Die Kryptowährungen Ethereum und Bitcoin. Unterschiede und Angriffsmethoden

Erstellung und Test einer Ether-Währung


Hausarbeit, 2020

59 Seiten, Note: 1,7


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

INHALTSVERZEICHNIS

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

EINLEITUNG

1 KRYPTOWÄHRUNGEN
1.1 Allgemeine Beleuchtung
1.2 Funktionalität und Technologien
1.2.1 Blockchain
1.2.2 Anonymität
1.2.3 Private Key und Public Key
1.3 Ethereum
1.3.1 Grundlagen
1.3.2 Smart-Contracts
1.3.3 Decentralized Applications

2 VERSCHIEDENE COINS UND WÄHRUNGEN
2.1 Grundlegende Unterschiede
2.2 Bitcoin und Ether

3 TRANSAKTIONEN
3.1 Nachvollziehbarkeit
3.2 Nachverfolgbarkeit

4 ANGRIFFSMETHODEN AUF KRYPTOWÄHRUNGEN

5 ERSTELLUNG EINES ETH TOKENS
5.1 Herangehensweise
5.2 Erstellung der Wallet
5.3 Erstellung eines eigenen ETH-Token
5.4 Tests mit dem erstellten Token

6 SCHLUSSWORT

QUELLENVERZEICHNIS
Internetquellen
Literaturquellen
Abbildungsquellen

ANHANG I: ABBILDUNGEN

ANHANG II: ERC20-CODE

Anmerkung:

Da die vorliegende Studienarbeit größtenteils im Zeitraum der sog. Corona- Krise verfasst wurde, in welcher die umliegenden Bibliotheken geschlossen wa­ren, konnte die Literaturrecherche überwiegend nur auf Internetquellen, einzel­ne Printmedien, die vor der Schließung ausgeliehen wurden oder solche Litera­tur, welche online erwerbbar war, gestützt werden.

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1 - Unterschiede einzelner Kryptowährungen

Abb. 2 - etherscan.io

Abb. 3 - Auszug einer Transaktion

Abb. 4 - Sender der genannten Transaktion

Abb. 5 - Empfänger der genannten Transaktion

Abb. 6 - Schematische Darstellung von Transaktionsströmen

Abb. 7 - Backup-Schlüssel bei Wallet-Erstellung

Abb. 8 - Eintrag der Testwallet bei EtherScan

Abb. 9 - Testwallet mit Testnetzwerk-ETH

Abb. 10 - AlbSig-Token.sol und EIP20Interface.sol in Remix (genauer Anhang II)

Abb. 11 - Parameterübergabe vor Deploy

Abb. 12 - Guthaben des neuen Tokens auf der Testwallet

Abb. 13 - Contract bei EtherScan

Abb. 14 - Transfer von 100 AST auf andere Wallet

Abb. 15 - Bestätigung der Transaktion

Abb. 16 - Balance nach Transaktion Wallet 1

Abb. 17 - Balance nach Transaktion Wallet 2

Abb. 18 - Token in EtherScan nach erster Transaktion

Abb. 19 - Weitere Transaktionen in EtherScan

Abb. 20 - Wallet 1 nach mehreren Transaktionen

Abb. 21 - Wallet 2 nach mehreren Transaktionen

Einleitung

„Bitcoin knackt nun auch die 11.000 USD-Dollar, neuer Rekord“1, „Bitcoin knackt die 20.000-Dollar-Marke“2 oder „Bitcoin steuert auf Kursziel von 100.000 US-Dollar zu“3 titeln die Medien und das Internet im Laufe der letzten Jahre immer häufiger mit scheinbar stetiger Steigerung. Im Jahr 2018 erlebte die Kryptowährung Bitcoin mit einem Tagesabschlusskurs von etwa 19.000$ pro Bitcoin (BTC) ihren bisherigen Höchstkurs, welcher nach mancher Meinung jedoch erst der Anfang sein soll. Einige Personen sehen diese Kryptowährung in den nächsten Jahren bei einem Kurs von über 1.000.000 $ / BTC, andere warten jederzeit auf den großen Crash und sind nicht von der Standhaftigkeit überzeugt. Die Meinungen gehen hier stark auseinander. Über Prognosen und Entwicklungen lässt sich bekanntlich streiten, nicht jedoch darüber, dass die Kryptowährung Bitcoin endlich ist. 21.000.000 BTC können mit der sog. Block- chain-Technologie erzeugt werden, danach sei kein weiteres sog. „mining mehr möglich. Wohin es dann mit Bitcoin und anderen Kryptowährungen län­gerfristig geht, kann zum aktuellen Zeitpunkt noch nicht festgestellt werden und steht sozusagen noch in den Sternen. So ungewiss wie die Zukunft der Kryp- towährungen sind dem Großteil der Bevölkerung höchstwahrscheinlich auch deren Funktionsweise und die Abläufe dahinter. Schlagwörter wie Kryptowäh- rungen oder Bitcoin haben viele schon einmal gehört, wohl die wenigsten kön­nen jedoch Dinge wie die Blockchain verstehen.

„Virtuelle Währungen, vor allem Bitcoin, haben bei einigen für Aufbruchstim mung gesorgt, bei anderen Angst ausgelöst und den Rest von uns verwirrt.“ Thomas Carper, US-Senator 4

Dieses populäre Thema, über welches der Großteil der Bevölkerung, trotz des großen „Hypes“, viel zu wenig weiß, wird in der vorliegenden Hausarbeit ge­nauer beleuchtet und die Methoden dahinter betrachtet. Der Begriff Kryptowäh- rungen ist dabei nur ein Sammelbegriff verschiedener Währungen und Syste­me, wozu Bitcoin, aber auch Ethereum (kurz Ether oder ETH) gehört.

Gemäß der Aufgabenstellung dieser Hausarbeit wird hier das Augenmerk auf die Kryptowährung Ethereum gelegt und diese teilweise mit der Bitcoin­Währung verglichen. Eine ausführliche Darstellung anderer Coins/Währungen ist nicht beabsichtigt.

Zu Beginn stellt sich die Frage, was Kryptowährungen grundsätzlich sind. Dies werde ich im nachfolgenden theoretischen Teil der vorliegenden Hausarbeit zuerst erörtern, um ein grundlegendes Verständnis der Thematik zu schaffen. Weiter gehe ich auf die technischen Funktionen und Abläufe ein, um anschlie­ßend auf Grundlage der thematisierten Bereiche die Unterschiede zwischen Ethereum und Bitcoin aufzuzeigen. Der direkte Bezug zum Modulthema IT- Sicherheit und IT-Angriffe wird daraufhin mit den Themenfeldern der Nachvoll­ziehbarkeit von Transaktionen auf Grundlage der verwendeten Technologie sowie Angriffsmethoden auf Kryptowährungen geknüpft.

Im praktischen Teil der Hausarbeit wird die erlangte Theorie in der Realität an­gewandt und auf Basis von Ethereum ein eigener ETH-Token erstellt, welcher anschließend in einem Testnetzwerk überprüft und getestet wird.

1 Kryptowährungen

1.1 Allgemeine Beleuchtung

Anhand der Zusammensetzung aus „Krypto“ und „Währung“ lässt sich direkt feststellen, dass in diesem Themenfeld ein Bezug zu Währungen und damit zu Geld besteht. Zum Verständnis gilt es hier zuallererst zu beleuchten, was Geld und Währungen im Allgemeinen sind:

„Man könnte Geld als eine seltsame Form von Energie beschreiben. [...] In der Form, dass Geld eigentlich nichts anderes macht, als Wert zu speichern, zu erhalten, um ihn dann einzutauschen. Dieser Wert oder diese Energie kann dann in alle möglichen Dinge wie Dienstleistungen oder andere Produkte um­gewandelt werden“5.

Dieser Ansatz lässt sich auf jede uns heute bekannte Form von Geld anwenden und übertragen. Betrachten wir den Euro als zentrales Zahlungsmittel im euro­päischen Raum: Der Wert unserer erbrachten Leistung bei z.B. der täglichen Arbeit wird in Form eines gewissen Euro-Betrages auf unserem Bankkonto gutgeschrieben oder ausbezahlt. Sollen hiervon Lebensmittel gekauft oder der Friseur bezahlt werden, wird die gespeicherte Energie unserer damals erbrachten Leistung gegen andere Waren oder Dienstleistungen eingetauscht und deren Energie hat somit wieder einen weiteren Wert.

Eine Währung hingegen beschreibt lediglich die unterschiedlichen Formen des o.g. Konzepts. Einzelne Länder führen ihre eigenen Währungen, welche jedoch allesamt nach dem genannten System funktionieren. Über gewisse Faktoren können die einzelnen Währungen auch miteinander verglichen bzw. gegenei­nander aufgerechnet werden.

„Geld ist ein Konzept, eine Währung ist die eigentliche Ausführung“.6

Aus sich heraus haben Währungen meist keinen Wert (mit Ausnahme wie Gold oder sonstige Edelmetalle), dieser beruht einzig auf der Akzeptanz zwischen den Handelspartnern.

Bei Kryptowährungen wird mit dem Vorsatz „Krypto“ verdeutlicht, dass es sich um eine Art Währung wie oben beschrieben handelt, welche jedoch auf krypto­grafischen Werkzeugen oder Technologien basiert und diese zur eigenen Rea­lisierung anwendet. Die Kryptografie ist im Ursprünglichen dabei die Wissen­schaft der Verschlüsselung von Informationen, befasst sich jedoch mittlerweile auch mit dem Themenfeld Informationssicherheit zum Beispiel von sensiblen Daten oder Geldtransaktionen. Zusammengefasst befasst sie sich mit Aktionen oder Abläufen, bei denen es äußerst wichtig ist, Daten oder Informationen zu verschlüsseln und vor Außenstehenden abzusichern. Der Gedanke dahinter ist, dass eine außenstehende Person gewisse Informationen nicht lesen oder ver­arbeiten kann, wenn sie nicht der tatsächliche Empfänger oder Berechtigter hiervon ist.

Übertragen auf Kryptowährungen sind diese eine Art sicheres und verschlüssel­tes Zahlungsmittel, mit der Zielsetzung, einen unbefugten Zugriff von außen unmöglich zu machen. Im direkten Zahlungsverkehr mit einer baren Währung ist eine Bezahlung eindeutig: Wenn eine Person in den Laden einer anderen Person geht und dort für ein Produkt einen gewissen betrag bezahlt, wird die Zahlung mit der Übergabe eines Geldscheins getätigt, welcher unmittelbar dem Verkäufer vorliegt. Dieser Geldschein kann durch den Käufer nicht ein zweites Mal an einen anderen Verkäufer ausgegeben werden, bei Geldscheinen be­steht eher das Problem der Fälschungssicherheit. Genau diese doppelte Aus­gabe stellt bei digitalen Währungen jedoch ein großes Problem dar, welches bis 2008 nur durch den Einsatz einer zentralen Institution als vermeidbar angese­hen wurde. Es galt, das sog. „Double Spending“ zu verhindern, durch welches ein digitaler Wert einfach kopiert und bei zwei verschiedenen Personen als Zah­lung verwendet werden konnte.

Wären Kryptowährungen und deren Transaktionen wie andere Währungen staatlich generiert und von Banken reguliert, würde die entsprechende Bank eine solche doppelte Ausgabe verhindern.

Ein Grundgedanke von Kryptowährungen ist jedoch auch die Dezentralisierung. In einem zentralen System wie bei den gängigen Währungen Euro oder Dollar entscheidet eine zentrale Stelle beispielsweise zu welcher Zeit eine Person auf ihr Geld zugreifen kann (Banköffnungszeiten), welche Limits hier eingehalten werden oder welche Gebühren entstehen. Kryptowährungen sollten daher de­zentral realisiert sein, sodass dieses jederzeit und ohne Grenzen für jedermann, der sich anschließen will, offen ist.

Dieser dezentrale Grundsatz bereitete der gerade genannten Vermeidung von „Double Spending“ jedoch lange Probleme, da wie erwähnt eben keine zentrale Stelle solche Doppelbuchungen verhindert. Im Jahr 2008 veröffentlichte ein Satoshi Nakamoto mit seinem Whitepaper »Bitcoin: Ein elektronisches Peer-to- Peer-Cash-System« eine Lösung zu diesem Problem, da die darin beschriebe­ne Einführung einer „Blockchain“ sämtliche Transaktionen beinhalten und dadurch entsprechende „Double Spendings“ verhindert werden sollen. Auf das System der Blockchain wird im nachfolgenden Punkt genauer eingegangen. Trotz dieser bahnbrechenden Idee der Blockchain weiß bis heute niemand, wer Satoshi Nakamoto genau ist. Zahlreichen Theorien über seine Identität - Ein­zelperson, Gruppe bis hin zur CIA - wurden bereits aufgestellt, jedoch allesamt widerlegt.7

1.2 Funktionalität und Technologien

1.2.1 Blockchain

Die meisten Kryptowährungen basieren, wie gerade genannt auf einer sog. Blockchain. Dabei handelt es sich um eine Art dezentrales Peer-to-Peer­Netzwerk, in dem alle Nutzer miteinander verbunden und vernetzt sind. Jeder Teil des Netzwerkes ist dabei für alle Mitglieder öffentlich und jederzeit einseh­bar. Zum grundlegenden Verständnis wird die Technik hinter der Blockchain an einem Gruppenchat verdeutlicht:

Vereinbaren drei Personen einen Termin in einem Gruppenchat, beispielsweise am Montag um 10 Uhr am Rathaus, erhalten alle Gruppenteilnehmer die Nach­richt mit der Uhrzeit auf ihren Geräten. Dies ist auch ein wichtiger Bestandteil der Blockchain. In dem dezentralen Netz erhält jeder Nutzer zu jeder Zeit alle Informationen, die in dem Netzwerk ausgetauscht werden. Möchte einer der Gruppenchatteilnehmer die Uhrzeit des Treffens nun jedoch ändern, kann er nur mit den anderen eine neue Zeit vereinbaren. Es ist nicht möglich, die bishe­rigen Informationen des Chats nachträglich zu ändern.

Dies ist eine weitere Eigenschaft der Blockchain-Technologie: Die darin enthal­tenen Informationen sind fest in dem Netzwerk verankert und können nicht nachträglich verändert werden. Genauer gesagt ist jede Information, die in das Netzwerk geschrieben wird in Form eines Verlaufs dokumentiert, welcher an die vorherige Information anknüpft, wie in dem Gruppenchat-Beispiel dargestellt. Jede dieser Informationen wird in einem sog. Block geschrieben und es wird ein Hash-Wert für diesen Block gebildet. Der Block enthält jedoch nicht nur die In­formation und den Hash selbst, sondern auch den Hash-Wert des vorherigen Blocks. Dadurch wird eine Art Kette gebildet, welche der Blockchain ihren Na­men gibt. In diesem Netzwerk ist es nun nicht mehr möglich, Informationen zu verändern, da sich dadurch der Hash eines Blocks verändern und dadurch auch die komplette Kette als solche zerstört werden würde bzw. nicht mehr korrekt wäre. Wie in dem Gruppenchat-Beispiel müsste dann sinngemäß zur neuen Terminvereinbarung jeder Block und die Anknüpfungspunkte der Kette neu be­rechnet werden.

Jedes Mitglied der Blockchain hat eine komplette Kopie des Netzwerks auf dem eigenen Rechensystem, welches dauerhaft prüft, ob diese noch intakt ist oder einzelne Kettenpunkte nicht mehr korrekt sind. Ein neuer Block des Netzwerks wird dann erst hinzugefügt, wenn ihn jeder Computer geprüft und als korrekt eingestuft hat. Die Nutzer, die Blöcke verifizieren, werden „Miner“ genannt, wel­che ihre Rechenleistung für die Verifizierung zur Verfügung stellen. Ist ein Block einmal verifiziert wird dieser versiegelt und für alle Ewigkeit, unveränderlich und für jeden Teilnehmer sichtbar, in das Netzwerk geschrieben.

Dadurch ist das ganze System außerordentlich sicher, da jeder jeden kontrol­liert und hierfür nicht eine zentrale Instanz nötig ist, sondern das technische Netzwerk sich selbst kontrolliert. Wer Daten in der Blockchain manipulieren wollte, müsste dabei auch alle Rechner des Netzwerkes hacken und nicht nur einzelne, da diese alle zu einem großen Netzwerk verbunden sind. Kryptowäh­rungen sind in diesem System der Blockchain jedoch nur ein Anwendungsbei­spiel. Diese Technologie kann auf zahlreiche Systeme wie Wahlen, sichere In­formationsverwaltung oder sonstige Verträge angewandt werden, um nur ein­zelne Beispiele zu nennen. Die Informationen werden dadurch zum Gemeingut gemacht und Sicherheit durch gegenseitige Kontrolle gewährleistet.8

1.2.2 Anonymität

Wie gerade beschrieben, ist in der Blockchain jede Transaktion enthalten und jederzeit, auch außerordentlich weit rückwirkend, nachvollziehbar. Anhand von sog. „Wallets“, einer Art Brieftaschen für Kryptowährungen, können die Trans­aktionen der Nutzer untereinander nachvollzogen oder auch die einer einzelnen Person eingesehen werden. Die Walltes sind über eine Wallet-Adresse bzw. Private-Keys zuordenbar, welche bei Bitcoin aus 27-34 alphanumerischen Zei­chen, die mit einer 1 oder 3 beginnen, bestehen. Diese Technologie und die fehlende zentrale Instanz bedingt jedoch auch eine gewisse Anonymität der einzelnen Nutzer, zumindest in Bezug auf die tatsächliche Person. Es ist zwar für jeden nachvollziehbar, welche Transaktion wohin ausgeführt wurde und wel­che Aktivitäten ein Nutzer auf seiner Wallet tätigt, wer nun jedoch tatsächlich in Person hinter diesen Handlungen steckt, ist nicht ohne Weiteres feststellbar.

„Every digital coin issued to you encodes your identity, but in such a way that no one except you - not even the bank - can decode it. Every time you spend your coin, the recipient will require you to decode a random subset of the encoding, and they'll keep a record of this. This decoding isn't enough to allow them to determine your identity“9.

Aus diesem Grund werden Bitcoin häufig für Transaktionen verwendet, von welchen nicht ohne Weiteres auf die eigene Person geschlossen werden soll. Viele Regierungen sind gegen die verschiedenen Kryptowährungen, da diese die Begehung von Straftaten einfacher machen würden - zumindest solche, die über eine Bezahlung funktionieren und teilweise von einer gewissen Entfernung aus anonym begangen werden können, beispielsweise Kidnapping mit Löse­geldforderung. Ein weiteres Beispiel ist der Warenhandel mit verbotenen Ge­genständen oder Substanzen im sog. Darknet. Auf der Plattform Silkroad konn­ten gegen eine Bezahlung von einigen Bitcoin Betäubungsmittel erstanden werden. Der Serverbetreiber kann dadurch durch die TOR-Struktur nicht ohne Weiteres direkt auffindbar gemacht werden und bietet auch bei den Transaktio­nen wenige Anknüpfungspunkte zur Feststellung seiner wahren Identität.10

1.2.3 Private Key und Public Key

Eine weitere faszinierende Eigenschaft dieser sicheren und unabhängigen Zah­lungsmethode ist es, dass die o.g. Wallets immer, auch wenn der Eigentümer nicht mit dem Netzwerk verbunden ist, erreichbar sind. Nutzer können einander auch zu diesem Zeitpunkt Coins zukommen lassen, welche bei der nächsten Verbindung mit dem Netzwerk auf die Geldbörse übertragen werden. Grund hierfür ist die bereits erwähnte Wallet-Adresse. Dabei handelt es sich um eine öffentlich zugängliche Nummer, wie eine Art Kontonummer. Mit dieser Nummer kann eine beliebige Person Transaktionen auf die dazugehörende Wallet sen­den. Dieser Key wird bei seiner Erzeugung zufällig aus 27-32 Zeichen erzeugt und kann Transaktionen empfangen. Sobald solche mit diesem Konto durchge­führt werden ist die Wallet in der Blockchain bekannt und die Transaktzion dort gespeichert. Vor diesem Zeitpunkt existiert die Wallet für das Netzwerk faktisch nicht.

Dieser sog. Public Key ist für jedermann zugänglich und die wie beschrieben dem Empfangen von Transaktionen. Sind solche auf der Geldbörse eingegan­gen, möchte der Eigentümer jedoch irgendwann auch wieder über diesen Wert verfügen und selbst Transaktionen durchführen.

Hier kommt der sog. Private Key zum Einsatz, welchen nur der tatsächliche Eigentümer der Wallet haben sollte. Der Private Key bietet Zugriff auf die Wallet, welche dem Public Key entspricht. Aus dem Private Key kann anhand von Rechenabläufen auch wieder der Public Key gebildet werden, anders her­um funktioniert dies aber gerade nicht, was dieses Verfahren ausmacht.

„Selbst wenn man alle existierenden Computer kombinieren könnte, um den zugehörigen Private Key einer Public Address zu erraten, würde eher das Universum enden, als dass die zusammengekoppelten Rechner die Lösung ermitteln würden“ 11.

1.3 Ethereum

1.3.1 Grundlagen

Die bereits erwähnte Kryptowährung Bitcoin ist nur eine von aktuell 5.216 gelis­teten Coins oder Kryptowährungen (Stand 17.03.2020 20:00 Uhr)12. Der Bitcoin als bekannteste Währung gilt als Begründer der Kryptowährung bzw. erster Coin seiner Art. Es folgten jedoch seit dessen Entstehung zahlreiche weitere mit unterschiedlichen Namen, Werten, Zielrichtungen und auch Technologien. Eine dieser Kryptowährungen ist Ethereum, welches im Rahmen dieser Haus­arbeit genauer betrachtete wird.

„Aus Sicht der Informatik ist Ethereum eine deterministische, doch praktisch unbegrenzte Zustandsmaschine (State Machine), bestehend aus einem global zugänglichen Singleton-Zustand und einer virtuellen Maschine, die Änderungen an dem Zustand vornimmt.“ 13.

Etwas deutlicher gesprochen soll dies bedeuten, dass Ethereum ein endloses Rechensystem ist, in dem alle zukünftigen Ereignisse durch Vorbedingungen eindeutig festgelegt sind. Es soll hierbei nur ein einzelnes Objekt bzw. ein ein­zelner Block als Zustand bestehen, welcher durch eine Art virtuelle Rechenma­schine, wenn nötig, verändert wird. Ethereum arbeitet hierbei mit den sog. Smart Contracts, welche kleine Programme sind, die in dem beschriebenen Netz dezentral ausgeführt werden. Hierfür verwendet Ethereum, wie auch Bit­coin, die Blockchain-Technologie und speichert die jeweiligen Zustände und deren Änderungen darin. Um die Ressourcen und Kosten, die im Rahmen die­ser Zustandsänderungen verbraucht werden, zu messen, existiert eine entspre­chende Kryptowährung namens Ether.14

Erfunden oder erstellt wurde Ethereum im Jahr 2013 und diente wie viele Inno­vationen dazu, ein Problem zu lösen. Zu diesem Zeitpunkt war das Potential und die Leistungsfähigkeit des Bitcoin-Modells bereits bekannt geworden und die Systematik hinter der verbundenen Blockchain verbreitet. Hier sahen Pro­grammierer um Vitalik Buterin ein großes Anwendungsfeld, jedoch auch starke Beschränkungen im bisher bestehenden System von Bitcoin. Die begrenzte Menge an Transaktions- und Datentypen schränkte den Plan eines Blockchain- Netzwerkes, welches nicht nur Werttransaktionen, sondern allgemeine de­zentralisierte Blockchain-Anwendungen ausführen sollte, ein. Um hierfür mehr Freiheit und Flexibilität zu erlangen musste letztendlich eine eigene Blockchain für Ethereum erstellt werden - ein Aufbau auf der Bitcoin-Blockchain war hier nicht zielführend.15

Dadurch wurde eine Art Allzweck-Blockchain entwickelt, welche den Nutzern die Möglichkeit bietet, auf dem Blockchain-System und den damit verbundenen Wallets basierte Anwendungen selbst zu schreiben. So können Bedingungen wie beispielsweise das Ausführen einer Transaktion, wenn zuerst ein gewisser Betrag von Nutzer A und danach ein gewisser Betrag von Nutzer B auf eine Wallet eingegangen ist.

1.3.2 Smart-Contracts

Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei Smart Contracts um kleine Programme der Ethereum-Blockchain, welche Transaktionen sicher, transparent und kon­fliktfrei ausführen können, ohne dafür einen eigenen Vermittler zu benötigen. Smart Contracts sind in objektorientierten Hochsprachen wie Solidity geschrieben, welche eine JavaScript-ähnliche Syntax verwendet. Die vorher erwähnte Zustandsmaschine wird bei Ethereum durch die sog. Ethereum Virtual Machine (EVM) realisiert, welche die Smart Contracts als Bytecode ausführt, nachdem sie hierfür kompiliert wurden. Hierdurch sind Wenn-Dann-Abläufe möglich, die zum Beispiel Handlungen anhand von Bedin­gungen ausführen und so auch zeitversetzte Verträge realisieren können.

„Angenommen, Sie mieten eine Wohnung bei mir. Sie können dies über die Blockchain tun, indem Sie in Kryptowährung bezahlen. Sie erhalten eine Quittung, die in unserem virtuellen Vertrag aufbewahrt wird; ich gebe Ihnen den digitalen Zugangsschlüssel, der zu einem bestimmten Zeitpunkt bei Ihnen eintrifft. Wenn der Schlüssel nicht rechtzeitig kommt, erfolgt über die Blockkette eine Rückerstattung. Wenn ich den Schlüssel vor dem Mietda­tum schicke, hält die Funktion ihn zurück und gibt sowohl die Gebühr als auch den Schlüssel zu dem betreffenden Zeitpunkt an Sie bzw. mich frei. Das System arbeitet nach dem If-Then-Prinzip und wird von Hunderten von Menschen beobachtet, so dass Sie von einer einwandfreien Übergabe ausgehen können. Wenn ich Ihnen den Schlüssel übergebe, kann ich da­von ausgehen bezahlt zu werden. Wenn Sie einen bestimmten Betrag in Bitcoins versenden, erhalten Sie den Schlüssel. Das Dokument wird nach einiger Zeit automatisch gelöscht, und der Code kann von keinem von uns ohne Wissen des anderen geändert werden, da alle Teilnehmer gleichzeitig benachrichtigt werden“16.

Dieses Beispiel erläutert das Prinzip, die Abläufe und die Vorteile von Smart Contracts an einem realitätsnahen Sachverhalt. Bestätigte Vertragsprogramme werden erst ausgeführt, wenn die definierten Bedingungen erfüllt sind.

Dies kann direkt geschehen, jedoch auch erst nach einiger Zeit. Bei der Ver­tragserstellung werden genau diese Regeln definiert und auch eine Verfallszeit angegeben, sodass der Vertrag nichtig wird, sofern bis zu diesem Zeitpunkt keine Ausführung stattgefunden hat.

Smart Contracts existieren nicht ausschließlich in der Ethereum-Blockchain, sondern auch bei anderen, beispielsweise Ripple oder EOS. Auch Bitcoin un­terstützt mittlerweile Smart Contracts, jedoch nur mit begrenzten Möglichkeiten. Ethereum ist die ursprüngliche Umgebung von Smart Contracts und bietet so auch heute noch die fortschrittlichste Technologie zu Codierung und Verarbei­tung von diesen.17

Nachfolgend nun ein einfaches Beispiel eines Smart Contracts:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten18

Mittels eines Constructors wird der Vertrag aufgerufen und sendet einen Betrag von <= 1 Ether (Währung von Ethereum) an die Person, die dies anfragt. Durch eine gesonderte Funktion akzeptiert der Vertrag jede Form von Einkommen, nimmt also Zahlungen von außen entgegen. Mittels eines Destructors wird ge­sichert, dass der Vertrag nicht ewig gültig ist, sondern auch wieder deaktiviert werden kann. Hier wird geprüft, ob derjenige, der den Löschbefehl übermittelt, auch der Eigentümer des Vertrages ist. In diesem Fall wird der Vertrag ge­löscht, andernfalls hat die Funktion keine Wirkung bzw. wird nicht ausgeführt. Dies ist ein simples Beispiel eines Smart Contracts ohne viele Funktionen und Bedingungen. Hier können auf die gleiche Weise nun zahlreiche verschiedene Programme für den jeweils passenden Einsatzzweck geschrieben werden.

1.3.3 Decentralized Applications

Decentralized Applications, kurz DApps, wurden sehr zeitnah nach Beginn des Ethereum-Netzwerks realisiert und zielten darauf ab, Ethereum um eine Platt­form für Webanwendungen zu erweitern. DApps sind im Grunde Smart Contracts, welche um eine Webbenutzerschnittstelle bzw. eine webbasierte Frontend-Benutzerschnittstelle ergänzt wurden, um so eine offene, dezentrali­sierte Peer-to-Peer Infrastruktur aufzubauen. Im Laufe der Zeit wurden diese DApps dann noch um dezentralisierte Speicher- und Messanging-Protokolle ergänzt.

Web 2.0 ist ein Begriff, der 2004 populär wurde und eine Evolution des bis dato bekannten Internets in Richtung benutzergenerierter Inhalte und Schnittstellen beschrieb. Damit sind nicht die technischen Spezifikationen, sondern eher der Schwerpunkt neuer Webanwendungen gemeint.19

„Das DApp-Konzept soll das World Wide Web auf seine nächste natürliche Stufe heben, indem es die Dezentralisierung mit Peer- to-Peer-Protokollen in alle Aspekte einer Webanwendung einführt. Der für diese Evolution verwendete Begriff lautet web3, also die dritte »Version« des Webs. Zuerst vorgeschlagen von Dr. Gavin Wood, repräsentiert web3 eine neue Vision und einen neuen Fo­kus für Webanwendungen: von zentral gehaltenen und verwalte­ten Anwendungen hin zu Anwendungen, die auf dezentralisierten Protokollen aufbauen.“20

Ergänzt wird dieser Ansatz der Dezentralisierung beim Web 3.0 durch künstli­che Intelligenz, welche die bisherigen Informationen des Internets, des Web 2.0, sammelt und je nach Benutzeranfrage oder Bedarf z.B. bewertet, klassifi­ziert oder daraus lernt. Fragt man beispielsweise eine Suchmaschine nach ei­nem guten Restaurant in der Nähe, nennt diese einzelne Vorschläge mit Na­men und Adresse, da die Suchmaschine erstens weiß, was „gut“ bedeutet und anhand von Nutzerbewertungen Qualifizierungen vornimmt, zweitens den ge­ographischen Standort des Nutzers und der umliegenden Restaurants kennt und dadurch die Nähe bestimmen kann und drittens zum Beispiel weiß, dass eine Pizzeria ein italienisches Restaurant ist.21 Dadurch können dezentrale In­formationen gesammelt, verwendet und bewertet werden, um hierdurch den größtmöglichen Nutzen für die Anwender zu ziehen.

Die beschriebene Technologie hinter Ethereum und der damit verbundenen Bockchain, welche auf Smart Contracts und DApps aufbaut, bietet ein endlos großes Einsatzfeld. Diese sichere und zuverlässige Technik mit einem hohen Potential wird meiner Meinung nach in der Zukunft immer häufiger bei ver­schiedensten Themenfeldern eingesetzt werden. Hier sind als Themenfelder die Absicherung von Verträgen zu nennen, welche bisher durch Notare realisiert werden.

2 Verschiedene Coins und Währungen

Wie vorher bereits genannt gibt es zahlreiche unterschiedliche Kryptowährun- gen, die sich beispielsweise anhand von technischem Aufbau, Zielsetzung aber auch Wert unterschieden. Aufgrund der hohen Anzahl an verschiedenen Wäh­rungen oder Coins wird im Nachfolgenden nur auf einzelne grundlegende Un­terschiede ausgewählter Währungen eingegangen und anschließend werden die Unterschiede zwischen Bitcoin und Ethereum genauer beleuchtet.

2.1 Grundlegende Unterschiede

Grundlegend unterscheiden sich verschiedene Währungen in vielerlei Faktoren. Dies beginnt bei der Bekanntheit der Währung, welche auch Auswirkungen auf den Wert der Währung hat. Ein BTC entspricht mehreren Tausend Euro, eine kleinere Währung wie XMR (Monero) aktuell etwa 30-40€ und ganz kleine Wäh­rungen wie HYN (Hyperion) gerade mal einigen Cent. Hier kommen natürlich auch wirtschaftliche Faktoren wie Angebot und Nachfrage zum Tragen. Weitere Unterschiede sind die Umlaufmenge bzw. Obergrenze. Kann eine Währung endlos generiert werden oder existiert wie bei Bitcoin eine Obergrenze, nach deren Erreichen keine weiteren Coins mehr generiert werden können. Mit der Akzeptanz und Nachfrage ändert sich auch die Transaktionsgeschwindigkeit. Eine Transaktion wird durch das dezentrale Netz geprüft und braucht eine ent­sprechende Zeit pro Transaktion. Neben der Freisetzungsrate pro Block, also wie viele Coins pro validiertem Block erzeugt werden, unterscheidet sich selbst­verständlich auch die Zeit, bis ein einzelner Block validiert ist. Bei über 5.000 verschiedenen Währungen gibt es hier zahlreiche weitere Unterschiede - unabhängig von den unterschiedlichen Zielrichtungen und Be­deutungen der jeweiligen Währungen.

Gemeinsam haben sie jedoch alle den Grundgedanken von dezentralen Wäh­rungen, welche auf kryptografischer Basis ohne Banken oder eine sonstige Re­gelungsinstanz realisiert sind. In Abb. 122 sind quantitative Unterschiede einzel­ner ausgewählter Kryptowährungen aufgeführt. Hier ist neben den bereits ge­nannten Kriterien auch zu sehen, dass einzelne Währungen auch zu gewissen Netzwerken gehören.

Bitcoin (BTC) hat beispielsweise seine eigene Blockchain, während die Wäh­rung Ether (ETH), wie auch andere Coins, zum Ethereum-Netzwerk gehören. Weitere Unterschiede zwischen Bitcoin und Ether werden nun nachfolgend ge­nauer ausgeführt.

2.2 Bitcoin und Ether

Bei Ethereum, welches zuvor häufiger angesprochen wurde, handelt es sich um keine Kryptowährung im eigentlichen Sinn. Ethereum ist eher die Technologie bzw. das Netzwerk, aus welchem u.A. die Kryptowährung Ether (ETH) generiert wird. Diese entsteht, wie Bitcoin (BTC) auch, in dem Prozess der Blockvalidie­rung. Der grundlegendste und auch offensichtlichste Unterschied zwischen BTC und ETH ist die Zielsetzung bzw. der Zweck, wie bereits in vorherigen Kapiteln angedeutet. Während Bitcoin gerade dazu generiert wurde, ein dezentrales Online-Zahlungssystem und eine damit verbundene Währung zu erzeugen, ist der Zweck bei Ethereum nicht primär das digitale Zahlungsnetzwerk. Die Wäh­rung Ether (ETH) ist im Ethereum-Netzwerk zwar ein fester Bestandteil und für dessen Betrieb auch unverzichtbar, gilt jedoch eher als Hilfswährung, um die Nutzung des Netzwerks und dadurch auch den Betrieb der Zustandsmaschine (EVM) aufrecht zu erhalten. Sie dient als Belohnung für Miner, als Zahlungsmit­tel für Smart-Contracts und allgemein als Treibstoff für die gesamte Plattform.

Ethereum wurde als eine Art Allzweck-Blockchain entworfen, welche eine virtu­elle Zustandsmaschine verwendet, die beliebig komplexen Code ausführen kann. Dadurch sind unzählige Einsatzmöglichkeiten neben dem Währungsaus­tausch möglich und durchaus realistisch in naher Zukunft denkbar.

Bitcoin hingegen beschränkt sich bewusst auf eine einfache Wahr/Falsch- Skriptsprache, welche hierdurch in der Verwendung auf andere Bereiche einge­schränkt ist, jedoch auch nie anderes leisten sollte.23

„Bitcoin zielt darauf ab, Vermögen aufzubewahren, eine Art digitales Gold, wenn Sie möchten, das eines Tages zu einer weltweit angenommenen Währung werden könnte, die herkömmliches Geld zu einem gewissen Grad verbessern oder sogar ersetzen könnte. Der Zweck von Ethereum ist, zu einer Plattform zu werden, auf der Smart Contracts und dezentrale Anwendungen ausgeführt werden können“ 24.

Auf Smart Contracts und dezentrale Anwendungen wurde in vorherigen Ab­schnitten bereits genauer eingegangen und diese erläutert. Auf eine erneute Beschreibung dieser, durch welche sich Bitcoin und Ethereum grundlegend un­terscheiden, wird daher hier verzichtet. Selbstverständlich haben die beiden Währungen bzw. Systeme auch Gemeinsamkeiten. Es wird bei beiden eine kryptografisch verschlüsselte Blockchain verwendet, in welcher jede Transakti­on nachvollzogen werden kann. In diesen dezentralen Netzwerken betreiben beide eine eigene Währung die gemint werden kann und als Zahlungssystem dient. Wie beschrieben sind die grundlegenden Zielrichtungen und Zukunftsvor­stellungen komplett unterschiedlich, beide Währungen und Netzwerke sind auf ihre eigene Art jedoch nützlich und zukunftsorientiert. Inwieweit die jeweilige Kryptowährung in der Zukunft eingesetzt und etabliert wird, gilt es abzuwarten.

[...]


1 Zmudzinski (2019), ohne Seite (künftig o.S.) (Onlinequelle).

2 Kling (2017), o.S. (Onlinequelle).

3 Zmudzinski (2019), o.S. (Onlinequelle).

4 Uczciwek (2019), o.S. (Onlinequelle).

5 Dr. Hosp (2019), Seite 20.

6 Dr. Hosp (2019), Seite 21.

7 Dr. Hosp (2019), Seite 31-32.

8 Klotz (2016), o.S. (Onlinequelle).

9 Narayanan u.A. (2016): Seite XV.

10 Narayanan u.A. (2016): Seiten 178-179.

11 Dr. Hosp (2019), Seite 39.

12 CoinMarketCap o.S. (Onlinequelle).

13 Antonopoulos / Wood (2019), Seite 41.

14 Antonopoulos / Wood (2019), Seite 41.

15 Antonopoulos / Wood (2019), Seite 43-44.

16 Mitra (2019)., o.S. (Onlinequelle).

17 Schiller (2020), o.S. (Onlinequelle).

18 Antonopoulos / Wood (2019), Seite 203-205.

19 Antonopoulos / Wood (2019), Seite 52-53.

20 Antonopoulos / Wood (2019), Seite 53.

21 Rohles (2008), o.S. (Onlinequelle).

22 Anhang I: Abb. 1 - Unterschiede einzelner Kryptowährungen.

23 Antonopoulos / Wood (2019), Seite 42.

24 Luno (2020), o.S. (Onlinequelle).

Ende der Leseprobe aus 59 Seiten

Details

Titel
Die Kryptowährungen Ethereum und Bitcoin. Unterschiede und Angriffsmethoden
Untertitel
Erstellung und Test einer Ether-Währung
Hochschule
Hochschule Albstadt-Sigmaringen; Albstadt
Note
1,7
Autor
Jahr
2020
Seiten
59
Katalognummer
V915966
ISBN (eBook)
9783346244314
ISBN (Buch)
9783346244321
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Kypto, ether, ethereum, bitcoin, kryptowährungen, bezahlung, online, blockchain, wallet, btc, eth
Arbeit zitieren
Janik Rebell (Autor), 2020, Die Kryptowährungen Ethereum und Bitcoin. Unterschiede und Angriffsmethoden, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/915966

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