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Commit 4cc176f1 authored by Peter Gerwinski's avatar Peter Gerwinski
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Notizen 23.5.2022

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Bitcoin, 23.05.2022, 15:25:37
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?? - Fälschungssicherheit: ++
?? - Schnelle Bearbeitung: -
?? - Zahlungsnachweis: ++
- Anonymität: -
- Rückverfolgbarkeit illegaler Geschäfte: -
- Liquiditätssicherheit: - (Kursschwankungen während des Transaktionszeitraums)
?? - Ressourcenverbrauch: -- (hoher Energieverbrauch für Transaktionen,
hoher Hardware-Verbrauch für Herstellung von BitCoins)
- Personalbedarf: ++ (evtl. bis auf: überproportional viel Werbung)
Verwendete Technologie: Blockchain
- Ziel: fälschungssichere Daten ("Konten")
dezentral(!) verwalten
- Konsensverfahren:
Damit Daten in die Blockchain aufgenommen werden,
müssen sich alle Beteiligten einig sein, daß die Daten dorthin gehören.
Wie stellt man das sicher?
- Proof of Work:
Es ist absichtlich(!) viel Arbeit, einen neuen Block
an die Blockchain anzufügen.
Wer den Dienst in Anspruch nehmen will,
muß Arbeit in diesen Dienst investieren.
Im Fall von Bitcoin: Es ist erlaubt, selbst Geld zu "erschaffen" ("Mining").
Dieser Prozeß soll(!) aufwendig sein,
und er sorgt dafür, daß das System funktioniert,
- Bitcoin: Sämtliche Transaktionen werden in derselben Blockchain protokolliert.
--> viel Speicherbedarf (März 2022: 400 GiB)
Zusammenhalt der Blockchain über kryptographische Hash-Werte
--> eindeutige Reihenfolge
Neue Blöcke erzeugen: "Mining"
--> Jede teilnehmende Partei darf "Münzen prägen"
Jede Transaktion wird kryptographisch signiert und in der Blockchain "verewigt".
Dies geschieht im Zuge des "Mining".
Ein neuer Block enthält zunächst unbestätigte Transaktionen,
die allerdings bereits von den jeweiligen Besitzern der Gelder
kryptographisch signiert wurden.
Im Zuge des Mining wird dieser Block "unterschrieben":
Ein Miner einen kryptographischen Hash für den neuen Block
und löst dabei eine zusätzliche Aufgabe:
Die obersten Bits des Hash-Werts müssen allesamt 0 sein.
(Um dies zu erreichen, darf eine Nummer im Header verändert werden:
"nonce" für "number used once".)
Die Anzahl der geforderten Null-Bits wird ständig erhöht,
so daß es stets ca. 10 Minuten dauert, einen passenden Hash zu finden -
auch bei gesteigerter Rechenleistung.
Konsequenz: Jedes Mining (und damit anteilmäßig jede Transaktion)
ist dermaßen aufwendig, daß die jeweils aktuell stärksten Rechner
der Welt dafür 10 Minuten brauchen.
--> Der Ressourcenverbrauch ist systembedingt gleichbleibend hoch.
Konsequenz: Eine Transaktion dauert ungefähr 10 Minuten.
(Es gibt Systeme, dafür zu sorgen, daß eine eigene Transaktion
bevorzugt behandelt wird.)
Fälschungssicherheit ist gegeben:
Wem es gelingt, einen Block zu "fälschen", hat damit automatisch
einen "echten" Block erzeugt.
("Wir erklären das Falschgeld zu echtem Geld
und sorgen dafür, daß dessen Herstellung so aufwendig ist,
daß man sich das Geld redlich verdient hat.")
Zahlungsnachweis ist gegeben:
Die Blockchain sorgt mit kryptographischen Methoden dafür,
daß die darin gespeicherten Daten nicht mehr nachträglich
geändert werden können.
- Schwachstellen von Bitcoin: 51-Prozent-Angriff
https://en.wikipedia.org/wiki/Double-spending#51%_attack
Wird 51% Attack genannt (wobei 50%+Epsilon natürlich reichen würde)
Die nachträgliche Nichtveränderbarkeit der Blockchain ist nur
dann gewährleistet, wenn keine beteiligte Partei mehr als 50%
der Gesamt-Rechenleistung kontrolliert.
- Größtes Problem (im Sinne der Nachhaltigkeit):
hoher Ressourcenverbrauch
- Energiebedarf der Rechner, Stand 2021:
120 Terawattstunden (TWh)
Zum Vergleich:
https://www.laenderdaten.de/energiewirtschaft/elektrische_energie/stromverbrauch.aspx
China: 5.920.000.000.000 kWh = 5920 TWh
Deutschland: 514.600.000.000 kWh = 514 TWh
Schweden: 125.400.000.000 kWh = 125,4 TWh
Niederlande: 106.000.000.000 kWh = 106 TWh
- Hardware-Bedarf:
Standard-Rechner sind zu langsam. --> spezielle Rechner
FPGA (Freely Programmable Gate Arrqay, umprogrammierbare Hardware)
--> immer noch zu langsam
ASIC (Application-Specific Integrated Circuit, speziell angefertigte Hardware)
--> veralten, danach für nichts anderes einsetzbar
Aufgabe, 23.05.2022, 16:13:58
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Vergleich des Bitcoin-Systems mit anderen, rein digitalen Systemen
- andere Krypto-Währungen
(z.B. mit Proof of Stake statt Proof of Work)
- GNU Taler
(anonym, mit Einbeziehung der Banken)
- "Ewiges Logfile"
(1990er Jahre, Vorläufer(?) der Blockchain)
Vergleich der Ergebnisse um 17:30 Uhr
Ergebnisse, 23.05.2022, 17:31:53
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- Umweltfreundlichere Alternativen zu Bitcoin:
https://cryptoticker.io/de/5-umweltfreundliche-kryptowahrungen/
Was kostet der Konsensmechanismus?
- Cardano: full Proof of Stake
Die Sicherheit hängt nicht vom Energieverbrauch ab.
- Ripple: Beglaubigung der Knoten
--> nicht mehr konsequent dezentral
- Polkadot: Proof of Stake
- EOS: delegated Proof of Stake
- IOTA: nicht dezentral
(dezentral wäre es mit Proof of Work)
Proof of Stake: https://en.wikipedia.org/wiki/Proof_of_stake#Energy_consumption
ca. 1/1000 des Energieverbrauchs von Proof of Work --> immer noch viel
Dezentralität: Bei erfolgreichen 51%-Angriff auch bei Bitcoin nicht gewährleistet.
Aktuelle Situation: Selbstverpflichtung des 51%-Teilnehmers
Ethereum: aktuell Proof of Work; Wechsel zu Proof of Stake ist angekündigt
Bitcoin mit erneuerbaren Energien: löst nur einen Teil des Problems
(Entweder: nur überschüsseige Energie nutzen --> mehr ASICs erforderlich.
Oder: Energie fehlt anderswo; Hardware-Problem bleibt bestehen.)
- GNU-Taler:
o Taxable Anonymous Libre Electronic Reserves
-> freie Software für Bezahlsystem in traditionellen Währungen
+ datenschutzfreundlich wie klasssisches Bargeld,
aber für Steuerbehörden nachverfolgbar -> gegen Geldwäsche
+ Umtausch von Talern zur jeweiligen Landeswährung möglich durch Exchange-Punkte
+ hoher Energieverbrauch vermieden
+ keine starken Wertschwankungen durch "Kopplung" an traditionelles Währungssystem
-(?) zentrales Netzwerk, hinter welchem regulierte Geschäftsbanken stehen
o Münz-Regulation durch Signaturen der Münzen auf RSA-Basis
Quellen:
https://www.heise.de/news/Projekt-GNU-Taler-Das-quelloffene-Bargeld-4892826.html
https://nlnet.nl/project/GNUTaler/
Für mich stellt sich jetzt die Frage, wie genau das mit dem RSA
funktioniert. Das habe ich noch nicht verstanden.
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