Zeit messen kostet Arbeit

Ein verbreitetes Missverständnis

Oft heisst es, beim Bitcoin-Mining würden Computer komplizierte mathematische Aufgaben lösen, um Bitcoin zu „erzeugen“. Gigi hält diese Erklärung für irreführend. Die Rechenaufgaben sind gar nicht besonders kompliziert, sie sind nur aufwendig. Und das eigentliche Problem, das Mining löst, ist ein anderes: In einem dezentralen System die Zeit zu bestimmen.

Schon das Whitepaper beschreibt Proof of Work als Grundlage für einen verteilten Zeitstempel-Server.

Warum Zeit ein Problem ist

Wer Geld ausgibt, muss verhindern, dass dieselbe Einheit zweimal ausgegeben wird. Dafür muss klar sein, welche von zwei widersprüchlichen Zahlungen zuerst kam. In einem System mit Zentrale ist das einfach: Die Zentrale führt die Uhr und entscheidet.

Eine vertrauenswürdige Uhr wäre aber genau der zentrale Punkt, den Bitcoin vermeiden will. Wer die Uhr kontrolliert, kontrolliert die Reihenfolge, und damit, welche Zahlung gilt. Ausserdem wäre sie ein Ziel für Angriffe.

Eine dezentrale Uhr aus Arbeit

Satoshis Lösung: eine Uhr, die aus einer Kette von Blöcken besteht, in die jeweils nachweislich Arbeit gesteckt wurde. Neue Transaktionen werden in Blöcke gepackt, die aufeinander aufbauen. Jeder Block verweist auf den vorherigen, und so entsteht eine Reihenfolge, die jeder nachprüfen kann.

Gilt als wahr, was die meiste Arbeit hinter sich hat, spricht man vom Nakamoto-Konsens. Miner konkurrieren aus Eigeninteresse um die Belohnung, und aus diesem Wettbewerb entsteht eine Uhr, die nicht sekundengenau, sondern nur ungefähr tickt. Das ist kein Problem: Mit jedem weiteren Block wird die Reihenfolge der Ereignisse eindeutiger, und jeder kann sie selbst überprüfen.

Offen für alle

Sowohl die Arbeit als auch ihre Überprüfung sind dezentral. Jeder kann mit Mining beginnen oder aufhören, ohne jemanden um Erlaubnis zu fragen. Und jeder kann mit einem eigenen Knoten den Zustand des Systems unabhängig prüfen.

Den Blick verändern

Gigi gesteht, dass er Proof of Work anfangs selbst für ineffizient und verschwenderisch hielt. Die Lektion schlägt vor, den Blick zu verschieben:

• von „nutzlos“ zu „nützlich“, weil die Arbeit eine echte Aufgabe erfüllt,
• von „Berechnung“ zu „Überprüfung“, weil es darum geht, dass jeder das Ergebnis prüfen kann,
• von „Blöcken“ zu „Zeit“, weil jeder Block ein Tick der gemeinsamen Uhr ist.

Was die Lektion lehrt

Zeit zu bestimmen ist in einem dezentralen System schwierig. Proof of Work ist Bitcoins Antwort darauf, und der Energieaufwand ist der Preis dafür, dass keine zentrale Stelle die Uhr kontrolliert.

Was Begriffe wie Block, Mining oder Proof of Work bedeuten, steht im Glossar. Wie die feste Menge von Bitcoin mit dem Mining zusammenhängt, erklärt der Ratgeber Was ist Bitcoin?.

Originalkapitel „Telling time takes work“ auf 21lessons.com lesen (Englisch)