Kryptographie und IT-Sicherheit

Transkript

1 Kryptographie und IT-Sicherheit Bitcoin Christoph Schwengler, Dennis Strähhuber, Oliver Remy / 35

2 Inhalt / 35

3 1. Bitcoin - virtuelle Währung Dezentrale virtuelle Währung in einem Peer-to-Peer Netzwerk 2008 von Satoshi Nakamoto veröffentlicht Mathematisches Konzept anstelle von zentraler Autorität oder Vermittler zur Senkung der Transaktionskosten Mai 2010 erste reale Bitcoin Zahlung: Programmierer in Florida bezahlt 2 Pizzen mit Bitcoins der Zeitwert heute entspricht ca. 4,5 Mio. Euro 3 / 35

4 1. Bitcoin - virtuelle Währung Abbildung: Kursentwicklung des Bitcoin Sehr heftige Kursschwankungen 4 / 35

5 2. EZB unterteilt in drei Erscheinungsformen 1 geschlossene virtuelle Währung (z.b. Währung in MMORPGs) 2 unidirektionale virtuelle Währung (z.b. Facebook Credits) 3 bidirektionale virtuelle Währung (z.b. Bitcoin) 5 / 35

6 3.1 Zahlungsmittelfunktion Wertaufbewahrungsfunktion Recheneinheitsfunktion 6 / 35

7 3.1 Zahlungsmittelfunktion Allgemein: Wichtigste und bekannteste Funktion einer Währung Naturalwirtschaft: double coincidence of wants Geld als universales Tauschgut Bitcoin: Bitcoins genau aus diesem Grund erfunden Dennoch Anfangs nicht sehr hohe Akzeptanz Bitcoin auf dem Weg diese Funktion immer stärker zu erfüllen 7 / 35

8 3.1 Wertaufbewahrungsfunktion Allgemein: Löst die zeitliche und räumliche Problematik Wert des Tauschmittels bleibt relativ stabil Lebensmittel beispielsweise könnten verfaulen, was zu Wertverfall führt Bitcoin: Sehr starke Kursschwankungen abhängig von Popularität und Akzeptanz Nicht sicher dass der BTC in naher Zukunft noch denselben Wert besitzt Bitcoin erfüllt die Wertaufbewahrungsfunktion nicht 8 / 35

9 3.1 Recheneinheitsfunktion Allgemein: Kein subjetiver Wert der jeweiligen Betrachtung des Besitzers der Tauschware Jeder Ware kann ein absoluter Preis in Geldeinheiten zugeteilt werden Bitcoin: im Programmcode realisiert kleinstmögliche Einheit BTC = 1 Satoshi BTC erfüllt diese Funktion 9 / 35

10 3.2 Knappheit bzw. Seltenheit Haltbarkeit Homogenität Teilbarkeit 10 / 35

11 3.2 Knappheit bzw. Seltenheit Allgemein: Kleinere Mengen Geldeinheiten sollen Tauschgeschäft ermöglichen Bitcoin: Abhängig vom Kurs kann die Marktkapitalisierung stark schwanken Maximalanzahl und Dezimalstellen könnten durch Kernentwickler verändert werden Knappheit deshalb nur teilweise erfüllt 11 / 35

12 3.2 Haltbarkeit Allgemein: Waren- und Naturalgüter verlieren im Laufe der Zeit an Substanz und Qualität Geld soll also seinen Wert im Zeitverlauf halten Bitcoin: Durch sichert sich das Netzwerk selber ab Technisch nicht möglich Bitcoins zu zerstören Bitcoin erfüllt diese Eigenschaft 12 / 35

13 3.2 Homogenität Allgemein: Selbe Qualität und Beschaffenheit innerhalb des Geldes Naturalgüter unterscheiden sich oft in Größe, Gewicht oder Form Bitcoin: Schlecht auf Digitale Währung anwendbar, da Bezug auf Beschaffenheit, Optik, Design oder Form Dadurch lösst sich diese Eigenschaft weder bestätigen noch abstreiten 13 / 35

14 3.2 Teilbarkeit Allgemein: Es sollen sowohl sehr große als auch besonders kleine Mengen tauschbar sein ohne dass die Transport oder Transaktionskosten dabei signifikant steigen Bitcoin: Münzen können in 8 Nachkommastellen unterteilt werden Preise niedriger als 1 Cent können damit realisiert werden Eigenschaft vom Bitcoin erfüllt 14 / 35

15 5. Enthalten keine Geldeinheiten, sondern Schlüsselpaare (Private/Public Key) Verwaltung von Beispiele: Bitcoin Core(C++), (Java), Armory(Python) 15 / 35

16 5. Abbildung: Bitcoin Core 16 / 35

17 5. Bitcoin Schlüssel Private Key ist eine Zufallszahl zwischen 1 und Public Key wird aus Private Key berechnet werden. Elliptische-Kurven-Kryptosystem ECDSA in standardisierter 256-Bit-Konfiguration secp256k1. Private Key dient zum Signieren von. Verlust bedeutet auch Verlust der dazugehörigen Bitcoins. 17 / 35

18 5. Bitcoin Adresserzeugung Abbildung: Bitcoin Adresserzeugung 18 / 35

19 6. ist eine Library für das Bitcoin Protokoll Nur kleiner Teil der wird heruntergeladen Benutzt Bitcoin Testnet 19 / 35

20 7. Nachricht an das Bitcoin Netzwerk mit Sender, Empfänger, Bitcoins und Digitaler Signatur Signatur wird durch den private key des Wallets erzeugt Andere Knoten im Netzwerk können mithilfe des public keys die Signatur verifizieren 20 / 35

21 7. Transaktion Beispiel Alice will Bob 5 Bitcoins überweisen. Abbildung: Transaktions Beispiel 21 / 35

22 7. Transaktion Beispiel Eine echte Transaktion als Beispiel. Abbildung: In/Outputs 22 / 35

23 7. Transaktionskette Abbildung: Transaktionskette 23 / 35

24 7. Double Spending Problem Digitale Signatur Referenzierte Inputs Abbildung: Double Spending Problem 24 / 35

25 8. Zur Lösung des double spending problems werden in Blöcke zusammengefasst Zur Einigung, welche gültig sind 25 / 35

26 8.1 Ungeordnete 26 / 35

27 9. werden zusammen mit einem Zufälligen Guess gehasht muss unter einen gewissen Wert kommen 27 / 35

28 9. Wenn zwei Blöcke gleichzeitig gefunden werden, wird die aufgeteilt 28 / 35

29 9.1 Verzweigungen 29 / 35

30 9.2 Sobald jetzt der nächste Block gefunden wird, wird die längste Kette als gültig akzeptiert und die Kürzere Kette verworfen 30 / 35

31 Derjenige der den Block löst bekommt eine Belohnung Abbildung: Anzahl Bitcoins über Zeit 31 / 35

32 10. Angriffszenario Abbildung: 51 Prozent Angriff 32 / 35

33 10. Transaktionssignatur für jede Transaktion anders keine Fälschung von ohne des private Keys Sicherheit beruht auf Integrität der längsten Kein direkter Diebstahl möglich, nur des privaten Schlüssels 33 / 35

34 10.1 Bitcoin Anonymität Nur IP und public key sichtbar Anzahl an möglichen public keys beträgt Anonyme Erzeugung des private/public keys 34 / 35

35 Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Christoph Schwengler, Dennis Strähhuber und Oliver Remy 35 / 35