Wie werden Kryptotransaktionen auf der Blockchain bestätigt?

Transaktionsinitiierung und -weitergabe

1. Ein Benutzer erstellt eine Transaktion, indem er mithilfe seines privaten Schlüssels Eingaben (zuvor nicht ausgegebene Ausgaben), Ausgaben (Empfängeradressen und Beträge) und eine digitale Signatur angibt.

2. Die signierte Transaktion wird an einen Knoten im Netzwerk gesendet, der seine kryptografische Integrität validiert und anhand seiner lokalen Kopie des UTXO-Sets auf Doppelausgaben prüft.

3. Gültige Transaktionen werden an benachbarte Knoten weitergeleitet und verbreiten sich innerhalb von Sekunden schnell über das Peer-to-Peer-Netzwerk.

4. Knoten unterhalten einen Speicherpool (Mempool), in dem unbestätigte Transaktionen auf die Aufnahme in einen Block warten.

5. Transaktionsgebühren beeinflussen die Priorität; Transaktionen mit höheren Gebühren werden oft schneller verbreitet und von Minern oder Validatoren früher berücksichtigt.

Ausführung des Konsensmechanismus

1. In Proof-of-Work-Systemen wie Bitcoin konkurrieren Miner darum, ein rechenintensives kryptografisches Rätsel zu lösen, das an einen Kandidaten-Blockheader gebunden ist.

2. Das Rätsel erfordert das Finden einer Nonce, sodass der SHA-256-Hash des Blockheaders unter einen dynamisch angepassten Zielschwierigkeitsgrad fällt.

3. In Proof-of-Stake-Netzwerken wie Ethereum nach der Fusion werden Validatoren pseudozufällig basierend auf abgesteckten ETH und protokolldefinierten Gewichtungsregeln ausgewählt.

4. Ausgewählte Validatoren schlagen neue Blöcke vor und bescheinigen ihre Gültigkeit durch kryptografische Signaturen, wobei die Endgültigkeit durch überlappende Bescheinigungen über mehrere Slots hinweg entsteht.

5. Fork-Choice-Regeln – wie Ethereums LMD-GHOST oder die Longest-Chain-Regel von Bitcoin – bestimmen, welcher Kettenzweig als kanonisch gilt, wenn konkurrierende Blöcke gleichzeitig entstehen.

Blockkonstruktion und Inklusion

1. Miner oder Proposer stellen einen Block zusammen, der einen Blockheader, einen Transaktionszähler und eine Merkle-Wurzel enthält, die aus allen enthaltenen Transaktionen abgeleitet wird.

2. Jede Transaktion wird einzeln gehasht, dann gepaart und rekursiv gehasht, bis ein einziger 32-Byte-Merkle-Root übrig bleibt – was effiziente und manipulationssichere Einschlussnachweise gewährleistet.

3. Zu den Blöcken gehören Metadaten wie Zeitstempel, vorheriger Block-Hash, Schwierigkeitsziel und Nonce (in PoW) oder Slot-Nummer und Ausschusszuweisungen (in PoS).

4. Sobald der Block erstellt ist, wird er an das Netzwerk gesendet und löst eine unabhängige Überprüfung durch vollständige Knoten aus, bevor er zu ihrem lokalen Blockchain-Status hinzugefügt wird.

5. Die Verifizierung umfasst die Überprüfung der Signaturgültigkeit, der Skriptausführung (z. B. P2PKH, Multisig oder Smart-Contract-Logik), der Einhaltung von Konsensregeln und der Einhaltung von Gasgrenzwerten (sofern zutreffend).

Bestätigungstiefe und Unveränderlichkeit

1. Von einer Transaktion wird gesagt, dass sie eine Bestätigung hat, sobald sie in einem Block erscheint, der Teil der aktuell besten Kette ist, die dem Knoten bekannt ist.

2. Nachfolgende Blöcke, die auf diesem Block aufgebaut werden, erhöhen die Bestätigungsanzahl – jeder zusätzliche Block verringert exponentiell die Wahrscheinlichkeit einer Neuorganisation.

3. In Bitcoin werden sechs Bestätigungen aufgrund des Rechenaufwands, der erforderlich ist, um diese Tiefe der Geschichte neu zu schreiben, allgemein als wirtschaftlich sicher behandelt.

4. Ethereum verwendet Endgültigkeitskontrollpunkte: Nach zwei aufeinanderfolgenden Epochen (jeweils 64 Blöcke) kann ein Kontrollpunkt als gerechtfertigt markiert werden; Nach einer weiteren Epoche wird es durch Casper FFG finalisiert.

5. Abgeschlossene Blöcke können nicht rückgängig gemacht werden, ohne einen wesentlichen Teil des Validatorsatzes zu kürzen, was sie kryptoökonomisch unumkehrbar macht.

Häufig gestellte Fragen

F: Was passiert, wenn eine Transaktion tagelang unbestätigt bleibt? Es kann aufgrund einer niedrigen Gebührenschätzung, einer Überlastung des Mempools oder nicht standardmäßiger Skriptmuster, die von den Standardknotenrichtlinien abgelehnt werden, hängen bleiben.

F: Kann eine bestätigte Transaktion jemals rückgängig gemacht werden? Nein – sobald sie unter ehrlichen Mehrheitsannahmen in einen endgültigen Block aufgenommen wurden, würde eine Umkehrung die Verletzung kryptografischer Grundelemente oder die Kompromittierung von mehr als 2/3 der eingesetzten Vermögenswerte (in PoS) oder mehr als 50 % der Hash-Leistung (in PoW) erfordern.

F: Verwenden alle Blockchains dasselbe Bestätigungsmodell? Nein – einige Ketten wie Solana priorisieren die Endgültigkeit unter einer Sekunde über Tower BFT, während andere wie Bitcoin die probabilistische Sicherheit im Laufe der Zeit durch die Anhäufung von Kettengewichten betonen.

F: Wie überprüfen Light-Clients Bestätigungen, ohne vollständige Blöcke herunterzuladen? Sie verlassen sich auf reine Header-Synchronisierung und kryptografische Beweise – wie SPV-Proofs für Bitcoin oder Light Client Sync Protocols in Ethereum –, um Inklusion und Konsens ohne vollständige Statusreplikation zu validieren.