Wie funktionieren Krypto-Transaktionen?

Kryptowährung ist eine rein digitale Form von Wert, die der Kontrolle einer einzelnen Person, eines Unternehmens oder einer Regierung entzogen ist.  

Im Gegensatz zu traditionellen Währungen, bei denen dein digitales Kontoguthaben gegen physische Geldscheine eingetauscht werden kann, sind Kryptowährungstransaktionen lediglich Dateneinträge, die in einem unveränderlichen Distributed Ledger, der als Blockchain bezeichnet wird, aufgezeichnet werden.

Auf beliebten Blockchains wie Bitcoin, Ethereum und Algorand wird tatsächlich keine Kryptowährung zwischen Personen ausgetauscht. Stattdessen werden die Eigentumsdaten, die den Krypto-Wallets beider Parteien zugeordnet sind, jedes Mal auf der Blockchain aktualisiert, wenn eine Transaktion verarbeitet wird.

Die Blockchain-Technologie ermöglicht es, diese Arten von Transaktionen von einem globalen Netzwerk aus Freiwilligen vorzuschlagen, zu verarbeiten und aufzuzeichnen – sogenannten „Nodes“. Diese Computer arbeiten zusammen, um einstimmig sicherzustellen, dass nur gültige Transaktionen abgeschlossen und unveränderlich im Hauptbuch gespeichert werden.

Bevor wir uns den schrittweisen Prozess ansehen, wie eine Krypto-Transaktion erstellt, übertragen, verifiziert und verarbeitet wird, ist es wichtig, die einzelnen Elemente zu verstehen, die diese Arten von Peer-to-Peer-Transaktionen ermöglichen.

Für eine Krypto-Zahlung sind drei zentrale Komponenten erforderlich:

• Kryptowährungs-Wallet
• Blockchain-Netzwerk
• Kryptowährung zur Bezahlung der Blockchain-Transaktion/Gas-Gebühr

Krypto-Wallets lassen sich grundsätzlich als Hot Wallet oder Cold Wallet klassifizieren – je nachdem, ob sie dauerhaft mit dem Internet verbunden sind oder nicht. 

Hot Wallets sind Software, die auf Desktop-Computern, Mobiltelefonen oder anderen intelligenten Geräten installiert wird. Sie sind ständig mit dem Internet verbunden und ermöglichen es Nutzern, schnell Guthaben zu empfangen und zu übertragen. 

Cold Wallets sind Hardware-Geräte wie spezielle USB-Sticks, die manuell mit einem intelligenten Gerät verbunden werden müssen, um Überweisungen zu tätigen oder zu empfangen. Im Gegensatz zu Hot Wallets verfügen Cold Wallets nicht über eine permanente Verbindung zum Internet. Obwohl viele Cold Wallets als weniger komfortabel in der Nutzung empfinden als Hot Wallets, gelten sie als deutlich sicherer.

Im Gegensatz zu den Geldscheinen in deinen Bargeld-Wallets wird Kryptowährung nicht tatsächlich in einem Krypto-Wallet gespeichert . 

Kryptowährungsbestände werden auf der Blockchain aufgezeichnet, und der Zugriff auf diese Guthaben wird mithilfe eines Wallets kontrolliert. Ein Krypto-Wallet speichert die Adressen, die verwendet werden, um mit den ihm zugeordneten Guthaben auf der Blockchain zu interagieren. Wenn die Schlüssel verloren gehen, geht auch der Zugriff auf alle mit dem Wallet verbundenen Guthaben verloren.

Jedes Krypto-Wallet hat einen eigenen eindeutigen öffentlichen und Private Key. Schlüssel sind ein wesentlicher Bestandteil eines Krypto-Wallets und werden verwendet, um: 

• nachzuweisen, wem Guthaben auf der Blockchain gehört
• ausgehende Transaktionen digital zu signieren und zu genehmigen
• öffentlich zugängliche Wallet-Adressen zu erstellen

Bei einer Art kryptografischer Einwegformel sind öffentliche und private Wallet-Schlüssel mathematisch miteinander verknüpft. Der Private Key wird verwendet, um den Public Key zu erstellen. Die Elliptische-Kurven-Kryptografie (ECC) ist eine der wichtigsten Methoden der Public-Key-Kryptografie zur Generierung von Schlüsseln für Krypto-Wallets, einschließlich aller Bitcoin-Wallets. 

Wenn du mehr darüber erfahren möchtest, findest du im Kraken Learn-Center den Artikel Wie verwenden Kryptowährungen Kryptografie?

Die Sicherheit dieser Schlüssel beruht darauf, dass nur die Person, die den Private Key besitzt, den Public Key erstellen und das Eigentum an den mit dem Wallet verbundenen Guthaben nachweisen kann. Kryptografie macht es praktisch unmöglich, anhand des Public Keys den Private Key zu entschlüsseln.

Hier ist ein Beispiel, um dieses Konzept zu veranschaulichen. Stell dir eine Zahl mit einer Million Stellen vor. Aus dieser Zahl mit einer Million Stellen musst du ein bestimmtes Paar aus zwei Zahlen ermitteln, die addiert wurden, um diese Zahl zu bilden. Aufgrund der zahlreichen möglichen Lösungen würde es sehr viel Ausprobieren erfordern, die richtige Kombination zu finden. 

Sobald die Lösung jedoch gefunden wurde, kann jede andere Person auf der Welt problemlos selbst überprüfen, ob du die richtige Antwort gefunden hast. Schließlich müssten die Zahlen nur addiert und mit der Zahl mit einer Million Stellen verglichen werden.

Diese Schwierigkeit, eine Lösung zu finden, und die einfache Prüfung der Lösung, sobald sie gefunden wurde, bilden den Kern von Krypto-Transaktionen. Diese Anwendung von Kryptografie ermöglicht es, Krypto-Transaktionen zuverlässig, sicher und kostengünstig abzuwickeln —.

ECC geht noch einen Schritt weiter und verwendet ein komplexes System aus Linien, die sich auf einem Diagramm durch eine besondere Kurvenart schneiden. Jedes Mal, wenn die Linie die Kurve kreuzt, ändert sie ihren Verlauf senkrecht, und so weiter. Der Public Key besteht in diesem Fall aus dem ersten und dem letzten Punkt, den die Linie nach einer geheimen Anzahl von Durchläufen über die Kurve kreuzt.

Der Private Key ist in diesem Fall die geheime Anzahl der Bewegungen, die erforderlich sind, um von Punkt A zum letzten Punkt auf der Kurve zu gelangen.

Über den öffentlichen und privaten Schlüsseln steht die Adresse des Krypto-Wallets.

Sie wird erstellt, indem der Public Key, der wiederum aus dem Private Key erstellt wurde, durch einen kryptografischen Hashing-Algorithmus verarbeitet wird. Dies ist eine weitere Art mathematischer Einwegalgorithmen, die eine beliebige Eingabe übernimmt und sie in eine zufällige Zeichenfolge fester Länge aus alphanumerischem Code umwandelt, die als “Hash” bezeichnet wird. 

Hash-Codes gelten als “einzigartig” und “deterministisch”. Das bedeutet, dass jede Eingabe einen vollständig einzigartigen Hash-Code erzeugt, der bei jeder Verarbeitung durch den Algorithmus exakt denselben Wert hat. 

Ähnlich wie bei öffentlichen und privaten Schlüsseln ist es unmöglich, einen Hash anzusehen und daraus zu erkennen, welche Eingabe ihn erzeugt hat.

Dieser Hash, der als Adresse des Krypto-Wallets dient, wird weitergegeben, um eingehende Kryptowährungs-Transaktionen zu empfangen.

Hot Wallets speichern ihre Schlüssel online in der Wallet-Software selbst. 

Das hat den Vorteil, dass Nutzer jederzeit nahtlos Transaktionen senden und empfangen können. Gleichzeitig sind sie dadurch jedoch anfällig für Angriffe durch Cyberkriminelle.

Die Private Keys und Public Keys eines Cold Wallets werden offline auf dem physischen Gerät gespeichert.

Dadurch werden Online-Angriffe auf Cold Wallets nahezu unmöglich. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass Nutzer ihr Cold Wallet jedes Mal mit einem Computer oder einem intelligenten Gerät verbinden müssen, wenn sie eine Überweisung tätigen möchten.

Für Holder mit einem langfristigen Anlagehorizont, die nur selten handeln, ist das kein großes Problem. Für aktivere Trader, die häufig Guthaben zwischen verschiedenen Adressen übertragen, kann dieses zusätzliche Maß an Sicherheit jedoch umständlich sein.

Wenn du mehr über die verschiedenen Vor- und Nachteile von Methoden zur Krypto-Aufbewahrung erfahren möchtest, schau dir den Artikel im Kraken Learn-Center an: So bewahrst du Krypto sicher auf.

Eine Blockchain ist eine Form der Distributed-Ledger-Technologie. Kurz gesagt ist eine Blockchain ein System zur Aufzeichnung von Daten, das von einer offenen Gemeinschaft statt von einer einzelnen Instanz verwaltet und gepflegt wird.

Jeder Mensch auf der Welt kann sich am Betrieb eines öffentlichen Blockchain-Netzwerks beteiligen, sofern er Zugang zum Internet und zu einem Smart-Gerät hat. Die meisten Blockchain-Netzwerke unternehmen Schritte, um Plattformen zu „dezentralisieren“, indem sie sicherstellen, dass keine einzelne Person oder zentrale Instanz die Kontrolle über das Hauptbuch der Blockchain übernehmen kann.

Menschen, die freiwillig Zeit dafür aufbringen, aktive Teilnehmer in einem Blockchain-Netzwerk zu werden, werden als „Nodes“ bezeichnet. Nodes können verschiedene Aufgaben übernehmen – von der Pflege eines vollständigen Transaktionsverlaufs bis hin zur äußerst wichtigen Aufgabe der Datenvalidierung.

Eine Blockchain lässt sich als virtuelle Kette von Boxen (oder „Blöcken“) vorstellen, wobei jede Box eine bestimmte Menge an Daten enthält. In Kryptowährungsnetzwerken handelt es sich bei den Daten in diesen Boxen hauptsächlich um Transaktionsinformationen – wer was an wen und zu welchem Zeitpunkt übertragen hat. 

Wenn neue Transaktionen an das Netzwerk übertragen werden, müssen neue Blöcke erstellt, mit den neuen Daten gefüllt, verifiziert und der Kette hinzugefügt werden. 

Alle der Blockchain hinzugefügten Blöcke sind dauerhaft und unveränderbar. Das bedeutet, dass es unmöglich ist, zurückzugehen und die in einem fertigen Block gespeicherten Informationen zu ändern. Deshalb ist die Datenvalidierung so wichtig. Alle Transaktionsdaten müssen von sämtlichen Nodes im Netzwerk einstimmig verifiziert werden, damit sichergestellt ist, dass nur gültige Transaktionen verarbeitet werden. 

Da keine einzelne Instanz das Netzwerk verwaltet, wird ein automatisiertes System eingesetzt, um sicherzustellen, dass sich alle Nodes über neue Daten einig sind, die in die Blockchain aufgenommen werden. Dieses System, das in Blockchain-Netzwerken wie Bitcoin als Mining bezeichnet wird, soll verhindern, dass böswillige Akteure das Netzwerk durch ungültige Transaktionen korrumpieren.

Dieses System wird als Konsensmechanismus bezeichnet.

Während verschiedene Blockchains unterschiedliche Arten von Konsensmechanismen verwenden, verfolgen sie alle dasselbe Ziel – genaue Informationen über Eigentumsverhältnisse und Transaktionen zu bewahren.

Proof-of-Work und Proof-of-Stake sind die am häufigsten verwendeten Systeme im Bereich der Kryptowährungen.

Als Ausgleich für ihren Aufwand müssen alle Krypto-Nutzer eine Transaktionsgebühr zahlen, damit ihre Zahlungen verarbeitet werden können. Diese wird manchmal auch als Gas-Gebühr bezeichnet.

Damit werden die Rechenkosten für den Betrieb eines Nodes abgedeckt und die Betreiber finanziell dazu motiviert, weiterhin im Netzwerk aktiv zu bleiben.

Die Gebühren können je nach Blockchain und danach variieren, wie stark das Netzwerk zu diesem Zeitpunkt ausgelastet ist.

In einigen Fällen können Nutzer zusätzlich zur Transaktionsgebühr ein Trinkgeld zahlen, um Validatoren dazu zu bewegen, ihre Zahlungen in der Warteschlange gegenüber anderen zu priorisieren.

Nachdem nun klar ist, aus welchen Komponenten der Krypto-Transaktionsprozess besteht, sehen wir uns an, wie eine Zahlung von Anfang bis Ende funktioniert.

Der folgende Prozess bezieht sich speziell auf das Bitcoin-Netzwerk — einige Details unterscheiden sich bei anderen Blockchain-Netzwerken wie Ethereum, Ripple oder Solana geringfügig. 

Außerdem ist zu beachten, dass fast alle unten aufgeführten Schritte automatisch durch den zugrunde liegenden Code des Bitcoin-Protokolls und die Nodes des Netzwerks ausgeführt werden. Der Bitcoin-Nutzer muss lediglich den Betrag an Krypto eingeben, den er senden möchte, die öffentliche Wallet-Adresse des Empfängers kopieren und einfügen und auf „Senden“ klicken.

Der Prozess zum Senden einer Transaktion besteht aus drei Phasen:

1. Transaktion
2. Übertragung
3. Abrechnung

Unten findest du ein Beispiel für die verschiedenen Schritte, die auf der Bitcoin-Blockchain stattfinden. Dieser Prozess ermöglicht es Bitcoin, als elektronisches Peer-to-Peer-Bargeldsystem zu funktionieren.

Nehmen wir an, Ben hat den Vorgang zum Kauf von Bitcoin bereits abgeschlossen und möchte Olivia nun 1 Bitcoin (BTC) senden. Denke daran, dass Ben kleinere Einheiten von Bitcoin, sogenannte Satoshi, senden kann. Der Einfachheit halber verwenden wir jedoch einen vollständigen Bitcoin.

1. Olivia sendet Ben ihre öffentliche Wallet-Adresse.
2. Ben nimmt Olivias öffentliche Wallet-Adresse und erstellt eine Transaktionsnachricht, die Informationen über die geplante Transaktion enthält (woher Bens ein Bitcoin stammt, wohin es gesendet wird, wie viel Wechselgeld in Form von UTXO an Ben zurückgesendet werden soll und wie hoch die anfallende Gebühr ist).
3. Diese Transaktionsnachricht wird durch einen kryptografischen Hashing-Algorithmus verarbeitet, um sie auf einen eindeutigen Code fester Länge zu reduzieren.
4. Ben verschlüsselt den resultierenden Hash-Code mit seinem Private Key, um eine digitale Signatur für die Transaktion zu erstellen. Dadurch weist Ben gegenüber Olivia und dem Blockchain-Netzwerk nach, dass er die Transaktion gesendet hat und sie während der Übertragung nicht manipuliert wurde.
5. Ben sendet Olivia die ursprüngliche Transaktionsnachricht und die digitale Signatur.
6. Olivia entschlüsselt die digitale Signatur mit Bens Public Key, wodurch der Hash der Transaktionsnachricht sichtbar wird.
7. Anschließend verarbeitet Olivia die ursprüngliche Transaktionsnachricht mit demselben kryptografischen Hashing-Algorithmus, um einen Hash zu erzeugen, und vergleicht ihn mit dem im vorherigen Schritt ermittelten Hash-Wert.
8. Die beiden Hashes sollten identisch sein. Damit ist bewiesen, dass Ben die Transaktion gesendet hat und sie während der Übertragung nicht beschädigt wurde. Jede Änderung der Transaktionsdetails würde zu einem vollständig anderen Hash führen und dem Netzwerk zeigen, dass jemand versucht hat, die Transaktion zu manipulieren.

Nachdem Olivia überprüfen konnte, dass die von Ben gesendete Transaktion gültig ist, muss sie nun an das Netzwerk übertragen werden, damit alle Nodes diese Informationen überprüfen können.

1. Die Transaktionsnachricht und die digitale Signatur werden zunächst an bis zu acht Nodes gesendet. Jeder Node leitet diese Informationen anschließend an bis zu sieben weitere Nodes im Netzwerk weiter.
2. Dies wird fortgesetzt, bis jeder Node im Blockchain-Netzwerk die Transaktion empfängt und unabhängig überprüft.
3. Sobald sie von allen Nodes im Netzwerk überprüft wurde, werden ausstehende bzw. unbestätigte Transaktionen in einem sogenannten Mempool gespeichert – kurz für „Memory Pool“.

Je nach dem Konsensmechanismus, den die zugrunde liegende Blockchain verwendet, wird ein einzelner Validierungs-Node ausgewählt, um einen neuen Block vorzuschlagen, der mit Transaktionen aus dem Mempool gefüllt ist.

Bei Proof-of-Work-Validatoren müssen andere Nodes im Netzwerk zunächst bestätigen, dass ein erfolgreicher Validator den Hashing-Wettbewerb gewonnen hat, bevor dieser einen neuen Block vorschlagen kann. Wenn du mehr über diesen Prozess erfahren möchtest, kannst du dir den Artikel im Kraken Learn-Center Was ist Bitcoin-Mining? ansehen.

Sobald der Block mit Bens Transaktion an Olivia zur Blockchain hinzugefügt wurde, gilt sie als Transaktion mit einer Bestätigung. Für jeden Block, der nach diesem Block zur Blockchain hinzugefügt wird, erhält Bens Transaktion zusätzliche Bestätigungen. Weitere Bestätigungsrunden erhöhen die Sicherheit, dass die Transaktion im Netzwerk korrekt ist.

Während einige Krypto-Wallets eine Transaktion bereits nach einer einzigen Bestätigung als erfolgreich betrachten, verlangen andere Wallets – etwa Bitcoin-Wallets – normalerweise bis zu sechs Bestätigungen. Bei einer Bitcoin-Blockzeit von einem Block alle zehn Minuten kann es etwa eine Stunde dauern, bis sechs Bestätigungen für eine vollständige Abrechnung erreicht sind.

Nachdem du gelernt hast, wie Transaktionen mit Kryptowährungen funktionieren, bist du bereit für den nächsten Schritt auf deiner Krypto-Reise?

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