Wat is Bitcoin

YouTube Preview Image

Een compleet nieuw paradigma

Liberty Dollar - debitcoin.org

Hoewel het ontstaan van geld oorspronkelijk de samenwerking tussen mensen moest bevorderen en vereenvoudigen, hebben overheden er in de loop der tijd een steeds gesofistikeerder instrument van sociale controle van gemaakt. Zij die een nieuwe vrije munt wilden creëren (dus zonder regels van bovenaf) moesten daarom steeds de lange – en overigens zeer goed bewapende – arm der wet trotseren.

Een van de vele slachtoffers is Bernard von Nothaus, bedenker van de Liberty Dollar. Hij werd veroordeeld tot een gevangenisstraf, nadat bij een inval door de FBI beslag werd gelegd op al het goud en zilver dat garant stond voor zijn munt. Andere bekende gevallen zijn het bedrijf eGold, dat het mogelijk maakte om te handelen in digitale, door goud gedekte betalingsopdrachten (en dat eveneens door de Amerikaanse overheid werd geruïneerd) en Goldmoney, dat vanwege aanhoudende pesterijen van diezelfde overheid zijn activiteiten in verschillende landen moest staken, en zich genoodzaakt zag het online betaalsysteem volledig uit de ether te halen.

Met de komst van Bitcoin breekt echter een nieuw tijdperk aan. Deze digitale munt ademt toekomstvisie en verenigt alle goede eigenschappen van een indirect ruilmiddel (geld), zonder de bijhorende nadelen ervan: hoge vervoers- en transactiekosten, blootstelling aan beveiligingsrisico’s en inbreuken op de privacy, het kunstmatig verhogen van krediet voor politieke doeleinden (de voornaamste oorzaak van de conjunctuurschommelingen) en inflatie (verlies van koopkracht) door buitenproportionele toename van de maatschappelijke geldhoeveelheid, om maar een paar ontwrichtingen te noemen die de overheid op haar kerfstok heeft. Dat belooft dus, maar wat is Bitcoin nu precies?

Algemeen

Bitcoin is een gedecentraliseerde, elektronische munteenheid die in 2009 werd ontwikkeld door de persoon die schuilgaat achter het pseudoniem Satoshi Nakamoto. De naam Bitcoin verwijst ook naar de vrije software die Nakamoto heeft ontworpen voor het beheer van deze munt en naar het p2p-netwerk (peer-to-peer, oftewel het netwerk van “gelijkwaardige computers” onder hetzelfde protocol), dat de software ondersteunt.

Bitcoinlogo - debitcoin.org

In tegenstelling tot de meeste munteenheden hangt de werking van Bitcoin niet af van een centrale instelling, maar wel van een distributed database. Om te voorzien in de nodige beveiliging, zoals de garantie dat bitcoins alleen kunnen worden uitgegeven door de persoon die er eigenaar van is, en nooit meer dan één keer, maakt de door Nakamoto ontworpen software gebruik van cryptografie.

Bitcoin is een van de eerste implementaties van het concept cryptocurrency en zonder twijfel de meest succesvolle tot nu toe. Nakamoto haalde de mosterd voor zijn idee bij de cryptograaf Wei Dai, die het op de bekende Cypherpunks-mailinglist al in 1998 voor de eerste keer over een vorm van elektronisch geld had dat ontraceerbaar is en waarvan de eigenaars desgewenst anoniem kunnen blijven.

Maar Nakamoto’s grootste verdienste is wellicht dat hij een oplossing vond voor het geval van double spending, een probleem dat vele programmeurs en economen nachtmerries bezorgde: Om te vermijden dat een bitcoin meer dan één keer door eenzelfde persoon kan worden uitgegeven (met andere woorden om vervalsingen tegen te gaan), maakt het netwerk gebruik van wat Nakamoto omschrijft als een distributed time server, een soort logboek dat de transacties bijhoudt en in chronologische volgorde rangschikt, en een modificatie van die gegevens onmogelijk maakt. Dat laatste wordt gegarandeerd door de proof-of-work schakels (die als ‘bevestigingen’ fungeren). Verder in deze rubriek zullen we zien het de bitcoinminers zijn die dit werk, in ruil voor bitcoins, uitvoeren.

Hoewel het versturen van bitcoins onmiddellijk gebeurt en ook om het even welk ander proces live kan worden gevolgd, worden transacties pas als definitief beschouwd na de voltrekking van het clearingproces, een procedure waarbij de bitcoinsoftware (genaamd de bitcoinclient of de Client) een bepaalde transactie verschillende malen confirmeert. Hoe meer bevestigingen er zijn, hoe kleiner de kans om slachtoffer te worden van het probleem van double spending. Wanneer het netwerk meer dan vijf bevestigingen heeft gegenereerd, wordt een transactie technisch gezien zelfs onomkeerbaar.

Veiligheid

Tot op vandaag is er nog geen enkel geval van double spending bekend. In theorie is zo’n aanval echter wel mogelijk wanneer en zolang de hacker de controle bezit over minstens 51% van de rekenkracht van alle computers die het netwerk beschermen. Maar het misleiden van het netwerk gedurende de tijd die nodig is om amper één double spending te kunnen uitvoeren, zou vanuit economisch en organisatorisch oogpunt een slechte keuze zijn. Het feit dat het computernetwerk van Bitcoin vele malen meer rekenkracht bezit dan de 100 snelste supercomputers bij elkaar, en dat de poging tot double spending daardoor een erg grote investering en complexe organisatie zou vergen, maakt het evident dat het aanwenden van die middelen onder het protocol van Bitcoin een stuk winstgevender zou zijn. Daarnaast werd de broncode recent nog aangepast om de detectie en neutralisatie van dergelijke aanvallen makkelijker te maken – ongeacht de motivatie van de hacker.

Voor de overgrote meerderheid van zij die bitcoins accepteren, volstaat een enkele bevestiging. Kleine bedragen worden in de praktijk zelfs vaak meteen geaccepteerd – dus nog vooraleer ze door het netwerk zijn bevestigd.

De gegevens waarmee je de controle over je bitcoins uitoefent, kunnen worden opgeslagen op om het even welke drager (harde schijf, geheugenkaart, usb-stick, cd, je mailbox, enzovoort) in een digitale portefeuille, de zogenaamde wallet, of kunnen ook voor je worden bewaard door websites die bitcoinaccounts aanbieden. En ook buiten de digitale weg om kan je die informatie bewaren: schrijf het op een papiertje of onthou het zelfs gewoon. Met die gegevens kunnen bitcoins vervolgens via het internet worden overgedragen aan iedereen die over een bitcoinadres beschikt, wat je kunt vergelijken met het versturen van een e-mail naar een bepaald e-mailadres.

Volgens experts is een transactie tussen bitcoingebruikers – dankzij haar cryptografische architectuur – vele malen veiliger dan een transactie tussen traditionele bankrekeningen. En dat is nog buiten het risico van kwaadaardige inmenging door derden uit het bankwezen gerekend. De bitcoinbroncode is overigens vrij in te kijken door eenieder die geïnteresseerd is en haar aan een grondig onderzoek wil onderwerpen. De broncode voorziet ook in de mogelijkheid om indien nodig toekomstige updates door te voeren om eventuele gaten in het systeem te dichten (indien nodig zelfs decennia van tevoren).

Samengevat

In het kort kan je zeggen dat Bitcoin functioneert als een gedecentraliseerde boekhouding, waardoor de saldi niet aan de gebruikers zelf, maar aan de door hen beheerde publieke adressen zijn gelinkt. De historiek van alle bitcointransacties blijft opgeslagen in de blockchain (zie verder), een over het netwerk verspreide database die alle transacties in elk knooppunt in het netwerk registreert. Die knooppunten zijn niets meer dan computers die de Client draaien, en die verspreid over de hele wereld door het internet met elkaar verbonden zijn.

Het feit dat het bitcoinnetwerk een peer-to-peer netwerk is, maakt gecentraliseerde controle over het systeem onmogelijk. Dit voorkomt een willekeurige verhoging van het aantal bitcoins dat in omloop is (wat tot inflatie zou leiden) en elke andere vorm van manipulatie van de waarde ervan door de staat.

Technische details

Voor de technische basisprincipes van het systeem lees je best de paper die Satoshi Nakamoto er in 2008 zelf over schreef.

Publiek adres

Elke deelnemer aan het bitcoinnetwerk beschikt over een wallet die cryptografische sleutelparen bevat. De zichtbare bitcoinadressen zijn afgeleid van de publieke sleutels van elke gebruiker, die op hun beurt functioneren als afzenders of ontvangers van alle bitcoinbetalingen. Voor elke publieke sleutel bestaat één corresponderende private sleutel, zonder dewelke een gebruiker geen enkele betaling vanuit zijn wallet kan uitvoeren.

De publieke adressen bevatten niet de minste informatie over de eigenaars van de wallets. Ze bestaan uit een combinatie van 33 geheel willekeurig gekozen letters en cijfers, en zien er bijvoorbeeld zo uit:

1rYK1YzEGa59pl314159KUF2Za4jAYYTd

Bitcoingebruikers kunnen ook meerdere adressen beheren. Op het aantal mogelijke nieuwe adressen staat zelfs geen limiet en het aanmaken ervan is bijzonder eenvoudig.  Zo’n nieuw adres creëren is immers niet meer dan het genereren van een nieuw sleutelpaar (publieke en private sleutel), wat perfect zonder tussenkomst van enig knooppunt in het netwerk gebeurt. Gebruikers die volledig anoniem willen blijven, kunnen dus voor elke transactie een nieuw adres aanmaken. 

Transacties

Wanneer gebruiker A bitcoins verstuurt naar gebruiker B, dan doet gebruiker A afstand van zijn bitcoins door ze toe te voegen aan het publieke adres van gebruiker B en de daaruit resulterende combinatie te ondertekenen door middel van zijn eigen private sleutel. Dankzij het gebruik van asymmetrische cryptografie is het echter onmogelijk de private sleutel uit de handtekening af te leiden. Deze informatie wordt vervolgens als nieuwe transactie naar het hele p2p-netwerk verstuurd. Vooraleer de transactie door het netwerk wordt geaccepteerd, zullen de overige knooppunten zowel het aantal bitcoins dat betrokken is bij de transactie verifiëren, alsook de authenticiteit van de cryptografische handtekeningen.

Bitcoin Qt - de Bitcoinsoftware

Bitcoin Qt – de Bitcoinsoftware

Blockchain

Geen enkele naar het netwerk verzonden transactie is onmiddellijk ‘officieel’. De transactie moet daarvoor eerst worden opgenomen in het collectief bijgehouden logboek van alle bitcointransacties: de blockchain. Deze keten van transactieblokken is het werk van de bitcoinminers, dit zijn de computers in het netwerk die de bitcoinsoftware hebben geïnstalleerd en via het internet met elkaar in verbinding staan.

Elke computer in het bitcoinnetwerk (een zogenaamd knooppunt of node) verzamelt alle onbevestigde transacties in een soort archief (het ‘kandidaat-blok’). Dit archief bevat verwijzingen zowel naar de nog niet bevestigde transacties als naar het laatst gevalideerde blok waar die computer weet van heeft. Wat daarna gebeurt is dat de verschillende knooppunten elkaar gaan beconcurreren in de zoektocht naar een hash (een willekeurige code) in dit blok. Ze doen dit door middel van het zogenaamde trial-and-error proces (d.w.z. dat ze net zo lang proberen tot ze de oplossing hebben gevonden), wat heel wat rekenkracht vergt. De computer die de hash uiteindelijk ontdekt, en daarmee de code van het blok dus kraakt, stuurt deze naar alle overige knooppunten in het netwerk door. Alvorens ze te bevestigen, controleren ook zij de oplossing, en voegen ze het betreffende blok ten slotte aan de blockchain toe.

Hoewel geen enkele bitcoingebruiker ertoe gedwongen wordt zijn identiteit vrij te geven, wordt elke transactie die ooit werd uitgevoerd, opgeslagen in de blockchain. Die database, die voor iedereen toegankelijk is en bij alle knooppunten is opgeslagen, bevat de volledige eigendomsoorsprong van alle bitcoins (of fracties ervan) vanaf het ontstaan van Bitcoin tot en met vandaag. Iemand die dezelfde bitcoins meer dan één keer zou willen uitgeven (double spending) zal op die manier onmiddellijk door het netwerk gedetecteerd worden, dat de tweede, ongeldige transactie prompt zal weigeren.

Blockchain - debitcoin.org

De hoofdketen in het zwart vormt de langste ketting vanaf de creatie van Bitcoin (in het groen) tot en met het laatste blok. De grijze blokken maken er geen deel van uit en worden dan ook niet gebruikt.

De blockchain is volledig transparant: iedereen kan op elk moment van de dag om het even welke transactie opzoeken. Of die nu jaren geleden, of zonet nog heeft plaatsgevonden. Heel wat diensten bieden dan ook real-time monitoring aan zodat je alle transacties die plaatsvinden ook in real-time kan volgen.

Hoe worden bitcoins gegenereerd?

Het bitcoinnetwerk creëert en verspreidt ongeveer zes keer per uur een lot met nieuwe bitcoins. Zo’n lot wordt telkens willekeurig toegekend aan een van de bitcoinminers. Het genereren van bitcoins staat bekend als minen, een term die verwijst naar de goud- en zilvermijnen van vroeger. Hoe meer rekenkracht je computer aan het netwerk bijdraagt in verhouding tot de rekenkracht van alle andere computers samen, hoe hoger de kans dat je een lot bitcoins wordt toegewezen.

De eerste node die het cryptografisch probleem van het kandidaat-blok oplost, ontvangt het nieuwe lot bitcoins. De miners kunnen zich via het internet echter ook verenigen en een ‘mining pool’ vormen. De aangesloten miners komen in dat geval overeen de verkregen bitcoins gelijk onder elkaar te verdelen.

Een lot bevat nooit meer dan 50 bitcoins. Naarmate de tijd vordert, wordt de beloning voor de miners (het aantal bitcoins per lot) bovendien steeds kleiner, zodat de toename van de geldhoeveelheid perfect voorspelbaar is en uiteindelijk nihil wordt. Nooit zullen er meer dan 21 miljoen bitcoins bestaan.

Om te garanderen dat er om de tien minuten een lot bitcoins vrijkomt, bepaalt het bitcoinprotocol dat de moeilijkheidsgraad van het op te lossen probleem elke twee weken opnieuw aan de totale rekenkracht van het netwerk wordt aangepast. Vandaag is het ontrafelen van het cryptografisch raadsel van een kandidaat-blok reeds dermate moeilijk, dat het voor gewone pc-gebruikers al lang niet meer mogelijk is om bitcoins te ontvangen. De meeste gebruikers verdienen hun bitcoins nu in ruil voor producten die zij verkopen, op ‘trading’-sites en/of door het handelen met andere miners of bedrijven die bitcoins tegen een commissie verkopen.

Transactiekosten

Gezien de knooppunten in het netwerk niet verplicht zijn om transacties in de blocks die zij genereren op te nemen, kunnen de bitcoinafzenders er geheel vrijwillig voor kiezen een bepaalde transactiekost te betalen. Door dit te doen worden de miners van het netwerk niet alleen gemotiveerd, maar wordt de transactie ook versneld. Bitcoinminers ontvangen trouwens steeds het totaal van de vergoedingen voor alle transacties in de blokken die zij hebben opgelost.

Deze tarieven zijn slechts een fractie van de verstuurde hoeveelheid bitcoins, zeker als je ze vergelijkt met die van om het even welk ander betalingssyteem. Bij een transactie van 100 bitcoins bijvoorbeeld, kan het zijn dat de software ons een tarief van amper 0,005 bitcoins voorstelt.

Wanneer met verloop van tijd de beloning per blok kleiner wordt, zullen transactiekosten een belangrijkere rol gaan spelen. De reden daarvoor is immers dat die voor de miners dan de belangrijkste stimulans zullen gaan worden, aangezien het grootste deel van hun inkomsten niet langer uit het minen, maar uit het totaal aan transactievergoedingen zal komen.

Waarom Bitcoin anders is

Wanneer we nagaan waarin Bitcoin zich van andere munteenheden en/of betalingssystemen onderscheidt, wordt duidelijk dat Bitcoin werkelijk alle kaarten dooreen schudt. Vooreerst zorgt haar gedecentraliseerd karakter ervoor dat Bitcoin, in tegenstelling tot fiat geld, nooit door een of andere autoriteit gecontroleerd of beheerd kan worden. De mate waarin de geldhoeveelheid zal toenemen, zit in het protocol gebetonneerd en is door iedereen gekend. Een aantasting van de koopkracht van de bitcoingebruikers via manipulatie van de hoeveelheid bitcoins die in omloop zijn, wordt daardoor onmogelijk gemaakt.

Daarnaast is een betaling met bitcoins onomkeerbaar. Ze worden rechtstreeks tussen de pc’s onderling overgemaakt, zonder dat daar een derde aan te pas komt. Een betaling kan daardoor niet worden ingetrokken, zelfs niet als beide partijen een annulering van de transactie zouden overeengekomen zijn. Het versturen van bitcoins lijkt daarin, voor wat betreft de voordelen en risico’s, een beetje op het verzenden van cash geld. Veel websites maken het uitwisselen van goederen en diensten in ruil voor bitcoins echter eenvoudiger door bijvoorbeeld, net zoals bij EBay, te voorzien in de mogelijkheid om gebruikers te beoordelen, of door het geld in bewaring te houden totdat beide partijen een akkoord hebben bereikt.

De op de computers van het netwerk geïnstalleerde bitcoinclient, stuurt elke transactie naar de dichtstbijzijnde knooppunten door. Op hun beurt sturen zij de transactie vervolgens door naar het hele netwerk. Ongeldige transacties zullen door de ‘eerlijke gebruikers’ (dit zijn degenen die zich houden aan het protocol) afgewezen worden. Zoals reeds eerder gezegd, gebeurt de meerderheid van de transacties op dit moment gratis, maar wanneer je de miners voor je transacties ook vergoedt, zullen ze geneigd zijn die prioriteit te geven en zo dus te versnellen.

Een ander belangrijk onderscheid met het fiat geld is dat het totaal aantal bitcoins nooit meer dan 21 miljoen zal bedragen. Dit aantal wordt bepaald door een geometrische reeks waardoor in 2013 reeds meer dan de helft van alle bitcoins werd gegenereerd en tegen 2017 zo’n 75 % ervan zal bestaan. Zodra de limiet van 21 miljoen bitcoins nadert, zal de bitcoineconomie naar alle waarschijnlijkheid in deflatie gaan. Dat wil zeggen dat de koopkracht van elke bitcoin geleidelijk aan zal toenemen om uiteindelijk te stabiliseren.

Bitcoins zijn overigens deelbaar tot acht cijfers na de komma (wat ons 2,1 x 10 tot de vijftiende macht – oftewel 2,1 biljard eenheden geeft) en mogelijks nog meer, waarmee meteen komaf gemaakt wordt met alle mogelijke praktische beperkingen die de deflatie met zich zou kunnen meebrengen.

Totaal aantal bitcoin - debitcoin.org

Totale hoeveelheid bitcoins in de komende jaren.

In vergelijking met andere, reeds gevestigde economieën, is de bitcoineconomie nog klein. De software is zelfs nog in bèta. Toch bestaat er al heel wat verkeer van goederen en diensten in ruil voor bitcoins, of het nu gaat om de verkoop van auto’s of het verlenen van freelance programmeringsdiensten. Daarenboven zijn er al talrijke websites die het uitwisselen van fiatgeld tegen bitcoins en vice versa faciliteren en die allerlei systemen ondersteunen voor de uitwisseling van bitcoins.

En verder?

Een mogelijk doemscenario voor Bitcoin is een grootschalige campagne van alle overheden ter wereld tegen de bitcoinsoftware en alle websites die bitcoins accepteren. Gezien de aard van het beestje lijkt, net zoals dat ook bij andere p2p-netwerken het geval is, een complete vernietiging van het netwerk vanuit technologisch en economisch standpunt evenwel niet haalbaar. Wat het lot van Bitcoin uiteindelijk zal zijn, weet niemand. Maar dat het idee van een gedecentraliseerde en cryptografische munt een blijver is, staat buiten kijf.

Klik hier voor een overzicht van alle voordelen van Bitcoin.