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Bitcoin nutzt – so wie alle anderen wichtigen Kryptowährungen auch – bestimmte kryptographische Verfahren, um Transaktionen zu sichern. Hierbei kommen die folgenden Elemente zum Einsatz:

 – private Schlüssel (Private Keys),

 – öffentliche Schlüssel (Public Keys),

 – Bitcoin-Adressen (auch Wallet-Adressen oder Bitcoin-Wallet-Adressen genannt),

 – digitale Signaturen.

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In der Bitcoin-Blockchain wird die Gültigkeit von Transaktionen (und somit die Möglichkeit, über Bitcoin zu verfügen) durch digitale Schlüssel, Bitcoin-Adressen und digitale Signaturen nachgewiesen.

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Die genannten Entitäten hängen wie folgt zusammen:

 – Der Private Key entspricht einer Zufallszahl (mit 256 Byte Länge), die der Nutzer selbst wählen (oder besser noch: mit bestimmten Tools erzeugen) kann.

 – Der Public Key wird aus dem Private Key durch Anwenden einer Falltür-Funktion3 errechnet. Die Falltür-Funktion stellt sicher, dass der Aufwand, den private Key aus dem Public Key „zurückzurechnen“ astronomisch hoch wäre. Der Public Key wird erst in dem Moment benötigt (und somit auch erst sichtbar), wenn ein Nutzer über empfangene Bitcoin verfügen möchte (s.u.).

 – Die Information, die der Sender zur Kennzeichnung des Adressaten wirklich benötigt, ist die Bitcoin-Adresse des Empfängers. Diese wird wieder durch Anwenden eines falltürartigen4 Ansatzes aus dem Public Key ermittelt.

 – Mit der digitalen Signatur (die aus den Transaktionsdaten und dem Private Key errechnet wird) kann ein Nutzer über die an seine Adresse gesendeten Bitcoin verfügen, da er dem Bitcoin-Netzwerk gegenüber nachweisen kann, dass er über den zur entsprechenden Bitcoin-Adresse zugehörigen Private Key verfügt – und zwar ohne, dass er den Private Key explizit zeigen muss (sichtbar wird nur die digitale Signatur).

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Die digitalen Schlüssel und die Bitcoin-Adressen eines Benutzers sind also völlig unabhängig von der Bitcoin-Blockchain und können vom Benutzer ohne Bezugnahme auf die Blockchain erzeugt und verwaltet werden. Dies muss aus Sicherheitsgründen natürlich auch so sein.