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Krypto Lexikon

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sicheren Praktiken im Blockchain-Bereich zu kennen.

Eine Blockchain ist ein "Hauptbuch (eine Art offenes Kassenbuch) zur Speicherung von Transaktionen" von Kryptowährungen wie Bitcoin und Ethereum.

Klingt kompliziert, nicht wahr? Schauen wir uns ein einfaches Beispiel einer Bank an, mit der Sie vertraut sind.

Ihr (A) Bankkonto hat derzeit einen Saldo von 100. Das ist der Wert, der im Datenspeicher der Bank gespeichert ist. Was passiert, wenn Sie 50 an jemanden (B) überweisen? Ihr Saldo sinkt von 100 auf 50, und die Person, die die Überweisung erhält, hat +50. Es handelt sich um eine einfache Änderung des Saldos, aber wenn Sie das Verfahren aufschlüsseln, sieht es folgendermaßen aus.

Für die Überweisung müssen Sie den Authentifizierungsprozess durchlaufen, der in der Bank-App Login genannt wird,

eine Transaktion erstellen, indem Sie den Überweisungsbetrag eingeben, dann
Bestätigen Sie die Transaktion mit Zertifikaten, Passwörtern, biometrischen Daten usw. (wie bei der Unterzeichnung eines Vertrags).
Die Bank prüft, ob ein ausreichendes Guthaben vorhanden ist und speichert die Transaktionsdaten im Datenspeicher.
Wenn die Transaktionsdetails im Datenspeicher gespeichert sind, werden die Guthaben der Bankbenutzer geändert.

Die Bank ist dafür verantwortlich, diese Änderungen an den Datensätzen im Datenspeicher vorzunehmen und garantiert die Ergebnisse. Was passiert, wenn die Bank fälschlicherweise 0 angibt, obwohl Ihr Kontostand eigentlich 100 beträgt? Wir alle verwenden eine Bank mit "Vertrauen" in dem Sinne, dass wir davon ausgehen, dass die Bank die Daten ordnungsgemäß verwaltet.

Wie funktionieren also Kryptowährungen? Im Grunde funktionieren sie ähnlich wie das obige Bankbeispiel. Nehmen wir Bitcoin als Beispiel. Sie haben 100BTC in Ihrer Bitcoin-Adresse (ähnlich wie Ihre Bankkontonummer). Wenn Sie 50BTC an B senden, wie sollte sich der Datenspeicher ändern? Ihr Kontostand sollte sich um -50BTC und der Kontostand von B um +50BTC ändern.

Vergleichen wir dies mit dem vorherigen Bankbeispiel. Zunächst einmal ist für Kryptowährungen wie Bitcoin im Gegensatz zu Banksystemen keine Anmeldung erforderlich. Das könnte ein Vorteil oder ein Nachteil sein, hat aber nichts mit dem Verständnis des Prinzips zu tun, also überspringen wir diesen Teil. Für die Überweisung müssen Sie folgendes tun:

Erstellen Sie eine Transaktion mit der Angabe "A sendet 50BTC an B.",
Senden Sie die Transaktion an das Netzwerk mit einer Unterschrift, die bestätigt, dass Sie A sind, der Besitzer dieses Kontos.
Nachdem die Transaktion im Netzwerk auf ihre Korrektheit geprüft wurde, wird sie in der Blockchain gespeichert.
dann wird das Bitcoin-Guthaben geändert.

Im Grunde sind das Verfahren und das Prinzip dasselbe. Der einzige Unterschied besteht darin, ob die Bank oder das Bitcoin-Netzwerk die Transaktionsdaten speichert.

Bei Ihrer Bank können Sie sich darauf verlassen, dass die Bank die Daten sorgfältig aufbewahrt und nicht manipuliert. Andererseits wird das Bitcoin-Netzwerk nicht von einer vertrauenswürdigen Person verwaltet, sondern das System basiert auf der Tatsache, dass die in der Blockchain gespeicherte Transaktionshistorie schwer zu manipulieren ist. Das macht die Blockchain zu einem zuverlässigen Aufbewahrungsort, ohne dass eine vertrauenswürdige Behörde wie eine Bank erforderlich ist. Wie ist dies möglich?

Die folgende Abbildung zeigt, wie die Blockchain aufgebaut ist.

Es werden mehrere Transaktionsdetails gesammelt und in geeigneter Weise aggregiert, und diese Einheit wird als Block bezeichnet. Jedes Mal, wenn ein Block erstellt wird, werden komprimierte Informationen angezeigt, so dass Sie sofort erkennen können, wenn ein manipulierter Transaktionsverlauf vorliegt. Auf diese Weise können Sie sofort erkennen, ob sich die komprimierten Informationen unterscheiden, auch wenn Sie nicht die gesamte Transaktionshistorie vergleichen. (Im Fachjargon wird dies als Hash-Wert bezeichnet.) In der obigen Abbildung nehmen wir an, dass der Saldo, den C in Transaktionsverlauf (TX) #3 an D sendet, ursprünglich 1 BTC beträgt. Um den Sendebetrag von TX 3 in 2 BTC zu manipulieren, werden diese Daten geändert. Die Manipulation ist leicht zu erkennen, da sich auch der Hashwert des Blocks ändert.

Ein neuer Block wird immer dann erstellt, wenn es eine Transaktionshistorie gibt, und die vergangene Transaktionshistorie wird gespeichert (verknüpft wie eine Kette "Chain"), damit sie nicht gefälscht werden kann. Daher kann man sagen, dass "Dinge, die in der Blockchain gespeichert sind, nicht manipuliert werden können", da sie über eine Struktur verfügt, die eine Fälschung von Transaktionsdaten sofort erkennen kann.

Da die in der Blockchain gespeicherten Daten nicht gefälscht oder verfälscht werden können, kann die Blockchain als Datenspeicher dienen, der ohne eine vertrauenswürdige Instanz funktioniert.

Es stellt sich jedoch heraus, dass die Struktur der Blockchain nicht so ausgefallen oder großartig ist, wie man es sich vielleicht vorgestellt hat. Erscheint es nicht ein wenig übertrieben zu sagen, dass die Blockchain die Welt verändern oder das nächste Internet werden wird? Um dies zu verstehen, müssen wir die Merkmale der Dezentralisierung zusammen mit der Blockchain verstehen. Nun, die Datenspeicherung der Bank wurde von der Bank verwaltet und betrieben, aber wie sieht es in der Blockchain aus?

Im nächsten Teil werden wir uns mit der Dezentralisierung beschäftigen, dem wichtigsten Kernwert der Blockchain.

Wenn Sie Nachrichtenartikel lesen oder sich mit Kryptowährungen befassen, werden Sie oft auf den Begriff Dezentralisierung (oder Dezentral) stoßen.

Im letzten Teil haben wir gelernt, dass Blockchain ein schwer zu manipulierender Datenspeicher ist, aber was haben Blockchain und Dezentralisierung damit zu tun?

Schauen wir uns zunächst an, was Dezentralisierung bedeutet. Die meisten Infrastrukturen des Systems werden unter Berücksichtigung einer der folgenden Vorgehensweisen erstellt: zentral, dezentral und verteilt, wie in der Abbildung unten dargestellt. Um den Unterschied zwischen den drei Architekturen zu verstehen, müssen Sie den Begriff "Single Point of Failure" verstehen. Ein Single Point of Failure ist ein einzelner Punkt im System oder Netzwerk, an dem das System aufgrund von Anomalien (Katastrophe, Hacking, Stromausfall usw.) an einem bestimmten Punkt zum Stillstand kommen kann.

Nehmen wir zum Beispiel an, Sie verwenden einen Hotspot auf Ihrem Smartphone, um Ihren Laptop, Tablet-PC oder Ihre Smartwatch mit dem Internet zu verbinden. Wenn das Smartphone zu diesem Zeitpunkt ausgeschaltet ist, tritt das Problem, dass keine Verbindung zum Internet hergestellt werden kann, bei anderen Geräten auf. Ein Netzwerk, das auf diese Weise verbunden ist, wird als Single Point of Failure bezeichnet, also als Punkt, an dem die gesamte Infrastruktur ausfällt. Ein Single Point of Failure ist jedoch nicht per se ein schlechtes System. Es kann auch einen schnelleren und effizienteren Service bieten.

Ein zentralisiertes System hat eine einzige Fehlerquelle. Das ist aus dem Bild klar ersichtlich, oder? :) Verteilte und dezentralisierte Systeme hingegen sind so konzipiert, dass sie keine einzige Schwachstelle aufweisen. Was ist also der Unterschied zwischen verteilten und dezentralen Systemen?

Ein Cloud-Dienst ist ein gutes Beispiel für ein verteiltes System. Selbst wenn der Server im Osten der Vereinigten Staaten aufgrund einer Katastrophe ausfällt, ist das verteilte System so konzipiert, dass der Dienst so lange aufrechterhalten wird, wie das System im Westen der USA funktioniert. Auch das Stromversorgungssystem braucht ein verteiltes Design, um Blackouts zu vermeiden, bei denen das gesamte System ausfällt. Diese Systeme weisen eine hohe Abhängigkeit auf, da sie in der Regel von einer einzigen Institution und einem einzigen Unternehmen verwaltet werden.

Systeme mit Abhängigkeiten stellen eine Gefahr dar, die letztendlich zu Monopolen, einer übermäßigen Gebührenpolitik und dem Missbrauch von Kundendaten führt, und sollten letztlich nur auf der Grundlage des Vertrauens und des Rufs des Unternehmens ausgewählt werden. Außerdem ist es bei jedem noch so großen und zuverlässigen Unternehmen immer wieder zu Unfällen gekommen, die nicht beabsichtigt waren.

Der größte Unterschied zwischen einem verteilten System und der Dezentralisierung besteht darin, dass eine Abhängigkeit von einem bestimmten Unternehmen, einer Institution oder einer Organisation besteht. In einem dezentralisierten System wird die Arbeit, die von Institutionen und Unternehmen in einem zentralen oder verteilten System geleistet wird, durch Mitglieder ersetzt, die sich frei beteiligen und beitragen. Dazu muss das System so gestaltet sein, dass es auf der Grundlage fairer Standards Einfluss nehmen kann, und es ist ein offenes Umfeld erforderlich, in dem sich jeder beteiligen kann. Aufgrund der Opportunitätskosten und des Fehlens eines Verwaltungsorgans sind die Zuständigkeiten im Zusammenhang mit dem Vorfall unklar, und die Gestaltung und Pflege ist sehr schwierig. Kurz gesagt, ein solches System wäre ideal, ist aber sehr schwer zu realisieren.

Zu dieser Zeit war die Einführung von Bitcoin im Jahr 2009 ein Ereignis, das den Beginn der dezentralen Infrastrukturen einläutete, indem es Ideen vorstellte, die eine Dezentralisierung ermöglichen würden.

Im nächsten Teil werden wir uns ansehen, wie Bitcoin die Dezentralisierung erreicht hat.

Werfen wir nun einen genaueren Blick auf die Dezentralisierung von Bitcoin. Wenn Sie sich für Kryptowährungen interessieren, haben Sie vielleicht schon einmal den Begriff Mining gehört. Mining bedeutet das Schürfen von Münzen, genau wie das Schürfen von Gold. Wenn Bitcoin erfolgreich geschürft wird, wird diese Menge Bitcoin im Netzwerk neu ausgegeben, und der Schürfer kann die ausgegebenen Bitcoin als Belohnung erhalten. Ok, wir wissen also, dass man durch Mining Geld (Coins) verdienen kann, aber warum ist diese Art von Mining notwendig?

Zweck und Belohnung des Minings
Vorhin wurde gesagt, dass in einem dezentralen System die Teilnehmer eine Rolle spielen, indem sie sich freiwillig beteiligen und einen Beitrag leisten. Gibt es einen Grund, warum sich Menschen an dieser Arbeit beteiligen sollten, ohne dafür belohnt zu werden? Wenn es einen "Belohnungsmechanismus" gibt, um die Menschen zur Teilnahme zu bewegen, und wenn die erhaltene Belohnung in Zukunft wertvoller wird, würden die Menschen dann nicht freiwillig teilnehmen?

In diesem Zusammenhang wird ein Mechanismus benötigt, der sicherstellt, dass die Teilnehmer für die Aufrechterhaltung des von ihnen aufgebauten Netzes belohnt werden. In der Vergangenheit konnte die Belohnung selbst nicht von jemandem verteilt werden, also wurde das Konzept der Währungsausgabe angewendet. Mit der Zeit wird das Ausgabevolumen kontrolliert, um Knappheit zu erzeugen, und das Mining von Bitcoin entwickelt sich zu einem größeren Ökosystem. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Mining als "Belohnung für die Motivation zur Teilnahme am Netzwerk" gesehen werden kann.

Akt des Minings: Proof of Work
Die grundlegende Arbeitsmethode des Mining bei Bitcoin lautet: "Belohnung in Höhe der Rechenleistung, die dem Netzwerk zur Verfügung gestellt wird". Wenn wir uns ansehen, wie das Mining funktioniert, beginnen die Teilnehmer damit, allgemeine Probleme zu lösen, für deren Berechnung Computer sehr viel Zeit benötigen. Der erste Teilnehmer, der das Problem löst, teilt dem Netzwerk mit, dass er oder sie das Problem zuerst gelöst hat. Die anderen Teilnehmer fordern sich dann selbst heraus, ein neues Problem zu lösen. Jedes Mal, wenn ein Problem gelöst wird, wird ein Block erstellt, Bitcoin ausgegeben und die in der Zwischenzeit erfolgten Transaktionen werden abgeschlossen.

Warum werden Computer für Berechnungen eingesetzt, um langwierige Probleme zu lösen? Diese Antwort hängt mit der Struktur der Blockchain zusammen. "Erfolgreich schürfen = einen Block erstellen = eine neue Währung ausgeben" bedeuten alle dasselbe. Wenn Sie das Problem als Erster durch Mining lösen, werden Sie zum Blockproduzenten, und die neu ausgegebenen Bitcoin werden Ihnen gutgeschrieben. Wie bereits erwähnt, ist "Blockchain leicht zu erkennen, selbst wenn die Transaktionsdetails gefälscht sind", aber lassen Sie uns darüber nachdenken, was passieren würde, wenn alle Transaktionen geändert würden.

Um den gefälschten Transaktionsverlauf zu finden, wird eine Rückverfolgung anhand der in der aktuellen Blockchain gespeicherten Informationen durchgeführt. Wenn die Daten von Anfang an falsch waren, wäre es nicht möglich, die gefälschte Transaktionshistorie zu identifizieren. Daher muss ein Weg gefunden werden, um dies zu verhindern.

Wenn also ein Block so konzipiert ist, dass er bei jeder Erstellung eine große Menge an Berechnungen erfordert, dann würde die Änderung aller Transaktionen sehr viel mehr Berechnungen erfordern. Wenn der Rechenaufwand selbst mit einem Supercomputer nicht zu bewältigen ist, können auch keine Informationen gefälscht werden. Beim Mining geht es also darum, durch die Lösung dieser Probleme Sicherheit zu erreichen, und weil es zur Sicherheit des Bitcoin-Netzwerks beigetragen hat, wird Bitcoin als Belohnung ausgegeben. Der Akt des Lösens eines Problems wird hier als Proof of Work bezeichnet. Es bedeutet, dem Netzwerk zu beweisen, dass ich das Problem gut gelöst habe.

Dazu ist eine Rechenleistung des Computers erforderlich, und je höher die Rechenleistung ist, desto schneller ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Problem gelöst wird und desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, eine Belohnung zu erhalten. Folglich beteiligen sich die Teilnehmer am Mining, indem sie die Rechenleistung des Computers nutzen, um zur Sicherheit des Netzwerks beizutragen und Belohnungen zu erhalten. Vor dem Aufkommen von Bitcoin gab es keinen Mechanismus, der auf diese Weise zur Teilnahme an der Ausgabe von Belohnungen durch die Ausgabe von Geld in einer dezentralisierten Umgebung anregt und bei steigender Teilnehmerzahl vor Fälschungen sicher ist. Um die Blockchain und die Dezentralisierung zu erreichen, wurde schließlich ein System benötigt, das als Belohnungswährung bezeichnet wird, und deshalb konnte Bitcoin die erste Kryptowährung werden.

Was passiert, wenn zwei Blöcke gleichzeitig erstellt werden?
Proof of Work, also das Lösen von Problemen, muss ein faires Umfeld schaffen. Das Netzwerk befindet sich also in einem Zustand, in dem jeder implizit zustimmt, das Problem im neuesten Block zu lösen. Das System verhindert, dass die harte Arbeit nutzlos wird, weil ein Teilnehmer an einem falschen Block arbeitet, die Teilnehmer arbeiten immer am neuesten Block. Beim neuesten Block ist der Block mit dem größten Rechenaufwand zwangsläufig der längste, so dass die Arbeit an der längsten Blockchain zum neuesten Block wird. Dies wird als Longest-Chain-Regel bezeichnet.

Jedes Mal, wenn ein Block erstellt wird (jedes Mal, wenn ein Problem gelöst wird), ist eine ausreichende Menge an Berechnungen erforderlich, und ein darüber hinaus erstellter Block erfordert mehr Berechnungen. Wenn Blöcke auf diese Weise akkumuliert werden, müssen alle bestehenden Blöcke geändert werden, um frühere Transaktionsdetails zu manipulieren. Außerdem müssen wir die Länge der Kette schneller erhöhen als die längste Kette, die von den am Netzwerk teilnehmenden Minern ausgewählt wurde.

Die Kombination aus der oben beschriebenen Proof-of-Work-Methode und der Longest-Chain-Regel wird als Konsens bezeichnet. In der Kryptowährung bedeutet Konsens, wie eine Blockchain unter den Netzwerkteilnehmern (z. B. den Minern) sicher erstellt werden kann. Das Bitcoin-Netzwerk ist das erste operative Beispiel, bei dem ein unveränderlicher Datenspeicher durch Konsens in einem dezentralen Netzwerk erreicht wird, ein System, das zuvor nur mit Garantien einer vertrauenswürdigen Instanz möglich war.

Wir haben gerade die Prinzipien von Bitcoin und Blockchain kennengelernt. Durch dieses Prinzip hat Bitcoin eine Bedeutung als globales Werttransfernetzwerk, das in der Vergangenheit nur schwer aufgebaut werden konnte, und als Mittel zur Wertaufbewahrung, indem es Knappheit durch eine Abnahme der Mining-Menge im Laufe der Zeit schafft. Trotz des technologischen Fortschritts ist Bitcoin zu einem Symbol für die allererste Infrastruktur geworden, die Sicherheit, Einzigartigkeit und Schutz gewährleistet. Er hat immer noch den höchsten Gesamtwert unter den Kryptowährungen.

Sie haben nun die Bedeutung der Dezentralisierung, das Prinzip der Blockchain und die Bedeutung von Bitcoin verstanden. An dieser Stelle mag es scheinen, dass die Funktion von Bitcoin keine große Sache ist, bis ein neues Konzept des Smart Contracts eingeführt wird, das diese Sichtweise dramatisch verbessert. Wir werden im nächsten Teil mehr darüber erfahren.

In diesem Teil werden wir uns ansehen, was ein smart contract (intelligenter Vertrag) ist.

Es wurde bereits erwähnt, dass die Blockchain wie ein Datenspeicher in einem Bankensystem ist. Ein intelligenter Vertrag ist wie ein Programm in einem Banksystem. Sie fragen sich vielleicht, was das bedeutet. Wir werden versuchen, es gut zu erklären, also lesen Sie bitte weiter. Und am Ende dieses Artikels werden Sie sagen: "Aha, deshalb heißt es ja Smart Contract".

Im vorherigen Beispiel des Bankensystems möchten Sie (A), der 100 auf seinem Konto hat, 50 an jemanden (B) über die Bank überweisen. Sie füllen eine Transaktion aus und senden sie an die Bank, die dann die Transaktion verifiziert und in einem Datenspeicher speichert. Es wurde erwähnt, dass der Kontostand des Benutzers dann geändert wird.

In einer etwas fortgeschritteneren Variante möchten Sie einen Auftrag erteilen, in dem es heißt: "Überweisen Sie 50 an B am 23. September 2021 um 17.00 Uhr". In diesem Fall würde das System neben dem Datenspeicher, in dem die Transaktionsdetails gespeichert werden, auch einen separaten Datenspeicher für die Aufzeichnung solcher Reservierungen benötigen. Im Banksystem kann dies zu einem Programm mit der Funktion "Überweisung an B am 23.09.2021 um 5:00 Uhr" konfiguriert werden, so dass es automatisch verarbeitet werden kann. Wenn ein Mensch dies tut, muss es gespeichert und ausgeführt werden, wenn die Zeit gekommen ist, aber es wird automatisiert, indem ein Programm namens Reservierungsüberweisung gesetzt wird.

Das Gleiche gilt für die Blockchain. Wenn Sie (A) 100BTC haben und 50BTC an (B) überweisen möchten, können Sie die Überweisung später automatisch durchführen, wenn Sie die Reservierungsfunktion implementieren und die aktuelle Transaktionshistorie schreiben. Leider hat Bitcoin nur sehr begrenzte Funktionen und es ist schwierig, ein solches Programm zu implementieren, daher gab es Versuche, eine solche Funktion einzuführen. In diesem Fall wird ein intelligenter Vertrag als Konzept eingeführt, mit dem das Programm sehr einfach zu implementieren ist. Wenn Sie das Bankensystem und das Blockchain-Netzwerk vergleichen, können Sie sagen, dass der Datenspeicher eine Blockchain ist und das Programm, das die Funktion implementiert, ein intelligenter Vertrag ist. Bis jetzt haben Sie das Prinzip kennengelernt, aber warum ist dies ein intelligenter Vertrag?

Denken wir zunächst einmal darüber nach, warum wir Verträge schließen. Ein Vertrag wird aufgesetzt, um gegenseitige Versprechen zu erfüllen und um im Falle eines späteren Problems rechtliche Wirkung zu haben. Mit anderen Worten, es ist ein Vertrag, der die Wirkung einer Zwangsvollstreckung hat. Ein intelligenter Vertrag, ein in die Blockchain hochgeladenes Programm, garantiert, dass das Programm so ausgeführt wird, wie es geschrieben wurde, da es aufgrund der Natur der Blockchain nicht gefälscht oder manipuliert werden kann. Es ist so, als würde man einen digitalen Vertrag schreiben, deshalb nennt man es einen intelligenten Vertrag.

In der Beschreibung verwenden wir kurz das Bankensystem als Beispiel, aber es gibt viele digitale Programme, die Sie verwenden können. Von Portalseiten, auf die mehrmals täglich zugegriffen wird, über SNS und Messenger bis hin zu Börsen für Inhaber von Kryptowährungen - alle Systeme haben ein Serverprogramm. All dies kann mit intelligenten Verträgen implementiert werden. Stellen Sie sich vor, welche Veränderungen dies in Zukunft mit sich bringen wird.

Während bestehende Systeme zentralisiert sind, sind Systeme, die mit intelligenten Verträgen implementiert werden, dezentralisiert, so dass es ein sehr transparentes und sauberes System ohne Betrug, Informationsmanipulation oder Zensur sein kann. Im nächsten Artikel werden wir uns Ethereum ansehen, die beliebteste Plattform für den Aufbau eines solchen Systems.

Ethereum ist die erste Plattform, die Blockchain und intelligente Verträge kombiniert. Es ist eine Plattform, die nach Bitcoin den unverrückbaren zweiten Platz im Marktwert gehalten hat. In diesem Teil werden wir uns mit Ethereum beschäftigen.

Ethereum wurde im Jahr 2014 von Vitalik Buterin gegründet. Bitcoin kam 2009 auf den Markt, also etwa 5 Jahre später. Wie im vorherigen Artikel beschrieben, handelt es sich um eine Plattform, auf der jeder einen Smart Contract programmieren und in die Blockchain hochladen kann. Wenn Bitcoin der Beginn der Blockchain war, war Ethereum der Wendepunkt, der die Ära der Blockchain 2.0 einläutete und eine Sensation im Ökosystem wurde.

Jeder, der einen Smart Contract programmiert, kann eine Anwendung erstellen, indem er den Quellcode im Ethereum-Netzwerk registriert. Die registrierte Anwendung muss über verschiedene Funktionen verfügen. Diese Funktionen werden alle als Smart Contracts implementiert und auf der Blockchain gespeichert, weshalb sie als dezentrale Anwendungen bezeichnet werden. Mit anderen Worten: Ethereum ist eine Plattform, auf der jeder dezentralisierte Anwendungen erstellen und betreiben kann.

Wahrscheinlich nutzen Sie bereits viele Anwendungen in der iOS- oder Android-Umgebung. Entwickler benötigen eine Genehmigung, um Anwendungen zu erstellen und sie im Store zu registrieren. Da Ethereum jedoch durch die Stiftung dezentralisiert ist, können Anwendungen ohne Einschränkungen entwickelt und registriert werden, und das bedeutet auch, dass sie Bedrohungen ausgesetzt sind.

Im bekanntesten Fall des DAO-Hacks wurde ein auf Ethereum registrierter Smart Contract gehackt, der zum Zeitpunkt des Diebstahls einen Wert von 60 Milliarden Dollar hatte. Manche sagen, dies sei die Grenze von Smart Contracts, aber seitdem wurde durch zahlreiche Studien eine Umgebung geschaffen, in der Smart Contracts sicherer entwickelt werden können, und ein Ökosystem, das die Sicherheit prüft, und es hat sich inzwischen zu einem sehr sicheren System entwickelt. Ethereum hat nicht nur eine wichtige Rolle im Zentrum dieses Wandels gespielt, sondern ist immer noch die größte Plattform mit den meisten Anwendungen.

Durch intelligente Verträge auf der Ethereum-Plattform wurden neue Systeme in der folgenden dezentralen Umgebung geschaffen.

ICO
ICO ist eine Abkürzung für Initial Coin Offering. Es ist ein Mittel, um Coins durch die Ausgabe von Coins wie bei der Ausgabe von Aktien zu sammeln und mit dem erhaltenen Geld zu entwickeln. Heutzutage geben viele Unternehmen aktiv Coins aus, registrieren sie an Börsen und wandeln sie in Bargeld um, was vor diesem Konzept völlig ungewohnt war. Die Börsennotierung ist kein einfacher Schritt, während ICO ein Smart-Contract-Programm ist, das Coins ausgibt und sie im Ethereum-Netzwerk registriert. Jeder kann sich für ein ICO-Programm anmelden, und es dient als neues Fenster, um Investoren durch White Papers, Webseiten und Community-Promotions anzuziehen.
Das auf Ethereum registrierte ICO-Programm (Smart Contract) hat den Vorteil, dass es nicht gefälscht oder verfälscht werden kann, so dass es als Vertrag zwischen Investoren und Gründern fungieren kann. Durch die Überweisung von Ether auf das ICO-Smart-Contract-Konto des Gründers kann sich der Anleger eine Beteiligung an der Erstausgabe des vom Gründer ausgegebenen Coins sichern.

DeFi
Das dezentrale Finanzwesen, das mittlerweile zu einem beliebten Thema geworden ist, kann ebenfalls als Smart Contract implementiert und in Ethereum registriert werden. Einfach ausgedrückt: Kredite, Einlagen, Zinsen und Transaktionen, für die bisher das Bankensystem zuständig war, können nun über Ethereum abgewickelt werden. Da garantiert wird, dass der Smart Contract so funktioniert, wie er geschrieben wurde, ist es möglich, alle Prozesse des Geldflusses, der Einzahlung und der Rückforderung von Sicherheiten in dezentraler Form zu organisieren.

DEX
Die meisten Menschen, die neu in der Welt der Kryptowährungen sind, laden eine Börsen-App herunter und tätigen einen Kauf. Obwohl die Börse als Treuhänder mit all Ihren Rechten fungiert, können intelligente Verträge diese Rolle übernehmen. Eine Art von Dienst, der diese Funktion implementiert und bei Ethereum registriert, wird als dezentraler Austausch bezeichnet. Das populärste Uniswap ist ein gutes Beispiel dafür. Sie können Ihre Coins über DEX in andere Coins umtauschen.

NFT
Non-Fungible Token (NFT), ein Stichwort, das sich im Jahr 2021 zu einem heißen Thema entwickelt, kann ebenfalls auf Ethereum ausgegeben werden. NFT ist, wie der Name schon sagt, ein nicht-fungibler Token. Der Wert eines Bitcoins ist der gleiche wie der eines anderen Bitcoins, solange sie die gleiche Menge haben, während NFTs als einzigartige Token bezeichnet werden können. Das Programm zur Ausgabe von NFTs ist ebenfalls ein intelligenter Vertrag, der in Ethereum registriert werden kann.

Bitcoin wird im Allgemeinen als digitales Gold bezeichnet. Er hat nur begrenzte Anwendungsfälle, wird aber so genannt, weil er selten ist und von vielen Menschen geschätzt wird. Ethereum hingegen wird als digitales Rohöl bezeichnet. So wie sich die industrielle Revolution durch Rohöl entwickelt hat, bedeutet dies, dass sich die Blockchain-Welt durch Ethereum entwickelt.

In dieser Serie werden wir etwas über Blockchain und Kryptografie lernen, die Sie verstehen müssen, wenn Sie handeln oder investieren. Wir werden uns eher auf die Notwendigkeit und die Funktion als auf die technischen Grundsätze der Verschlüsselung konzentrieren.

Bevor wir uns mit dem Thema befassen, sollten wir darüber nachdenken, warum die Menschen beim Handel mit Kryptowährungen eine schwer erkennbare "Adresse" verwenden müssen und warum diese nicht auf einer Ebene verwaltet werden kann, die man sich leicht merken kann wie eine Telefonnummer. Vielleicht wollten Sie schon einmal einen Blockchain-Dienst nutzen (in der Regel über eine Wallet), hatten aber von Anfang an Schwierigkeiten bei der Einrichtung eines Kontos oder fühlten sich aufgrund ungewohnter und schwer verständlicher Begriffe verloren. Diese Gründe sind darauf zurückzuführen, dass Kryptowährungen und Blockchain aus mehreren kryptografischen Systemen bestehen.

Kryptografie ist eine Technologie, die in unserem täglichen Leben weit verbreitet ist. Sie kommt auch zum Einsatz, wenn wir das Haus betreten und verlassen, die Autotür öffnen und abschließen, einen Computer oder ein Smartphone benutzen und uns bei Online-Diensten wie E-Mail oder Internet-Banking anmelden. Auch beim Senden und Empfangen von Dokumenten per E-Mail wird die Kryptografie eingesetzt, ebenso bei der Verschlüsselung von Dokumenten und der Weitergabe von Passwörtern, damit nur bestimmte Personen Zugang zu den Dokumenten haben.

Aus diesem Beispiel geht eine wichtige Information hervor. Das ist der Verschlüsselungscode. In allen Fällen, in denen Chiffren verwendet werden, muss man den Chiffrierschlüssel kennen, um sie richtig zu verwenden. Ein häufig verwendetes Passwort ist ebenfalls eine Art Chiffrierschlüssel. Darüber hinaus ist auch ein für den Chiffrierschlüssel geeigneter Algorithmus erforderlich. Genau wie ein Schloss und ein Schlüssel besteht ein kryptografisches System aus einem kryptografischen Algorithmus und einem Chiffrierschlüssel.

Die kryptografischen Systeme, die wir in verschiedenen Situationen verwenden, lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen. Die eine ist die Public-Key-Kryptografie und die andere die symmetrische Kryptografie. Aus dem Namen lässt sich ableiten, dass es bei der Public-Key-Kryptografie einen öffentlichen Chiffrierschlüssel und bei der symmetrischen Kryptografie ein Paar symmetrischer Chiffrierschlüssel gibt.

Kryptographie mit symmetrischem Schlüssel
Die symmetrische Schlüsselkryptografie ist ein System, das häufig für die Verschlüsselung verwendet wird, die Sie bereits kennengelernt haben. Wenn A und B Informationen senden und empfangen, müssen die Informationen verschlüsselt und entschlüsselt werden, damit niemand sonst die Informationen einsehen kann. Dazu verwenden A und B denselben Verschlüsselungsschlüssel, so als würden sie ein Passwort teilen, um ein verschlüsseltes Dokument zu öffnen.

Bei der symmetrischen Schlüsselkryptographie handelt es sich um ein System, bei dem der Chiffrierschlüssel sowohl vom Verschlüssler als auch vom Entschlüssler gemeinsam benutzt wird, so dass es zur Verschlüsselung von Informationen verwendet werden kann. Daher gibt es keine Einzigartigkeit.

Warum brauchen wir Einzigartigkeit? Das ist dasselbe Prinzip wie bei der Unterschrift unter einen Vertrag. Es ist ein Zeugnis für die Einzigartigkeit der einzigen Handlung, die kein anderer ausführen kann. Um dies digital auszudrücken, brauchen Sie einen Verschlüsselungscode, den niemand und nur Sie selbst kennen können. Daher ist auch ein System mit einem eindeutigen Chiffrierschlüssel erforderlich.

Kryptographie mit öffentlichem Schlüssel
Für diese Einzigartigkeit wird die Public-Key-Kryptografie verwendet. Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei der Public-Key-Kryptografie um ein System, bei dem ein Schlüssel öffentlich gemacht werden kann, während der andere Schlüssel niemals preisgegeben werden darf. Aus diesem Grund wird jeder Verschlüsselungsschlüssel als öffentlicher Schlüssel und als privater Schlüssel oder geheimer Schlüssel bezeichnet. Da der private Schlüssel eine Information ist, die nur mir bekannt ist, kann eine Aktion, die mit dem privaten Schlüssel durchgeführt wird, beweisen, dass es sich um eine Aktion von mir handelt. Umgekehrt hat in der digitalen Welt jeder, der den privaten Schlüssel besitzt, die Befugnis, eine Aktion durchzuführen. Daher ist der private Schlüssel eine sehr sensible Information, die geheim verwaltet werden muss.

Bei der Public-Key-Kryptographie ist es möglich, eine Signatur mit einem eindeutigen privaten Schlüssel zu erstellen. Dabei muss die andere Partei in der Lage sein, die mit dem privaten Schlüssel durchgeführten Aktionen zu überprüfen. Der öffentliche Schlüssel, der offengelegt werden kann, ist erforderlich, damit jeder ihn überprüfen kann. (Die Public-Key-Kryptographie kann auch zur Verschlüsselung verwendet werden, ist aber für den aktuellen Schwerpunkt nicht relevant und wird daher übersprungen).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die symmetrische Schlüsselkryptografie zur Verschlüsselung von Informationen und die Public-Key-Kryptografie für Aktionen wie die Erstellung von Signaturen, die Eindeutigkeit erfordern, verwendet wird. Im nächsten Artikel werden wir uns mit der digitalen Signatur befassen, dem am weitesten verbreiteten Anwendungsfall der Public-Key-Kryptografie.

Im letzten Artikel haben wir uns mit der Kryptographie mit öffentlichen Schlüsseln und ihren Merkmalen beschäftigt. In diesem Teil werden wir uns mit der digitalen Signatur beschäftigen, die ein typisches Beispiel für die Verwendung der Public-Key-Kryptografie ist.

Unterschreiben ist eine alltägliche Aufgabe, mit der jeder im Leben konfrontiert wird. Wenn Sie eine Kartenzahlung vornehmen oder einen Vertrag abschließen, unterschreiben Sie auch Ihre Unterschrift. Es gibt zwei Haupteffekte, die durch Unterschriften erreicht werden können. Der erste ist die Authentizität, der zweite die Unleugbarkeit. (Die Integrität ist ebenfalls ein wichtiger Faktor, aber für das Verständnis nicht unbedingt erforderlich, daher werde ich ihn auslassen)

Nehmen wir an, die Schule, an der Sie Ihren Abschluss gemacht haben, stellt ein Abschlusszeugnis aus und reicht es bei der Firma ein. Abschlusszeugnisse enthalten die Unterschrift (Siegel) der Schulabteilung. Wenn Sie das Zeugnis dem Unternehmen vorlegen, kann das Unternehmen anhand der Unterschrift feststellen, ob es sich tatsächlich um ein von der Schule ausgestelltes Zeugnis handelt. Aus Ihrer Sicht dient sie dazu, dem Unternehmen zu bestätigen, dass es sich um ein von der Schule ausgestelltes Zeugnis handelt. Dieses Merkmal wird als Authentizität bezeichnet.

Wenn Sie eine Transaktion über Internet-Banking oder ähnliches vornehmen, unterschreiben Sie diese. Aus Sicht der Bank soll die Unterschrift sicherstellen, dass der Absender nicht leugnen kann, dass er die Transaktion genehmigt hat, d. h. der Absender kann nicht im Nachhinein sagen: "Ich habe nie Geld gesendet". Dieses Merkmal der Nichtabstreitbarkeit ist für die Bank wichtig, da die Bank die Einzelheiten Ihrer Überweisung überprüft hat und selbst wenn Sie die Überweisung später abstreiten, hätte die Bank eine Rechtfertigung für die Anpassung des Betrags.

Was passiert, wenn jemand eine Transaktion schreibt und digital signiert, um den Vermögenswert zu übertragen, den er eigentlich nicht besitzt? Eine digitale Signatur enthält öffentliche Schlüsselinformationen, aus denen eine Adresse, Informationen zur Identifizierung des Nutzers gewonnen werden können. Unterzeichner und Absender des Transaktionsverlaufs müssen übereinstimmen, und wenn der Absender keinen Vermögenswert besitzt, wird die digitale Signatur im Netzwerk nicht akzeptiert und nicht in die Blockchain hochgeladen. Ähnlich verhält es sich, wenn die digitale Unterschrift zwar gültig ist, aber die Transaktionsdetails ungültig sind.

Sie wissen nun, dass Sie eine digitale Signatur benötigen, um eine Übertragung in einer Blockchain-Umgebung vorzunehmen, und Sie benötigen einen privaten Schlüssel, um eine digitale Signatur zu erstellen. Damit eine Übertragung von Vermögenswerten aus der Blockchain möglich ist, müssen die in der Blockchain gespeicherten Vermögenswerte des Unterzeichners vorhanden sein.

Wie kann dann der Empfänger des Transfers die erhaltenen Vermögenswerte überprüfen? Und wie kann der Empfänger die "Nutzungsbefugnis" für den übertragenen Betrag übernehmen? Wenn es sich einfach um eine Bank handelt, kann die Bank dies verwalten, indem sie den Saldo von A in der Datenbank verringert und den von B erhöht, aber in der Blockchain muss man die Adresse verstehen. Im nächsten Artikel werden wir uns das Konzept der "Adresse" und die Hash-Funktion, ein kryptografisches System zur Erstellung von Adressen, ansehen.

In diesem Artikel werden wir Adressen und Hash-Funktionen erklären. Im Gegensatz zu den Beispielen häufig verwendeter Kryptosysteme wie dem Signieren von Verträgen oder dem Verschlüsseln von Dateien sind Hash-Funktionen etwas schwieriger zu verstehen, da sie dem Nutzer nicht als direktes Beispiel präsentiert werden. Da sie jedoch eine sehr wichtige Rolle beim Aufbau der Blockchain spielt, ist sie ein Konzept, das für die sichere Verwaltung von Vermögenswerten verstanden werden muss. Da der Inhalt sehr umfangreich sein kann, ist er in zwei Teile gegliedert. In diesem ersten Teil werden wir uns mit der Notwendigkeit und den Eigenschaften einer Hash-Funktion befassen.

Damit Sie die Hash-Funktion besser verstehen, betrachten wir ein einfaches Beispiel. Nehmen wir an, Sie haben 100 wichtige Dokumentdateien auf Ihrem Computer. Da es sich um eine wichtige Datei handelt, könnte ein großes Problem entstehen, wenn jemand sie willkürlich verändert. Es würde jedoch sehr lange dauern, 100 Dateien direkt zu öffnen, um den Inhalt zu überprüfen und die geänderten Teile zu finden, indem man die Seiten einzeln umblättert. Wäre es nicht toll, wenn es einen einfacheren Weg zur Überprüfung gäbe?

Nun, wir haben Glück. Ohne alle 100 Dateien einzeln prüfen zu müssen, können Sie schnell feststellen, ob sie geändert wurden oder nicht. Und wenn eine Änderung vorliegt, gibt es eine Möglichkeit, dies sofort zu bemerken. Diese einfache Überprüfungsmethode kann durch die Erstellung von Hash-Werten für 100 Dateien mithilfe einer Hash-Funktion erreicht werden. Der Hash-Wert ist der Wert, der ausgegeben wird, wenn die Eingabe in die Hash-Funktion eingegeben wird. Eine Eigenschaft, die anzeigt, dass Daten nicht Eine Eigenschaft, die anzeigt, dass Daten nicht gefälscht wurden, wird als Integrität bezeichnet, und der Hash-Wert wird zur Integritätsprüfung verwendet.

Obwohl sich die Funktion und der Zweck von Hashes unterscheiden, ist die Komprimierung ein Prozess, der ähnlich funktioniert. Durch die Komprimierung einer Datei wird die Dateigröße verringert, und beim Dekomprimieren der komprimierten Datei wird die ursprüngliche Datei wiederhergestellt. In ähnlicher Weise liefert die Hash-Funktion das Ausgabeergebnis durch einen Transformationsprozess, der der Komprimierung der Eingabedaten ähnelt. Die Eigenschaften von Hash-Funktionen unterscheiden sich jedoch stark von denen der Komprimierung, weshalb wir uns diese Prozesse etwas genauer ansehen wollen.

Das erste Merkmal von Hash-Funktionen ist, dass sie eine feste Ausgabelänge zurückgeben. Im Falle der Komprimierung ist die Dateigröße bei einer großen Datei auch dann relativ groß, wenn sie komprimiert wird, aber die Hash-Funktion gibt unabhängig von der Eingabe die gleiche Ausgabelänge zurück. Da diese Ausgabelänge als 40-stellige Zahl (160-Bit-HEX-Wert) erscheint, die das menschliche Auge identifizieren kann, ist es viel besser, einen Hash-Wert von 100 Dateien zu erstellen und schnell nur 40 Ziffern zu vergleichen, als alle 100 Dateien zu vergleichen.

Das zweite Merkmal ist, dass selbst eine kleine Änderung der Eingabedaten zu einem völlig anderen Ausgabeergebnis führt. Selbst eine geringfügige Änderung der Eingabedaten hat ein völlig anderes Ausgabeergebnis zur Folge, so dass sie leicht erkannt werden kann. Diese beiden Merkmale sind in der nachstehenden Abbildung zu sehen.

Das dritte Merkmal ist, dass die Eingabedaten nicht anhand der Ausgabedaten geschätzt werden können. Anders als bei der Komprimierung, bei der die Originaldatei durch umgekehrte Transformation aus einer komprimierten Datei erzeugt wird, ist es sehr schwierig, aus der Ausgabe des Hashwerts auf die Eingabedaten zu schließen. Natürlich kann man das Original (die Eingabedaten) nicht durch eine Hash-Funktion erzeugen. Selbst wenn Sie jemandem den Hash-Wert von 100 Dateien mitteilen, wird der Inhalt der Dateien nicht durchsickern.

Die vierte Eigenschaft ist die Kollisionssicherheit, d. h. es ist unmöglich, zwei verschiedene Eingabedaten zu finden, die einen identischen Ausgabewert ergeben. Wenn die durch Eingabe von 100 Dateien erzeugten Ausgabewerte und 100 gefälschte Dateien den gleichen Ausgabewert aufweisen, kann Hash nicht zur Integritätsprüfung verwendet werden. Daher sind Hash-Funktionen so konzipiert, dass sie dies verhindern, und diese Eigenschaft wird als Kollisionsresistenz bezeichnet.

In diesem Teil haben wir etwas über die Funktion und den Zweck der Hash-Funktion und die Eigenschaften der Hash-Funktion gelernt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Hash-Funktionen verwendet werden, um die Integritätsprüfung schnell und einfach zu gestalten. Im nächsten Teil werden wir uns ansehen, wie Hash-Funktionen in der Blockchain verwendet werden.

Die Bedeutung und das Prinzip von Adressen verstehen

Blockchains verwenden Adressen, d. h. spezielle Schemata zur Identifizierung von Absendern und Empfängern. Normalerweise verwaltet das Banksystem den Namen, die Informationen und die Kontonummer des Benutzers als Datenbank, aber in der Blockchain werden alle Informationen als Adresse verwaltet. Die in den vorangegangenen Artikeln erwähnten Informationen, die sich auf A oder B beziehen, sind ebenfalls eine Adresse.
Dies zeigt, dass die Adresse in der Blockchain-Umgebung wie eine Bankkontonummer funktioniert. Der Unterschied besteht darin, dass die Kontonummer von der Bank vergeben wird, während die Adresse in der Blockchain von Ihnen selbst erstellt werden muss. Das liegt daran, dass es keine zentrale Stelle gibt, die die Ausgabe kontrolliert.

So wie ich, wenn ich Geld von meiner Bank abheben möchte, nachweisen muss, dass ich der Eigentümer des Bankkontos bin. Dieser Vorgang ist auch in der Blockchain-Umgebung erforderlich, und der Nachweis erfolgt durch die digitale Signatur, die wir im vorherigen Artikel über die Public-Key-Kryptografie kennen gelernt haben. Da die Bank jedoch über die Kontonummer und Informationen über den Inhaber verfügt, können Sie den Kontostand bestätigen und ändern. In der Blockchain-Umgebung gibt es jedoch keinen zentralen Verwalter, was können Sie also tun?

Hier brauchen wir eine Methode zur Generierung der Adresse, die in enger Beziehung zur digitalen Signatur steht, die die Informationen über den Eigentümer enthält. In einem Kryptographiesystem mit öffentlichem Schlüssel ist der private Schlüssel die Information, die für eine digitale Signatur benötigt wird, und die Adresse ist ebenfalls eine Information, die aus dem privaten Schlüssel abgeleitet wird. Die Adresse ist der Hash-Wert des öffentlichen Schlüssels, der bei der Verifizierung des privaten Schlüssels verwendet wird, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Um den von A erhaltenen Betrag an eine andere Person zu überweisen, muss er zunächst an die Adresse B geliefert werden. Anschließend muss Empfänger B eine Transaktion mit seinem privaten Schlüssel digital signieren, um zu beweisen, dass er der Eigentümer dieser Adresse ist.

Aufgrund der Eigenschaften der Hash-Funktion ist der Hash-Wert des öffentlichen Schlüssels, der aus dem privaten Schlüssel abgeleitet wird, eins-zu-eins mit dem privaten Schlüssel. (Selbst wenn sich das Eingabeergebnis geringfügig unterscheidet, ist auch das Ausgabeergebnis gleich). Daher sind die in der Adresse gespeicherten Vermögenswerte (wie eine Kontonummer) so konzipiert, dass der Eigentümer des privaten Schlüssels das alleinige Recht zur Übertragung hat. Da es sich bei der Blockchain nicht um ein System handelt, das wie ein Bankensystem von einem Dritten überprüft wird, ist sie so konfiguriert, dass man seinen eigenen privaten Schlüssel erstellt, einen Vermögenswert an einer Adresse erhält und diesen selbst nachweisen kann (digitale Unterschrift).

Was passiert, wenn man an eine andere Adresse sendet als die, an die man ursprünglich überweisen wollte? Wenn sich bei einer 40-stelligen Adresse auch nur eine Ziffer ändert, wird sie zu einer völlig anderen Adresse. Wenn Sie den privaten Schlüssel für diese andere Adresse nicht haben, kann sie nicht überwiesen werden, und da es sich nicht um ein System handelt, das von einem Mittelsmann verwaltet wird, kann Ihr Geld nicht zurückerstattet werden. Bevor Sie eine Transaktion durchführen, müssen Sie daher das Prinzip der Adresse kennen und die Adresse sorgfältig überprüfen.

In der Blockchain verwendete Hash-Funktionen
Darüber hinaus werden Hash-Funktionen verwendet, um die Blöcke kettenförmig miteinander zu verbinden, daher "Blockchain". In dem Artikel "Was ist Blockchain?" wurde erwähnt, dass jeder Block Informationen enthält, die selbst bei einer geringfügigen Änderung in der Transaktionshistorie gefunden werden können. Selbst eine geringfügige Änderung in der Transaktionshistorie kann erkannt werden, da der Hashwert unterschiedlich ist.

Außerdem wurde im vorherigen Artikel "Wie hat Bitcoin die Dezentralisierung erreicht?" erwähnt, dass eine Hash-Funktion verwendet wird, die "Proof of Work" genannt wird. Sie kann verwendet werden, um zeitaufwändige Probleme zu schaffen, indem Funktionen verwendet werden, die die Eingabedaten nicht aus den Ausgabewerten abschätzen können. Das Quiz besteht darin, die Eingabe zuzuordnen, während nur der Ausgabewert bekannt ist und ohne die Eingabe des Hashwertes zu kennen. (Details werden später im Abschnitt Proof of Work erläutert.)

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Hash-Funktionen in Bitcoin drei Zwecken dienen.

Bei der Erstellung einer Adresse, die einen Benutzer identifiziert
Bei der Verbindung von Blöcken, um Fälschungen und Verfälschungen von Transaktionsdetails leicht zu erkennen
Zur Erstellung eines Miner-Quiz (Proof of Work)

Jetzt kennen wir das Konzept der Public-Key-Kryptografie, der digitalen Signatur und des Hash. Diese drei sind im Grunde die kryptografischen Technologien, aus denen die Blockchain besteht.

In einer Blockchain-Umgebung müssen Sie jedoch Ihren eigenen privaten Schlüssel generieren und Ihre eigene Adresse erstellen. Was sollten Sie also tun, wenn jemand in der Welt mit der gleichen Adresse wie Sie auftaucht? Wenn ich Kryptowährung an meiner Adresse aufbewahre und jemand anderes dieselbe Adresse und denselben privaten Schlüssel wie ich erstellt und überträgt, verliere ich dann nicht die Kryptowährung? Die Antwort auf diese Frage wird zusammen mit der Sicherheit des kryptografischen Systems im nächsten Artikel erforscht.

Wenn Sie schon einmal mit Kryptowährungen gehandelt haben, wissen Sie, dass Adressen in hexadezimalen Zahlen (0-9, A-F) mit mehr als 20 Ziffern ausgedrückt werden. Warum nicht eine Adresse mit weniger als 10 Ziffern entwerfen, wie eine Telefonnummer? In diesem Artikel werden wir sehen, warum diese Adressstruktur verwendet wird. Ein Kryptosystem besteht aus einem kryptografischen Algorithmus und einem kryptografischen Schlüssel. Da Verschlüsselungsalgorithmen in der Regel öffentlich gemacht werden, weil sie ein gegenseitiges Versprechen sind, hängt die Sicherheit der Kryptografie vom Verschlüsselungsschlüssel ab. Das ist so, als ob man sein Smartphone nicht öffnen kann, weil man das 6-stellige Passwort nicht kennt.

Aber warum ist das Passwort auf einem Smartphone nur 6-stellig? Wenn das Passwort eine einstellige Zahl ist, besteht eine Chance von 1/10, dass jemand das Smartphone durch zufällige Auswahl einer Zahl entsperren kann. Wenn das Passwort 6 Ziffern lang ist, ist es sehr schwierig, es innerhalb der gegebenen Chance durch zufällige Zahlensubstitution zu finden, da es mit einer Wahrscheinlichkeit von 1/100000 abgeglichen werden muss. Auf diese Weise garantiert das Verschlüsselungssystem eine Sicherheit, die auf der Wahrscheinlichkeit der Schätzung des Verschlüsselungsschlüssels im Vergleich zur Anzahl der Versuche des Angreifers beruht.

Im Gegensatz zu den Anmeldeversuchen bei Smartphones gibt es jedoch keine Begrenzung der Anzahl der Versuche, und ein Angreifer verwendet einen Supercomputer für die Substitution. Wie lang müsste in diesem Fall der Verschlüsselungsschlüssel sein, um sicher zu sein? Die Sicherheit eines kryptografischen Systems ist für jeden kryptografischen Algorithmus etwas anders, und der Grad der Sicherheit wird durch den Standard bestimmt. Je nach Verschlüsselungsalgorithmus gibt die Norm Empfehlungen für die Mindestlänge des Verschlüsselungsschlüssels, der sicher als Passwort verwendet werden kann. Das NIST in den Vereinigten Staaten ist ein repräsentatives Beispiel für eine solche Standardorganisation.

Im vorigen Artikel haben wir die Frage gestellt: "Wenn der private Schlüssel, den ich erstellt habe, derselbe ist wie der einer anderen Person, kann dann jemand anderes zuerst mein Geld abheben?". Um dies zu verhindern, sollten Sie ein System mit einem ausreichend langen Verschlüsselungscode verwenden. Im Falle von Adressen sollten Sie diese mit einer Hash-Funktion erstellen, die lang genug ist, um Überschneidungen mit einer anderen zu vermeiden. Um die Kollisionssicherheit zu erfüllen, die eine der Eigenschaften von Hash-Funktionen in der Blockchain ist, wird eine Adressstruktur mit 20 oder mehr Ziffern verwendet.

Eine lange Adresse mit mehr als 20 Ziffern ist mehr als genug, um die obige Frage zu beantworten. Sie mag unbequem sein, bietet aber eine höhere Garantie für eine eindeutige Adresse. Ganz gleich, wie viele Schlüssel Menschen auf der ganzen Welt generieren, sie werden niemals dieselben Schlüssel und Adressen generieren wie Sie. Da die Verwendung einer solchen Adresse jedoch für eine Person nicht direkt identifizierbar ist, wird häufig ein QR-Code verwendet, der ersetzt werden kann. Wenn Sie verstehen, was hinter den Kulissen vor sich geht, können Sie vorsichtiger sein und sicher handeln.

Bisher haben wir uns mit den grundlegenden Inhalten der Kryptografie beschäftigt, die eine Blockchain ausmachen. Dank der Blockchain gab es viele Fortschritte bei den Kryptowährungen, die in einer dezentralen Umgebung verwendet werden. Auf kryptografische Technologien wie Zero-Knowledge-Proofs, die repräsentative Beispiele darstellen, wird später eingegangen.

Rollen und Funktionen einer digitalen Brieftasche
In dieser Serie befassen wir uns mit Wallets, d. h. mit Anwendungen, die Nutzer für Transaktionen in einer Blockchain-Umgebung verwenden. Wir werden Themen wie die Funktionen der Wallet, die Art und Sicherheit der Wallet und die Bedeutung der Wiederherstellung behandeln.

※ Dieser Artikel setzt das Verständnis der vorausgehenden Themenbereiche:
Blockchain Grundlagen und der Kryptografie Grundlagen voraus.

Was ist eine digitale Wallet / Brieftasche / Geldbörse?
Wallets werden zur Aufbewahrung von Dingen wie Bargeld, Kreditkarten, Ausweisen und Ähnlichem verwendet. Sie bieten den Nutzern die Möglichkeit, die Dinge aufzubewahren, die sie bei sich tragen müssen. Da in Wallets wichtige Informationen wie Bargeld und Identitätsdaten an einem Ort aufbewahrt werden, können sie bei Verlust großen Schaden anrichten.

Mit der Entwicklung des Internets sind viele Dinge digitalisiert worden, und die allgemeine Verbreitung von Smartphones und Tablets hat es uns ermöglicht, viele Dinge, die wir besitzen, zu digitalisieren. Früher zückten wir einen Zettel, wenn wir eine Notiz brauchten. Heute haben sich die Lebensgewohnheiten geändert: Die Menschen schreiben Notizen auf ihren Smartphones, die Gegenstände, die sie bei sich tragen, werden allmählich weniger und werden digital.

Eine digitale Wallet ist eine Anwendung, die aufgrund der Bemühungen, die Rolle einer traditionellen Brieftasche zu digitalisieren, noch viel Raum für Entwicklung hat. Eine Kryptowährungs-Geldbörse oder Blockchain-Geldbörse ist eine Anwendung, die versucht, wichtige Informationen wie persönliche Vermögenswerte und Identität zu digitalisieren und zu nutzen.

Verständnis des Besitzes
Genau wie die Aufbewahrung von Bargeld in einer physischen Brieftasche kann man sich eine Blockchain-Brieftasche als Aufbewahrung von Vermögenswerten (Kryptowährungen) vorstellen. Allerdings werden in Blockchain-Wallets keine Vermögenswerte intern aufbewahrt. Eine genauere Aussage wäre, dass Blockchain-Wallets das Eigentum an einem Vermögenswert bewahren.

Für eine intuitivere Erklärung stellen Sie sich eine transparente, mit einem Vorhängeschloss versehene Box vor. Diese Kiste hat Löcher, so dass man leicht Bargeld hineinstecken kann, aber man braucht einen Schlüssel, um Bargeld aus der Kiste zu holen. Das Bargeld eines jeden Nutzers wird in mehreren Kisten aufbewahrt, und nur der Nutzer, der den Schlüssel zum Öffnen der Kiste hat, kann das Bargeld herausnehmen. Wem gehört das Bargeld in diesen Boxen an öffentlichen Plätzen? Da nur die Person, die den Schlüssel hat, die Box öffnen und das Bargeld verwenden kann, ist die Person, die den Schlüssel hat, der Eigentümer.

In der Blockchain-Umgebung wird die Bewegung von Bargeld von einer Box in eine andere als Transaktionsverlauf bezeichnet. In der Blockchain werden alle Transaktionsdetails offengelegt, und es wird auch offengelegt, wem die Vermögenswerte gehören. Genauso wie jeder, der einen Vermögenswert besitzt, mit einem Schlüssel Geld aus einer Kiste nehmen und in eine andere Kiste verschieben kann, kann jeder, der einen privaten Schlüssel besitzt, Vermögenswerte auf der Blockchain übertragen.

Auf der Blockchain ist der private Schlüssel der einzige Eigentumsnachweis, der für die Übertragung eines Vermögenswerts erforderlich ist. Das liegt daran, dass Blockchain-Netzwerke nur Transaktionen mit gültigen digitalen Signaturen akzeptieren.

Konnten Sie verstehen, dass Ihre Vermögenswerte tatsächlich auf der Blockchain existieren? Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Vermögenswerte auf der Blockchain existieren und öffentlich sind, aber nur diejenigen, die den privaten Schlüssel besitzen, können sie bewegen. Daher ist der private Schlüssel die wichtigste Information, die das Eigentum nachweist, und wir verwenden eine Blockchain-Wallet, weil wir ein Werkzeug brauchen, um sie gut zu verwalten.

Funktionen der Blockchain-Brieftasche (oder Kryptowährungs-Brieftasche)
Eine Wallet ist eine Software, die Nutzern Dienste zur Erstellung und Verwaltung privater Schlüssel bietet. Anhand des generierten privaten Schlüssels wird eine Adresse erstellt, die der Kontonummer auf der Blockchain entspricht. Darüber hinaus werden die notwendigen Transaktionsdetails bei der Übertragung von Vermögenswerten und eine digitale Signatur erstellt, die die Eigentümerschaft mit dem privaten Schlüssel belegt. Es beinhaltet auch eine Lösung zur Wiederherstellung des privaten Schlüssels im Falle von Verlust oder Diebstahl.

Zusammenfassend kann man sagen, dass die grundlegenden Aufgaben einer Geldbörse folgende sind:

Erstellen und Wiederherstellen des privaten Schlüssels und der Adresse
Schreiben von Transaktionsdetails
Schreiben einer digitalen Signatur auf den Transaktionsverlauf mit einem privaten Schlüssel

Die in der Blockchain gespeicherten Transaktionsdaten werden in einem bestimmten Format geschrieben und mit einer digitalen Signatur an das Netzwerk gesendet. Wenn die Transaktion validiert ist, wird sie im Blockchain-Ledger aufgezeichnet. (Wenn Sie den Inhalt nicht verstehen, lesen Sie bitte die Grundlagen der Blockchain).

Da es für jede Kryptowährung ein anderes Netzwerk gibt, hilft Ihnen die Wallet bei der Auswahl des Netzwerks und beim Schreiben der Transaktionsdetails für das Netzwerk. Bitcoin und Ethereum sind zum Beispiel unterschiedliche Netzwerke und nicht miteinander kompatibel. Aus diesem Grund unterstützen verschiedene Arten von Wallet-Software verschiedene Kryptowährungen.

In diesem Teil haben wir die Aufgaben und Funktionen der Wallet kennengelernt. Im nächsten Abschnitt werden wir uns die Arten von Wallets ansehen.

Im vorigen Artikel haben wir uns die Funktionen und Aufgaben von Geldbörsen angesehen. In diesem Teil werden wir uns mit den verschiedenen Arten von Wallets befassen. Es gibt viele Kategorien, um die Arten von Wallets zu klassifizieren, aber ich werde sie erklären, indem ich sie in drei repräsentative Kategorien unterteile: Klassifizierung nach dem Eigentumsstatus, Klassifizierung nach der Internetverbindung und Klassifizierung nach dem Benutzergerät.

Erinnern wir uns an den vorangegangenen Artikel, dass das Eigentum an Vermögenswerten in der Blockchain-Umgebung im privaten Schlüssel liegt, und es war die Aufgabe der Wallet, diesen zu verwalten. Wer oder wo der Eigentümer ist, ist ein wichtiger Punkt für das Verständnis der verschiedenen Arten von Wallets.

Klassifizierung nach Eigentumsverhältnissen (zentralisiert vs. dezentralisiert, verwahrend vs. nicht verwahrend)

Vielleicht haben Sie zum ersten Mal Erfahrungen mit der Nutzung einer Börse zum Kauf von Kryptowährungen gemacht. Sie können Kryptowährungen über eine Börse kaufen oder verkaufen, und Sie können auch Kryptowährungen an eine andere Börse oder Geldbörse senden. Die meisten Börsen verwenden die E-Mail, das Mobiltelefon oder die Identitätsüberprüfung des Benutzers, um sich anzumelden und als Ersatz für die Transaktion des Benutzers zu dienen.

Dies hat den Vorteil, dass die Nutzer eine sehr bequeme und einfache Umgebung für den Besitz von Vermögenswerten vorfinden. So wie die Nutzer den Banken vertrauen, dass sie bei Bedarf Geld einzahlen und abheben können, behalten auch die Börsen das Eigentum an ihren Vermögenswerten. Mit anderen Worten: Die Börse verfügt über den privaten Schlüssel des Nutzers, der das Eigentum an dem Vermögenswert garantiert, und der Nutzer hat lediglich das Recht, eine Anfrage an die Börse zu stellen. Da die Börse den privaten Schlüssel an einem Ort speichert und verwaltet, wird sie als zentralisierte Geldbörse bezeichnet. In ähnlicher Weise wird sie auch als Depot-Wallet im Sinne der Hinterlegung von Vermögenswerten bezeichnet.

Da Börsen Orte sind, an denen große Geldbeträge aufbewahrt werden und das Eigentum an den Vermögenswerten der Nutzer haben, sind sie auch ein bevorzugtes Ziel für Angreifer. Daher sollten die Nutzer bei der Auswahl sorgfältig darauf achten, ob die Börse vor Situationen wie Hacking, Einstellung des Dienstes oder Konkurs sicher ist. Tatsächlich gibt es immer noch Fälle von Schäden, die durch die Speicherung von Vermögenswerten auf Börsen verursacht werden.

Umgekehrt wird eine Geldbörse, die private Schlüssel direkt verwaltet, als dezentrale Geldbörse (auch als nicht-verwahrende Geldbörse bezeichnet) bezeichnet. Dezentrale Wallets müssen von den Nutzern selbst verwaltet werden, was für Nutzer, die mit Transaktionen nicht vertraut sind, etwas unbequem sein kann. Wenn sie jedoch vom Benutzer gut verwaltet werden, kann eine dezentrale Brieftasche der sicherste Ort für die Aufbewahrung Ihres Vermögens sein, der die Sicherheitsbedrohungen, denen die Börsen ausgesetzt sind, vollständig beseitigt. Da die dezentrale Wallet den privaten Schlüssel direkt verwaltet, arbeitet sie direkt mit dem Blockchain-Netzwerk zusammen und sendet Transaktionen. Dies gibt Ihnen die volle Kontrolle über Ihr Vermögen, ohne dass Sie jemandem vertrauen müssen. Die Abbildung unten zeigt den Unterschied zwischen einer zentralen und einer dezentralen Wallet.

Klassifizierung nach der Internetverbindung: (Cold wallet vs. Hot wallet)
Eine Person mit einem privaten Schlüssel kann Vermögenswerte übertragen, indem sie Transaktionen direkt an das Blockchain-Netzwerk sendet. Das heißt, wenn Sie den privaten Schlüssel besitzen, können Sie den Vermögenswert übertragen, auch wenn Sie nicht der tatsächliche Eigentümer des Vermögenswerts sind. Der Grund dafür ist, dass Blockchain-Netzwerke das Eigentum anhand digitaler Signaturen überprüfen, die mit dem privaten Schlüssel geschrieben wurden, und nicht überprüfen, wer den privaten Schlüssel besitzt. Daher gibt es keine Möglichkeit, Angreifer daran zu hindern, Ihre Vermögenswerte zu verschieben, wenn es ihnen gelingt, Ihren privaten Schlüssel zu stehlen.

Wenn Sie Ihren privaten Schlüssel auf einem Gerät speichern, das mit dem Internet verbunden ist, z. B. auf einem PC oder einem Smartphone, sollten Sie die Situation berücksichtigen, in der ein Angreifer über das Internet eindringen kann. Ein Diebstahl kann zum Beispiel durch bösartigen Code erfolgen, der in Dateien versteckt ist, die über Mittel wie E-Mail heruntergeladen werden. In vielen Fällen können Sie nicht ohne weiteres feststellen, ob ein Diebstahl stattgefunden hat, es sei denn, Sie sind ein Experte. Um den privaten Schlüssel sicher vor Hackerangriffen zu schützen, ist es daher ratsam, ihn an einem vom Internet getrennten Ort zu speichern.

Eine Geldbörse, die den privaten Schlüssel in einer mit dem Internet verbundenen Umgebung speichert und Transaktionen durchführt, wird als Hot Wallet bezeichnet. Umgekehrt wird eine Brieftasche, die den privaten Schlüssel in einem separaten Gerät speichert, das nicht mit dem Internet verbunden ist, als kalte Brieftasche bezeichnet. Hot Wallets sind zwar etwas bequemer, weil sie Transaktionen mit einem einzigen Gerät ermöglichen, aber sie sind anfällig für Angriffe. Umgekehrt müssen Cold Wallets auf verschiedenen Geräten verwaltet werden, sind aber im Vergleich zu Hot Wallets sehr sicher vor Diebstahl privater Schlüssel. Wenn Sie in einer Umgebung leben, in der Sie häufig Vermögenswerte übertragen müssen, können Sie eine Strategie anwenden, bei der Sie einen kleinen Teil in Hot Wallets und den Rest in Cold Wallets speichern.

Klassifizierung durch das Nutzergerät
Solange eine Wallet mit dem Internet verbunden ist, kann jeder über das Blockchain-Netzwerk Transaktionen durchführen. Die Wallets, die Sie verwenden können, hängen davon ab, welches Gerät Sie für die Verbindung zum Internet verwenden. In einer PC-Umgebung können Sie sie nach der Installation eines Programms verwalten, aber die meisten Leute verwenden die im Browser installierte Wallet-Erweiterung. Die Metamask-Geldbörse ist zum Beispiel eine der beliebtesten Geldbörsen, die in die Browserumgebung integriert ist.

Unabhängig von der Mobilitätsbeschränkung der PC-Umgebung gibt es zahlreiche mobile Blockchain-Wallets, mit denen Sie auch unterwegs Transaktionen durchführen können. Diese mobilen Wallet-Anwendungen werden entsprechend dem Betriebssystem (Android oder iOS) des Smartphones des Nutzers bedient.

In diesem Teil haben wir die Arten von Wallets kennengelernt. Im nächsten Artikel werden wir etwas weiter gehen und uns die Sicherheitsvorteile einer Hardware-Wallet (Cold Wallet) genauer ansehen.

Im vorangegangenen Artikel über die Arten von Wallets haben wir kurz über Hardware-Wallets (Cold Wallets) gesprochen. Es wurde erwähnt, dass eine Hardware-Wallet sicher vor Hackern ist, weil sie den privaten Schlüssel auf einem separaten Gerät speichert, das nicht mit dem Internet verbunden ist. Gehen wir noch ein wenig weiter und erklären, wie eine Hardware-Wallet sicher ist.

Wo auch immer Vermögenswerte gespeichert werden, sollten Bedrohungen immer in Betracht gezogen werden. Vermögenswerte auf der Blockchain hängen damit zusammen, ob der private Schlüssel gestohlen wird oder nicht. Hier konzentrieren wir uns auf die direkte Schlüsselübernahme. (Angriffe wie Phishing und Adresstausch unterscheiden sich von Schlüsseldiebstahl, da die Absicht des Angreifers und der Fehler des Benutzers kombiniert werden, um Vermögenswerte zu verlieren).

Funktionsweise einer Hardware-Wallet
Die Hardware-Geldbörse funktioniert in Verbindung mit einem separaten, mit dem Internet verbundenen Gerät, wie in der Abbildung unten dargestellt. Geräte, die eine Verbindung zum Internet herstellen, können PCs, Laptops oder mobile Geräte sein. Der eigentliche Zweck einer Transaktion besteht darin, einen Vermögenswert zu bewegen, indem ein Transaktionsverlauf an das Blockchain-Netzwerk gesendet wird. Dazu ist ein digital signierter Transaktionsverlauf erforderlich.

Im Allgemeinen werden zum Schreiben von Transaktionsdetails Informationen aus dem Blockchain-Netzwerk abgerufen und der Transaktionsverlauf erstellt, wie in der Abbildung unten dargestellt. Anschließend wird der Transaktionsverlauf an die Hardware-Brieftasche gesendet, und die Hardware-Brieftasche erstellt an einem sicheren Ort mithilfe des privaten Schlüssels eine digitale Signatur. Wenn die digitale Signatur abgeschlossen ist, wird die signierte Transaktion zurückgeschickt und die Transaktion von dem mit dem Internet verbundenen Gerät an das Blockchain-Netzwerk übertragen.

Sichere Schlüsselspeicherung
Angenommen, Sie haben alle Ihre privaten Schlüssel auf Ihrem Smartphone gespeichert. Wenn Ihr Smartphone in die Hände eines Angreifers fällt, könnten Sie sich Sorgen machen. Wenn der Angreifer Ihr Sperrmuster kennt, wird der Besitzer des Smartphones zum Besitzer des privaten Schlüssels. Da der private Schlüssel im Smartphone gespeichert ist, hängt die Sicherheit aller Vermögenswerte vom Sperrmuster ab.

Wenn Sie den Schlüssel in einer kalten Brieftasche, einer separaten Hardware, aufbewahren, müssen Sie sich keine Sorgen machen, dass Ihr Vermögen durch den Verlust oder Diebstahl Ihres Smartphones verloren geht. Da es sich bei einer Hardware-Geldbörse um ein physisch separates Gerät handelt, befinden sich keine Informationen über den privaten Schlüssel auf dem Smartphone. Der private Schlüssel funktioniert nur innerhalb des Geräts und kann nicht nach außen dringen.

Ein Angreifer kann auch Ihr Smartphone und Ihre Hardware-Wallet gleichzeitig übernehmen. Und er wird in mehreren Anläufen versuchen, das Vermögen zu übertragen. Um wiederholte Angriffe zu verhindern, enthält die Hardware-Wallet einen Mechanismus, der das Gerät zurücksetzt, wenn das Passwort wiederholt falsch eingegeben wird (z. B. mehr als 10 Mal). Dadurch wird verhindert, dass Angreifer Vermögenswerte übertragen können, selbst wenn sie alle Geräte entwendet haben.

Schutz vor Man-in-the-Middle-Angriffen
Ein Angreifer kann auf verschiedene Weise an Ihre Vermögenswerte gelangen, auch wenn er Ihre Hardware-Geldbörse nicht mitnimmt. Der Adresstausch, eine der repräsentativen Methoden, ist ein Man-in-the-Middle-Angriff, der zwischen einer Hardware-Geldbörse und einem mit dem Internet verbundenen Gerät stattfindet.

Nehmen wir an, Sie möchten Vermögenswerte von einer Hardware-Wallet an eine Börse übertragen. Sie müssen sicherstellen, dass die Adressen der Börse genau übereinstimmen, aber die Adressen sind den Menschen nicht bekannt. Malware, die in das Internet eindringt, kann die Adresse des Empfängers durch die Adresse des Angreifers ersetzen. Wenn der Transaktionsverlauf nicht korrekt überprüft wird, kann der Vermögenswert an die Adresse des Angreifers gesendet werden, was zum Verlust des Vermögenswertes führt.

Daher ist es sehr wichtig, den gesamten Transaktionsverlauf auf dem Hardware-Wallet-Gerät zu überprüfen. Sie können Ihre Vermögenswerte schützen, indem Sie Informationen wie die Adresse des Empfängers in der Hardware-Wallet genau überprüfen und dann die Signatur autorisieren.

Dies war eine kurze Erklärung, wie Sie Ihr Vermögen vor Angreifern schützen können. Es kann jedoch vorkommen, dass Benutzer ihre Hardware-Ausrüstung aus Nachlässigkeit verlieren. Wie kann der Benutzer in diesem Fall das Eigentum an dem Gerät wiedererlangen? Dies kann mit Hilfe der mnemonischen Phrase geschehen, die bei der Ersteinrichtung der Hardware-Wallet an den Benutzer ausgegeben wurde. Wir werden im nächsten Artikel mehr über mnemonische Phrasen erfahren.

In einer Blockchain wird das Eigentum an einem Vermögenswert durch einen privaten Schlüssel nachgewiesen. Allerdings werden Sie nicht nur auf einem einzigen Blockchain-Netzwerk Transaktionen durchführen. Neben Bitcoin und Ethereum gibt es bereits zahlreiche Blockchains auf dem Markt, und es gibt auch Netzwerke, die Layer-2-Lösungen sind. Jede Blockchain verwendet einen anderen privaten Schlüssel und eine andere Adresse. Sie können auch mehrere Schlüssel und Adressen auf demselben Blockchain-Netzwerk verwenden. Wie kann ich mit so vielen privaten Schlüsseln in meiner Wallet zurechtkommen?

Da es für Benutzer sehr schwierig sein kann, den privaten Schlüssel zu verwalten, wenn sie verschiedene Blockchains verwenden, ist eine standardisierte Methode erforderlich, um einen privaten Schlüssel zu erstellen und ihn im Falle eines Verlusts einfach wiederherzustellen. Zu diesem Zweck können Sie alle in der Wallet erzeugten Schlüssel so konfigurieren, dass sie aus einer einzigen Information, dem Master-Seed, generiert werden. Der mnemonische Code ist eine Möglichkeit, den Master-Seed durch menschenlesbare Wörter zu ersetzen und dem Benutzer zu helfen, die Wallet wiederherzustellen, solange er diese Wörter hat.

Bei den meisten Wallets müssen Sie die 24 (oder 12) Wörter, die bei der Ersteinrichtung erscheinen, manuell aufschreiben und an einem sicheren Ort aufbewahren. Dabei handelt es sich um den Hauptschlüssel, der auf der Grundlage der vom Gerät generierten Zufallszahl erzeugt wird und es den Benutzern ermöglicht, verschiedene private Schlüssel bequem zu verwalten. Da 24 Wörter die wichtigsten Informationen für die Vermögensverwaltung sind, sollten sie mit niemandem geteilt werden und müssen für den Fall eines späteren Verlusts oder Diebstahls gesichert werden.

Da alle mehreren privaten Schlüssel und Adressen, die Sie verwalten, von einem einzigen Hauptschlüssel abgeleitet sind, können Sie alle Vermögenswerte wiederherstellen, wenn Sie den Hauptschlüssel haben. Wenn jedoch auch nur ein Wort (eine einzige Schreibweise) von den 24 Wörtern abweicht, kann die ursprüngliche Brieftasche nicht wiederhergestellt werden.

Die standardisierten Methoden zur Verwendung von mnemonischen Codes werden in BIP 39 vorgestellt. Die Kompatibilität kann jedoch nicht vollständig garantiert werden, da nicht alle Wallet-Hersteller sie auf die gleiche Weise implementiert haben. Da der mnemonische Code die wichtigste Information ist, die für die Wiederherstellung Ihrer Wallet benötigt wird, erhalten Sie eine Reihe von Seed-Werten, die in für Menschen lesbare Wörter umgewandelt werden, die Sie auf ein Stück Papier schreiben und an einem sicheren Ort aufbewahren können.

Sie benötigen den mnemonischen Code, um den Hauptschlüssel im Falle eines Verlusts oder Diebstahls wiederherstellen zu können. Bitte bereiten Sie sich im Voraus darauf vor.

Bei der Durchführung einer Transaktion müssen einige Informationen korrekt eingegeben werden. Die eine ist die Adresse des Überweisungsziels, die andere die Netzinformationen.

Wenn Sie eine falsche Adresse oder ein falsches Netzwerk wählen, kann Ihr Vermögen verloren gehen, daher müssen Sie diese beiden Informationen vor einer Transaktion überprüfen. Glücklicherweise ist die Adresse für diejenigen, die mit Banksystemen wie dem Internet-Banking vertraut sind, ein ähnliches Konzept wie die Kontonummer. Der Fehler, eine falsche Adresse zu verwenden, lässt sich leicht vermeiden, indem man die eingegebene Adresse einfach noch einmal überprüft. Die Auswahl der Netze erfordert dagegen Vorkenntnisse. Schauen wir uns das einmal genauer an.

※ Das detaillierte Konzept der Adresse finden Sie im entsprechenden Abschnitt Kryptographie Grundlagen - "4. Was ist eine Hash Funktion (2)"

Warum sind die Netzwerke unterschiedlich?
Die Blockchain wird von einem dezentralen Netzwerk betrieben. Da es keine einzelne Instanz gibt, die das dezentralisierte Netzwerk kontrollieren kann, kann jeder darauf zugreifen, und es besteht die Möglichkeit, sich am Betrieb zu beteiligen und Belohnungen zu erhalten. Im Umkehrschluss bedeutet dies aber auch, dass es im Falle eines Zwischenfalls keinen Manager gibt, der das Problem löst.

In der Internetumgebung ist es nicht schwierig, verschiedene Banken miteinander zu verbinden, da alle Banken das gleiche Internet nutzen. Bei der Blockchain ist es jedoch nicht einfach, eine Verbindung herzustellen, da die verschiedenen Kryptowährungssysteme nicht im selben Netzwerk betrieben werden. Dies ist zwar unbequem, aber auch eine Einschränkung des derzeitigen Ökosystems von Blockchain und Kryptowährungen. Diese Probleme werden als Interoperabilitätsprobleme bezeichnet.

Dezentrale Netzwerke, die mit Bitcoin begannen, werden von den Teilnehmern gepflegt. Es handelt sich um eine Form, bei der ein bekannter Miner zur Sicherheit beiträgt, die für den Betrieb des Netzwerks erforderlich ist, und dafür Münzen als Belohnung erhält. Da das Netzwerk von Teilnehmern betrieben wird, ist die Funktionserweiterung auch langsam, da es Meinungen sammeln und einen Überprüfungsprozess durchlaufen muss, um zu einem Konsens zu gelangen.

Die Blockchain hat sich weiterentwickelt, um neue Netzwerke für eine bessere Funktionserweiterung zu schaffen. Aus diesem Grund wurde das Ethereum-Netzwerk ins Leben gerufen, anstatt die Smart-Contract-Funktion von Bitcoin zu aktualisieren. Neue Kryptowährungen sind erforderlich, weil neue Netzwerke neue Teilnehmer und Belohnungen für sie brauchen.

Aus diesem Grund werden im Ökosystem der Kryptowährungen verschiedene Netzwerke geschaffen und neue Währungen geboren, so dass sich verschiedene dezentrale Netzwerke gebildet haben. Ein Netzwerk, das mit einer Währung betrieben wird, die tatsächlich einen Wert hat, wird Mainnet genannt, und verschiedene Mainnets sind derzeit in Betrieb. Derzeit gibt es verschiedene Mainnets, die mit ihren eigenen Stärken betrieben werden, die sich voneinander unterscheiden.

Einige Mainnets sind sehr schnell, während andere sehr niedrige Gebühren haben. Oder es gibt Mainnets mit Datenschutzfunktionen, die es unmöglich machen, Gelder zu verfolgen. Es handelt sich um getrennte Netze, die von verschiedenen Teilnehmern betrieben werden.

Was ist der Unterschied zwischen einer Münze und einem Token?

Nicht alle Projekte müssen ihr eigenes Netzwerk betreiben. Normalerweise ist es nicht notwendig, ein unabhängiges Netzwerk zu schaffen, um dezentrale Finanz- oder NFT-Projekte zu betreiben. Ein Netzwerk ist nicht erforderlich, aber wenn Sie ein dezentralisiertes Ökosystem mit der Sicherheit der Blockchain bilden möchten, können Sie sich für die Ausgabe von Token mit einem Smart Contract entscheiden.

Uniswap, die größte dezentrale Börse, arbeitet zum Beispiel mit dem Ethereum-Netzwerk. Bei dezentralen Börsen besteht die Hauptaufgabe darin, eine ausreichende Liquidität sicherzustellen, um einen sofortigen Token-Austausch zu ermöglichen. Um dieses Problem zu lösen, gibt Uniswap UNI-Token aus und stellt Liquidität bereit, um Teilnehmer zu belohnen, die zum Betrieb einer dezentralen Börse beitragen.

Eine Münze kann als Währung bezeichnet werden, die zur Aufrechterhaltung eines einzelnen Netzwerks ausgegeben wird. Am repräsentativsten ist Bitcoin, die Währung, in der Miner Belohnungen und Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk erhalten. In ähnlicher Weise werden im Ethereum-Netzwerk Schürfer in Ether belohnt, und bei Transaktionen senden und empfangen sie Ether.

Ein Token ist eine Währung, die durch intelligente Verträge erstellt werden kann. Auf Ethereum, einer repräsentativen Plattform für intelligente Verträge, können zum Beispiel verschiedene Token ausgegeben werden. Im letzten Artikel wurde erklärt, dass ein intelligenter Vertrag ein Programm ist, das auf einer Blockchain implementiert ist. Wenn Sie den Ausgabebetrag und die Währungseinheit in einen Smart Contract schreiben und ihn auf der Blockchain registrieren, wird das Geld entsprechend dem festgelegten Programm verteilt. Der Smart Contract gibt Geld aus, wie es im Vertrag steht, genau wie eine Bank.

Kurz gefasst:
Coin: Die Währung, die auf der Plattform verwendet wird, auf der das Mainnet betrieben wird
Token: Ein Währungssystem, das durch einen intelligenten Vertrag ausgegeben wird, kein Mainnet

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es im Ökosystem der Kryptowährungen zwei Währungssysteme gibt: Coins, die für den Betrieb des Mainnets benötigt werden, und Token, die für den Aufbau dezentraler Anwendungen verwendet werden. Im Gegensatz zu Münzen können Token auf verschiedene Weise in einem einzigen Netzwerk ausgegeben werden. Wenn sie in verschiedenen Formen ausgegeben werden, kann es zu Problemen bei Transaktionen oder Umtausch kommen. Wir kommen an einen Punkt, an dem ein Token-Standard wie ERC-20 benötigt wird, auf den wir im nächsten Artikel näher eingehen werden.

Unter den Kryptowährungsprojekten gibt es Plattformen, die intelligente Verträge unterstützen, und solche, die dies nicht tun. Typischerweise gibt es Bitcoin, das keine Smart Contracts unterstützt, und Ethereum, das Smart Contracts unterstützt. Die Ausgabe von Token ist auf Plattformen möglich, die intelligente Verträge unterstützen.

Es gibt Tausende von Token im Ethereum-Netzwerk. Damit sie austauschbar sind, müssen sie einer Regel folgen. Der Standard, nach dem Token ausgegeben werden, heißt ERC-20, und wenn ein Vertrag zur Ausgabe von Token geschrieben wird, muss er nach dem ERC-20-Standard erstellt werden. ERC-20 ist eine intelligente Vertragsschnittstelle, die verwaltet, wie Token ausgegeben und ausgetauscht werden, wie ihr Guthaben aussieht und wer sie besitzt. (Die Bedeutung von ERC ist, dass es sich um den 20. Vorschlag für Ethereum Request for Comments handelt.)

Wenn Sie zum Beispiel zwei verschiedene Token auf einer dezentralen Börse tauschen möchten, können Sie nur Token tauschen, die mit demselben Standard ausgegeben wurden. Wenn sie unterschiedliche Schnittstellen haben, ist es schwierig, sie auszutauschen oder mit anderen Anwendungen zu verknüpfen, weshalb der Standard für die Tokenausgabe für die Kompatibilität sehr wichtig ist.

Daher haben verschiedene Netzwerke, die intelligente Verträge unterstützen, die Token ausgeben können, ihre eigenen Standards für die Ausgabe von Token. Neben Ethereum gibt es verschiedene Smart-Contract-Plattformen wie Binance Smart Chain und Tron. Wie Ethereum haben auch diese Netzwerke ihre eigenen Standards für die Ausgabe von Token wie BEP-20 und TRC-20, um die Kompatibilität zwischen den Token innerhalb des Netzwerks zu gewährleisten, in dem sie ausgegeben wurden.

So wie Ethereum einen Standard namens ERC-20 für die Ausgabe von Token mit Smart Contracts verwendet, gibt es einen Standard namens BEP-20 in BSC und TRC-20 in Tron. Über den Token-Standard können wir auch Informationen darüber erhalten, in welchem Netzwerk der Token-Asset ausgegeben wird.

Tether (USDT), ein sogenannter Stablecoin, wird nicht nur als ERC-20 im Ethereum-Netzwerk, sondern auch in den BSC- und Tron-Netzwerken ausgegeben. In diesem Fall müssen Sie die Netzwerkauswahl bei der Überweisung korrekt angeben. Selbst wenn der Name des Vermögenswerts derselbe USDT-Token ist, verlieren Sie den Vermögenswert, wenn Sie USDT, die in ERC-20 ausgegeben wurden, auf BEP-20 übertragen, da das Netzwerk unterschiedlich ist.

Auch wenn diese Token den gleichen Namen und Wert haben, sind sie völlig unterschiedliche Token, wenn sie in verschiedenen Netzwerken ausgegeben werden. Daher müssen Sie bei einer Übertragung sicherstellen, dass der Name, die Token-Adresse, die Netzwerkauswahl und der Token-Standard übereinstimmen, damit Sie den Verlust Ihres Vermögens vermeiden können. Wenn Sie Token über eine Börse oder ein Wallet übertragen, müssen Sie sicherstellen, dass die Netzwerkinformationen übereinstimmen, bevor Sie eine Transaktion durchführen.

Beim Handel mit Kryptowährungen müssen Sie beim Senden von Transaktionsdaten eine Transaktionsgebühr zahlen. Insbesondere im Fall von Ethereum gibt es Fälle, in denen die Gasgebühr 100 Dollar übersteigt. Warum ist die Transaktionsgebühr so teuer? Oder Sie haben vielleicht eine frustrierende Erfahrung gemacht, weil es lange gedauert hat, bis die Überweisung abgeschlossen war, weil die Transaktionsdaten nicht bestätigt wurden. In diesem Artikel werden wir uns die Transaktionsgebühren ansehen, um die Situation zu verstehen.

Eine Gebühr ist eine Belohnung, die an eine Person gezahlt wird, die eine bestimmte Aufgabe erfüllt. Damit das dezentrale Blockchain-Netzwerk sicher ist, ist ein Belohnungssystem für die Teilnehmer erforderlich, um das Netzwerk aufrechtzuerhalten. Wenn die Münzen, die das Netzwerk aufrechterhalten haben, nicht mehr ausgegeben werden oder wenn es zu viele Transaktionen gibt, wie soll das Netzwerk dann vernünftig aufrechterhalten werden?

Nehmen wir an, Sie sind ein Miner. Miner leisten Arbeit und werden dafür mit der Ausgabe von Münzen belohnt. Da das Münzsystem jedoch in eine stabile Phase eingetreten ist, ist es nicht mehr möglich, Münzen als Belohnung für das Mining zu erhalten. Die Miner müssen nicht mehr arbeiten, und die Blockchain ist nicht mehr sicher. Um diese Situation zu vermeiden, dienen die bei der Transaktion verwendeten Gebühren als Ausgleich für die Miner.

Oder was ist, wenn mehr Transaktionen auftreten, wenn die Anzahl der Transaktionen, die im Netzwerk verarbeitet werden können, begrenzt ist? Angenommen, das Netzwerk kann etwa 100 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten, welche Kriterien wären dann bei 10.000 Transaktionen wünschenswert, um 100 Transaktionen auszuwählen? Da es für die Miner am sinnvollsten ist, Transaktionen mit hohen Gebühren zu bevorzugen, werden Transaktionen mit niedrigen Gebühren nicht verarbeitet und auf eine niedrigere Priorität verschoben.

Daher müssen die Nutzer eine hohe Gebühr zahlen, wenn sie wollen, dass die Transaktion schnell abgeschlossen wird, und die Gebühr steigt mit zunehmender Transaktionshistorie. Die Gebühr wird also als Belohnung für die Miner gezahlt und dient gleichzeitig als Mechanismus zur Förderung des Wettbewerbs zwischen den Nutzern, die ihre Transaktionen schneller als andere abwickeln wollen.

Warum wird die Transaktionshistorie dennoch nicht schnell verarbeitet und dauert so lange? Wie oben erläutert, wird eine zu niedrige Gebühr möglicherweise nicht bearbeitet. Wenn die Priorität einer Transaktion unter den zahlreichen Transaktionen, die darauf warten, auf der Blockchain gespeichert zu werden, so niedrig geworden ist, gibt es für die Miner keinen Grund, sie zu verarbeiten. In diesem Fall müssen Sie die Transaktion umschreiben und die Gebühr erhöhen, bevor Sie die Transaktion durchführen, aber es gibt Fälle, in denen die Transaktion nicht verarbeitet wird und auf unbestimmte Zeit im Netzwerk hängen bleibt.

Mit den Fortschritten der Blockchain-Technologie werden die Transaktionen immer schneller und die Gebühren immer günstiger. Es wurden Versuche unternommen, die Transaktionskapazität des Netzwerks zu erweitern, und es wurden verschiedene Lösungen vorgeschlagen, um Transaktionen mit niedrigen Gebühren zu ermöglichen.

Die niedrigen Gebühren des Mainnet sind jedoch ein Problem, das mit Vorsicht angegangen werden muss, da sie zu einer geringeren Motivation der Teilnehmer und einer Schwächung der Netzwerksicherheit führen können. Diese Probleme werden als Skalierbarkeitsprobleme bezeichnet, und es wäre interessant zu sehen, welche Projekte sie in Zukunft lösen werden.

Coins "Verbrennen"

Währungen wie Coins und Token sind im Umlauf und ihre Preise ändern sich unter dem Einfluss des Marktes. Im Falle von Bitcoin wird das Angebot durch die Prägung von Coins in einem Zyklus alle 10 Minuten erhöht, und die Menge der ausgegebenen Coins wird nach jeder Halbierung, die alle 4 Jahre wiederholt wird, halbiert. Es gibt zwar eine Funktion, mit der die Ausgabemenge wie bei Bitcoin im Voraus angepasst werden kann, doch kann es Fälle geben, in denen es erforderlich ist, die Menge der im Umlauf befindlichen Coins zu einem geeigneten Zeitpunkt zu verringern. Die Funktion, die erforderlich ist, um die kontinuierlich steigende Anzahl von Coins durch die Ausgabe zu reduzieren, wird Coin Burn genannt.

Gründe für das Verbrennen von Coins
Der erste Grund liegt in der Knappheit der Coins. Wenn eine Coin verbrannt wird, verringert sich schließlich das Gesamtangebot an Coins, und die Knappheit nimmt im Vergleich zu vor der Verbrennung zu, weil die Menge der im Umlauf befindlichen Coins abnimmt. Das ist nicht immer der Fall, aber manchmal steigt der Preis einer Coin, deren Seltenheitswert durch das Verbrennen gestiegen ist. Dies ist vergleichbar mit dem Fall, dass ein börsennotiertes Unternehmen die Zahl der im Umlauf befindlichen Aktien durch Rückkauf eigener Aktien verringert.

Der zweite Grund ist die Sicherung der Fairness für die Coin. Wenn Coins aus dem ICO- oder Token-Verkaufsprozess übrig bleiben, kann die Stiftung sie verkaufen, um ungerechtfertigte Gewinne zu erzielen. Da der Prozess und die Ergebnisse der Coin-Verbrennung auf der Blockchain offengelegt und aufgezeichnet werden, wird die Stiftung oder Gemeinschaft, die die Coin verwaltet, die Coin aus Fairnessgründen verbrennen.

Schließlich dient das Brennen dazu, den Wert der derzeit existierenden Coin zu beseitigen, bevor neue Coins oder Token ausgegeben werden. Bei der Umwandlung neuer Token muss der Wert der bestehenden Coin auf die neue Coin übertragen werden. Wenn die bestehenden Coins unverändert im Umlauf bleiben, kann dies zu Verwirrung auf dem Markt führen und die Glaubwürdigkeit beeinträchtigen. Aus diesem Grund müssen bei der Ausgabe neuer Coins die vorhandenen Coins verbrannt werden.

Methode des Coin-verbrennens
Die Methode des Verbrennens unterscheidet sich je nach Art der Coins oder des Tokens. Mit Coin ist die vom Mainnet benötigte Währung gemeint, mit Token die vom Smart Contract ausgegebene Währung. Weitere Informationen hierzu finden Sie im hier zu findenden Themenbereich "Das Blockchain Netzwerk".

Coins werden als Belohnung für die Aufrechterhaltung der Blockchain durch einen Konsens zwischen Teilnehmern wie Minern und Validierern geschaffen, die zur Aufrechterhaltung des Mainnets beitragen. Wenn sich diese Netzwerkmitglieder darauf einigen, Coins zu verbrennen, bilden sie einen Konsens über die Menge der zu verbrauchenden Coins und aktualisieren den Status. Wenn beispielsweise die Gesamtzahl der ausgegebenen Coins im Netzwerk 100 beträgt, aktualisieren die Mitglieder die Software mit 50 Coins als Gesamtzahl der ausgegebenen Coins. Dies wird als Proof of Burn bezeichnet.

Da der Token über einen intelligenten Vertrag ausgegeben wurde, kann er durch Änderung des Status des intelligenten Vertrags verbrannt werden. Um die vom Smart Contract verwaltete Menge an Token zu entfernen, muss das Eigentum an den Token auf eine Adresse übertragen werden, an der man Token empfangen, aber nicht von dort aus senden kann. Wenn Sie den privaten Schlüssel nicht kennen, ist der gesendete Token unbrauchbar, da Sie den Token nicht aus der Adresse herausbekommen können.

eine Transaktion erstellen, indem Sie den Überweisungsbetrag eingeben, dann
Bestätigen Sie die Transaktion mit Zertifikaten, Passwörtern, biometrischen Daten usw. (wie bei der Unterzeichnung eines Vertrags).
Die Bank prüft, ob ein ausreichendes Guthaben vorhanden ist und speichert die Transaktionsdaten im Datenspeicher.
Wenn die Transaktionsdetails im Datenspeicher gespeichert sind, werden die Guthaben der Bankbenutzer geändert.

Erstellen Sie eine Transaktion mit der Angabe "A sendet 50BTC an B.",
Senden Sie die Transaktion an das Netzwerk mit einer Unterschrift, die bestätigt, dass Sie A sind, der Besitzer dieses Kontos.
Nachdem die Transaktion im Netzwerk auf ihre Korrektheit geprüft wurde, wird sie in der Blockchain gespeichert.
dann wird das Bitcoin-Guthaben geändert.