil davon vorübergehend sperren. Das nennt man staken.
Einen Ethereum-Knoten, also einen Rechner mit einer Kopie der Blockchain, darf jeder betreiben, auch ganz ohne Ether (ethereum.org). Wer als Validator mitprüfen will, muss aber mindestens 32 Ether hinterlegen. Auf diese Ether hat er keinen Zugriff, solange sie gesperrt sind. Seit einem Upgrade am 7. Mai 2025 kann ein einzelner Validator bis zu 2.048 Ether bündeln, das Minimum bleibt bei 32 Ether (ethereum.org). Wer weniger hat, kann sich über Staking-Pools beteiligen, die das Geld vieler Nutzer zusammenlegen.
Mit dem Einsatz weist der Validator nach, dass er Anteile an Ethereum besitzt. Das berechtigt ihn, Blöcke vorzuschlagen und die Blöcke anderer zu bestätigen. Der Einsatz dient außerdem als Schutz gegen bösartiges Verhalten. Wer betrügt, etwa zwei widersprüchliche Blöcke vorschlägt, verliert einen Teil seines Einsatzes oder sogar alles und wird aus dem Netzwerk ausgeschlossen (ethereum.org). Für das Sperren der Ether erhält der Validator eine Belohnung, die Staking-Rewards.
Bei Proof of Stake gilt: Je mehr Coins jemand einsetzt, desto häufiger wird er ausgewählt, um Transaktionen zu bestätigen, und desto mehr Belohnungen kann er erhalten. Wer seinen Rechner nicht zuverlässig online hält, verpasst Belohnungen.
Warum Ethereum umgestellt hat
Auch Ethereum arbeitete anfangs mit Proof of Work. Am 15. September 2022 stellte das Netzwerk auf Proof of Stake um. Nach einer Schätzung auf ethereum.org sank der Energieverbrauch dadurch um rund 99,95 % (ethereum.org). Der Grund liegt im Verfahren: Bei Proof of Stake gibt es kein Rennen um die schnellste Rechenleistung mehr. Die Sicherheit kommt aus dem hinterlegten Kapital und nicht aus dem Strom.
Fazit zu Konsensmechanismen
Man könnte ein ganzes Buch über Konsensmechanismen und ihre technischen Details schreiben. Merke dir vor allem zwei Dinge. Erstens gibt es verschiedene Verfahren, um Transaktionen in einer Blockchain zu bestätigen. Zweitens können diejenigen, die Transaktionen bestätigen, damit Geld verdienen. Bei Proof of Work setzen sie dafür Strom und Hardware ein, bei Proof of Stake gebundenes Kapital, das sie bei Fehlverhalten verlieren können.