Die merkwürdigen Vorfahren von Bitcoin und Blockchain

Am 31. Oktober 2008 erschien mit dem Whitepaper Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System von Satoshi Nakamoto die Vorlage für eine noch nie dagewesene Technologie. Die Erfindung der Kryptowährung Bitcoin und der Blockchain kam zu einem guten Zeitpunkt: Menschen begannen gerade damit, immer mehr Geschäfte übers Internet abzuwickeln. Gleichzeitig gab die Finanzkrise durchaus Grund, an der Stabilität des Wirtschaftssystems zu zweifeln. Warum also nicht der digitalen Neuerfindung des Geldes eine Chance geben? In den zehn Jahren, die seitdem vergangen sind, hat der Bitcoin Höhen und Tiefen erlebt – und könnte jetzt sogar die Wall Street erobern.

Doch eigentlich reicht die Geschichte des Bitcoins und anderer digitaler Währungen mehr als zehn Jahre zurück. Die Idee dahinter ist nämlich schon viel älter. WIRED hat sich die Vorfahren von Bitcoin und Blockchain angeschaut – und ist dabei auf einige eigentümliche Projekte gestoßen. Selbst das mühsame Mining von Geld, das niemand in die Tasche stecken, jeder aber ohne Banken handeln kann, gibt es schon seit Hunderten von Jahren.

Sollen wirklich mannsgroße Kalksteinbrocken mit einem Loch in der Mitte die Vorläufer unserer heutigen Kryptowährungen sein? Archäologen haben zumindest eine Reihe von interessanten Gemeinsamkeiten zwischen der Steinwährung auf einer kleinen mikronesischen Insel und der Funktionsweise von Bitcoin und Blockchain gefunden. Schon lange, bevor Europäer den Westpazifik durchkreuzt haben, gab es auf der Insel Yap eine Ökonomie, die nicht etwa auf Münzen, sondern auf bis zu vier Meter großen, kreisrunden Steinen basierte, genannt: Rai. Die Rai-Steine entstanden in Steinbrüchen auf weit entfernten Inseln und wurden von den Yapesen unter größten Anstrengungen über Land und Wasser transportiert. Einmal im Heimatdorf angekommen, stellten die Bewohner die Rai auf öffentlichen Versammlungen aus. Jeder Stein wurde anhand seiner Form, Größe und den mit dem Transport verbundenen Strapazen gemeinsam bewertet. Stammesoberhäupter, Familienclans oder einzelne Bewohner konnten Besitzansprüche an einen Stein erheben. Jeder im Ort wusste anschließend, wem welcher Rai gehört. Wechselte der Besitzer, musste der Stein noch nicht einmal bewegt werden. Schließlich wurde in öffentlichen Treffen der Besitzerwechsel verkündet. Die Rai haben auf Yap noch heute einen Geldwert und werden bei Hochzeiten verschenkt.

Betrachtet man die Rai-Ökonomie genauer, ist der Vergleich mit Kryptowährungen gar nicht abwegig. Das haben der Archäologe Scott Fitzpatrick und der Wirtschaftsprofessor Stephen McKeon an der Universität Oregon herausgearbeitet. Genau wie Rai-Steine müssen Bitcoin abgebaut werden, nur nicht mit Manneskraft, sondern durch aufwendige Rechenprozesse. Bei beiden Währungen können alle nachvollziehen, wieviel Arbeit für eine Einheit notwendig gewesen ist und wie hoch der Wert entsprechend ist. Die Verwahrung von Rai findet unter den Augen aller statt, genau wie bei Bitcoin, bei dem sie dank der digitalen Registrierung auf der Blockchain ebenfalls jederzeit einsehbar sind. Ist der Wert einmal öffentlich verifiziert, können beide Währungen frei gegen Dienstleistungen und Güter getauscht werden. Auf Yap tragen die Einwohner Transaktionen mündlich weiter, so dass alle jederzeit wissen, wem welcher Rai-Stein gehört und was sie dagegen eingetauscht haben. Auf der Blockchain wird Transparenz und Vertrauen geschaffen, indem die Transaktionen in untrennbar verbundenen und einsehbaren Datenblöcken festgehalten werden.

Die Ähnlichkeiten zwischen einer uralten, obskuren Steinwährung, die ausschließlich auf einer winzigen Insel mitten im Ozean gehandelt wird, und den sich rasant ausbreitenden, hochkompliziert berechneten Kryptowährungen sind faszinierend. Sie lassen tief in das menschliche Verständnis von Werten und Handel blicken. Aber erst mit der fortgeschrittenen Entwicklung der Kryptografie konnten die digitalen Währungen von heute entstehen.

Mit Geheimschlüsseln codierte Nachrichtenübertragungen gab es schon lange vor der modernen Zeit. Aber erst mit der Erfindung des asymmetrischen Kryptosystems wurde eine der wichtigsten technischen Voraussetzungen für die Blockchain geschaffen. Vorher brauchten Sender und Empfänger einen gemeinsamen Schlüssel beziehungsweise ein Passwort zum Codieren und Decodieren einer Nachricht. Das asymmetrische System dagegen basiert auf dem Public- und Private-Key Prinzip. Hierbei codiert der Sender seine Botschaft mit dem öffentlich einsehbaren Schlüssel des Empfängers. Dieser kann die Nachricht dann mit seinem privaten Geheimschlüssel decodieren. Das populärste Verfahren mit diesem System wurde in den 1970ern von Ronald L. Rivest, Adi Shamir und Leonard M. Adleman entwickelt und nach deren Initialen entsprechend RSA-Verfahren getauft.

Weitere kryptografische Durchbrüche in dieser Zeit erzielte der Wissenschaftler Ralph Merkle. Mit seinem Merkle-Tree lassen sich viele Hashwerte einem Baumdiagramm entsprechend zu einem einzelnen Wert zusammenfassen. Diese Methode wird beim Blockchain-Mining dazu verwendet, mehrere Transaktionswerte in einem Prüfwert zu sammeln. Dieser dient dazu, den entsprechenden Datenblock zu verifizieren.

Die Erfindung der RSA-Verschlüsselung ermöglichte es, die erste digitale Währung zu schaffen. Der Kryptograf David Chaum verfasste 1982 das Paper Blind Signatures for Untraceable Payments, in dem er sein Prinzip für eCash darlegte. Die Währungseinheiten hierbei bestehen aus Codezeilen. Anders als beim Bitcoin läuft der Transfer zentralisiert über einen eCash-Anbieter ab, etwa eine Bank. Ein Kunde kann ein Online-Konto erstellen, etwas einzahlen und mit seiner eCash-Software benötigte Beträge digital abheben. Dann können die Coins an einen Verkäufer weitergeleitet werden. Beim Verkäufer geht das Geld zunächst an dessen Software und wird dann automatisch an dessen Bank weitergeleitet. Diese besitzt eine Datenbank, in der alle ausgegebenen Coins gespeichert werden. So wird garantiert, dass mit dem gleichen Coin nicht zweimal bezahlt wurde.

Um die Privatsphäre der Nutzer zu bewahren, kommt bei der Übertragung die auf RSA-Verschlüsselung basierende Blind Signature zum Einsatz. Dabei wird ein Coin nicht von der Bank, sondern von der Software des Kunden erzeugt. Dieser kommt dann in einen kryptografischen „Umschlag“, der an die Bank geschickt wird. Die Bank sieht nur den Geldwert, nicht aber den Coin selber. Sie bucht den entsprechenden Wert vom Kundenkonto ab, verifiziert mit einem digitalen Siegel, wieviel genau sich im Krypto-Umschlag befindet, und schickt diesen zurück. Wieder entpackt, kann der Kunde den verifizierten Coin ausgeben, ohne dass jemand außer dem Verkäufer weiß, von wem er kommt. eCash wurde 1989 unter dem Namen DigiCash vermarktet. Der eCommerce-Boom kam allerdings erst wesentlich später, wodurch ein großer Erfolg des ersten digitalen Geldes ausblieb. 1998 ging DigiCash pleite.

1991, siebzehn Jahre vor Satoshis Bitcoin-Whitepaper, haben die Kryptologen Stuart Haber und Scott Stornetta erstmals die Vorform einer Blockchain geschaffen. Ihre Methode, die sie unter dem Namen Surety vermarkteten, ermöglichte es erstmals, digitale Dokumente fälschungssicher zu machen. Dafür erstellt der Kunde einen Hashwert aus dem zu sicherndem Dokument. Dieser wird dann an einen Server übertragen, der einen Timecode hinzufügt und diese beiden Informationen zu einem digitalen Siegel vereint. Dieses Siegel in Form eines Codes kann der Kunde dann verwenden, um zu prüfen, ob an dem Dokument etwas verändert wurde. Wird auch nur ein Zeichen bewegt, entsteht ein ganz anderer Prüfcode – das ist die Natur der Hashes. Mit Hilfe eines Merkle-Trees erstellt Surety dann einen einzigen Hashwert aus allen in einer Woche erstellten Siegel-Codierungen. Diesen Wert druckt das Unternehmen seit 1995 jede Woche im Anzeigenteil der New York Times ab. Somit kann jeder nachprüfen, dass seine von Surety versiegelten Dokumente fälschungssicher sind. Die heutigen Bitcoin-Blockchains funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Nur braucht der Hashwert aus den gesammelten Transaktionen eines Datenblocks nicht mehr abgedruckt zu werden, sondern dient der sicheren Verknüpfung mit dem nächsten Block.

Die Blockchain-Technologie lässt sich weit in die Historie der Digitalisierung und der Kryptografie zurückverfolgen. Faszinierend an Satoshis Erfindung ist, dass unterschiedliche Innovationen, die sich nicht wirklich durchgesetzt haben, zu einer realisierbaren Vision beigetragen haben. Die letzte Dekade hat gezeigt, dass es mit der Blockchain möglich ist, Wertehandel und Datenverwaltung zu revolutionieren. Neue Anwendungen wie Smart Contracts und weiterentwickelte Altcoins zeigen, dass die Technologie erst am Anfang steht. Die Geschichte der Blockchain hat gerade erst begonnen. Wie lange wird es dauern bis der Bitcoin uns so seltsam anmutet wie ein mikronesischer Riesenstein?