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Know-How

Wozu verwendet Bitcoin eine digitale Signatur?

Digitale Signatur

Um über ein konventionelles Bankkonto verfügen zu können, ist eine Identifikation wie beispielsweise durch eine Unterschrift erforderlich. Im Bitcoin-System ist das genauso, nur wird für diesen Zweck eine digitale Unterschrift verwendet.

Asymmetrische Kryptografie

Ein Vorhängeschloss kann von jedem zugedrückt werden, aber nur der Besitzer eines zu diesem Schloss passenden Schlüssels kann das Schloss öffnen.
Asymmetrische Kryptografie ist eine digitale Version dieser Idee. Jeder Teilnehmer besitzt einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel. Der öffentliche Schlüssel ist frei verfügbar und jeder kann damit eine Nachricht an den Empfänger verschlüsseln. Die Übertragung ist dann sicher und nur der rechtmäßige Empfänger kann mit seinem privaten Schlüssel die Nachricht in Klartext zurück verwandeln.

Digitale Unterschriften mit asymmetrischer Kryptografie

Für eine Unterschrift wird der oben beschriebene Ablauf umgekehrt. Wir wollen also eine Nachricht von einem Teilnehmer des Systems der asymmetrischen Kryptografie unterschreiben lassen. Der Absender wendet seinen privaten Schlüssel auf diese Nachricht an. Das Ergebnis ist eine Zeichenfolge ohne erkennbaren Sinn, die eine digitale Unterschrift darstellt. Der Empfänger der Nachricht hat nämlich den öffentlichen Schlüssel des Absenders zur Verfügung und kann diesen auf die Zeichenfolge anwenden. Das Ergebnis ist die Nachricht im Klartext.
Der Empfänger weiss, dass nur der Besitzer des privaten Schlüssels diese Nachricht erzeugen konnte. Mit diesem Schritt bestätigt der Absender seine Nachricht.

Ist die zu unterschreibende Nachricht länger, wird ein kryptografischer Hashwert der Nachricht digital unterschrieben. Dieser Hashwert wird aus der Nachricht berechnet und stellt eine Zeichenfolge fester Länge dar. Die durch den privaten Schlüssel aus dieser Zeichenkette gebildete Unterschrift wird mit der Nachricht zusammen übermittelt. Der Empfänger berechnet den Hashwert der Nachricht und wendet den öffentlichen Schlüssel auf die digitale Unterschrift an. Stimmen diese Werte überein, ist die Unterschrift gültig. Es ist nämlich nicht möglich, mit bewältigbarem Aufwand eine andere Nachricht zu finden, die denselben Hashwert besitzt.

Digitale Unterschriften im Bitcoin-System

Eine Kontonummer im Bitcoin-System ist eine Kurzform des öffentlichen Schlüssels. Jeder kann auf das Konto mit dieser Kontonummer Coins überweisen. Um über diese Coins verfügen zu können, ist aber der private Schlüssel erforderlich, der diesem Konto zugeordnet ist.

Jeder Überweisungsauftrag mit den darin enthaltenen Transaktionsdaten muss mit dem privaten Schlüssel signiert werden. Nur mit einer gültigen solchen digitalen Signatur wird die Überweisung vom Bitcoin-System akzeptiert und in die Blockchain aufgenommen. Durchgeführt wird diese Signatur von einem Programm, das als Wallet bezeichnet wird.

Für digitale Unterschriften beliebiger Nachrichten ist es ein Problem, die Zuordnung eines Schlüssels mit dem Inhaber korrekt vorzunehmen. Es wäre beispielsweise möglich, dass ein Unbefugter einen öffentlichen Schlüssel unter falschem Namen verfügbar macht und dann Nachrichten an diese Person signiert mit diesem Schlüssel an den Unbefugten geschickt werden.
Im Bitcoin-System existiert dieses Problem nicht, da ein privater Schlüssel für eine Transaktion aus einem Konto nur diesem Konto und nicht einer Person zugeordnet ist.

>> Wöchentliche Neuigkeiten zur Marktentwicklung des Bitcoins könnt ihr hier beantragen: On-Chain-Analysen

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