Am 31. Oktober 2008 veröffentlichte ein gewisser Satoshi Nakamoto einen wissenschaftlichen Aufsatz. Satoshi wer? Ein mutiger Student vielleicht? Gefühlt war es der hundertste Anlauf, ein Problem zu lösen, das bis dahin alle virtuellen Währungen plagte. Wie verhindert man, dass digitales Geld zweimal ausgegeben werden kann, lassen sich doch alle Daten beliebig kopieren? In der Welt der realen Währungen wachen Banken oder Clearinghäuser darüber, dass alle Buchungen korrekt sind. Nakamoto behauptete nun, eine Lösung zu haben, die ohne zentrale Prüfstellen auskommt und zugleich fälschungssicher ist.

Nakamoto lieferte bald eine selbst geschriebene Software nach und lud Programmierer ein, sie auszuprobieren und mit ihm weiterzuentwickeln. Am 3. Januar 2009 um 18.15 Uhr Weltzeit startete er das System. Dessen Name: Bitcoin. Nakamoto ahnte wohl selbst nicht, welchen Hype er damit auslösen würde. "Das Geld der Zukunft", "das Ende der Banken" – Digital- und Finanzexperten überschlugen sich vor Begeisterung.

Doch da war Nakamoto schon abgetaucht. Seine Software übergab er einem Team von Entwicklern und stellte fortan seine Kommunikation mit ihnen ein. Ob Nakamoto ein Mann, eine Frau, eine Gruppe ist, niemand weiß es bis heute. Doch schon seine E-Mail-Adresse bei gmx.com hätte Zweifel daran aufkommen lassen müssen, ob hier wirklich ein japanischer Programmierer am Werk war, wie er von sich behauptete.

Klar ist jedoch, dass Nakamoto etwas Außergewöhnliches geschaffen hat. Damit ist nicht die Digitalwährung Bitcoin selbst gemeint. Die hat Spekulationsblasen erlebt, so wie andere Währungen, zwischenzeitlich stieg der Wert eines Bitcoin auf 20.000 Dollar. Nein, Nakamoto fügte theoretische Überlegungen, die zum Teil seit den 1980er Jahren kursierten, zu einer neuen Art von Datenbank zusammen, die auf viele Tausend Rechner verteilt und durch Verfahren aus der Kryptografie gegen Manipulation geschützt ist. Die vielleicht größte Umwälzung seit Erfindung der doppelten Buchführung. Ihr Name: Blockchain, auf Deutsch: Kette von Blöcken. Der Bitcoin war nur die erste Anwendung.

Was genau ist die Blockchain, am Beispiel des Bitcoin? Sie ist die Geschichte aller Bitcoins, die je geschaffen oder überwiesen wurden. Anstatt in einem zentralen digitalen Kassenbuch ist diese Geschichte jedoch in sogenannten Blöcken festgehalten. Sie liefern den Nachweis, dass jemand zu einem Zeitpunkt genug Bitcoins bekommen hat, um sie ausgeben zu können.

Dieser Text stammt aus dem ZEIT WISSEN Magazin 3/18.

In den Blöcken werden bis zu tausend Überweisungen zusammengefasst und dank mathematischer Finesse mit älteren Blöcken verkettet. Diese Verkettung erfolgt über eine Reihe von Prüfzahlen, sogenannten Hashs. Ändert jemand nachträglich auch nur ein Bit in einer älteren Überweisung, würde dies deren Hash und damit alle in der Kette folgenden Hashs verfälschen. Die Manipulation würde sofort durch die vielen anderen Rechner im System entdeckt.

Die Knotenrechner sammeln in Abständen alle neuen Überweisungen, um sie zu einem Bündel, sprich einem neuen Block zu schnüren. Die Knotenrechner müssen dabei zwei Aufgaben erledigen: zum einen jede Transaktion auf ihre Richtigkeit prüfen, also in älteren Blöcken prüfen, ob jemand wirklich genug Bitcoins bekommen hat, um sie nun an jemand anders zu überweisen. Die korrekten Transaktionen werden dann alle mit einem Hash, also einer Prüfzahl, versehen.

Die zweite Aufgabe des Knotenrechners ist dann, aus dem Gesamt-Hash der gesammelten Transaktionen, dem Zeitstempel des Blocks und der Prüfzahl des letzten schon existierenden Blocks einen eigenen Hash für den neuen Block zu berechnen. Dazu muss der Knotenrechner ein mathematisches Rätsel mithilfe einer "Nonce" genannten Zahl suchen.