Konsens

Niemand stimmt ab und niemand steht an der Spitze. Jeder Node prüft jeden Block anhand desselben Regelwerks und folgt dann der gültigen Kette, die die meiste Arbeit trägt, und so rekonstruiert ein Laptop, der von Grund auf synchronisiert, die identische Historie bis zum 3. Januar 2009. Wenn Sie Bitcoin kaufen, ist dies der Mechanismus, der entscheidet, dass die Bitcoin, die Ihnen gesendet wurden, tatsächlich Ihnen gehören.

So funktioniert es

Übereinstimmung entsteht, indem zwei Fragen in einer festen Reihenfolge gestellt werden, nie durch eine Abstimmung.

Die erste Frage ist die Gültigkeit. Ein Node empfängt einen Block und prüft ihn allein: Signaturen, Beträge, die Merkle-Wurzel, die vom Miner beanspruchte Subvention, das Gewicht, den Zeitstempel. Alles, was nicht besteht, wird sofort verworfen, und die Menge an Strom, die für seine Erzeugung verbraucht wurde, ist irrelevant. Die zweite Frage ist die Wahl zwischen gültigen Optionen. Wenn zwei konkurrierende Historien beide bestehen, behält ein Node diejenige mit der größten Gesamtarbeit, summiert über ihre Header, was nicht dasselbe ist wie die mit den meisten Blöcken: ein kürzerer Zweig schwierigerer Blöcke schlägt einen längeren Zweig leichterer Blöcke.

Beachten Sie, was fehlt. Nodes tauschen nie Meinungen aus, kündigen nie eine Präferenz an und zählen sich nie gegenseitig. Sie leiten Blöcke und Transaktionen weiter, wenden dieselbe Prüfung auf das an, was ankommt, und landen an derselben Stelle, weil die Prüfung deterministisch ist. Übereinstimmung ist ein Nebeneffekt davon, dass jeder für sich rechnet, weshalb das Netzwerk kein Quorum hat, das korrumpiert werden könnte, und keinen Ausschuss, der vorgeladen werden könnte.

Kurze Uneinigkeit ist Routine. Zwei Miner finden gelegentlich im Abstand von weniger als einer Sekunde einen Block, und die halbe Welt sieht einen Block zuerst, sodass es für einige Minuten zwei Kandidaten für die Spitze gibt. Der nächste Block entscheidet den Gleichstand, ein Zweig wird als veralteter Block aufgegeben, und seine Transaktionen kehren in den Mempool zurück. Tiefe Uneinigkeit ist der interessante Fall, und sie tritt nur auf, wenn Nodes unterschiedliche Regeln ausführen. Verschärft man die Regeln, akzeptiert alte Software weiterhin alles, was neue Software erzeugt, und das ist ein Soft Fork: Taproot kam im November 2021 so an und spaltete nichts. Lockert man sie, folgen die beiden Gruppen dauerhaft unterschiedlichen Ketten, und das ist ein Hard Fork, und genau das geschah am 1. August 2017, als sich Bitcoin Cash abspaltete.

Warum das beim Bitcoin-Kauf wichtig ist

Konsens ist das, was ein Bitcoin-Guthaben zu Ihrem macht und nicht zu einem Versprechen dessen, der es verwahrt.

Die Kette stimmt über Outputs und die Schlüssel überein, die sie ausgeben können. Sie kennt keinen Begriff des Kontoinhabers. Solange Ihre Bitcoin auf einer Börse liegen, sieht der Konsens die Adressen der Börse und nichts anderes, und Ihr Anspruch darauf ist eine Zeile in der Datenbank dieses Unternehmens, durchgesetzt durch Vertragsrecht und nicht durch Nodes. Verschieben Sie sie in eine Wallet, deren Schlüssel Sie halten, und die Lage kehrt sich um: Das globale Regelwerk erkennt nun direkt Ihre Ausgabebefugnis an, und kein Support-Ticket, keine Sperre und keine Insolvenz ändert das. Das ist das gesamte Argument für die Selbstverwahrung, und es ist eine Aussage über den Konsens und nicht über Vertrauen.

Forks machen den Unterschied sichtbar. Wer am 1. August 2017 seine eigenen Schlüssel hielt, kontrollierte am Ende Bitcoin auf beiden Ketten, weil beide Ketten dieselbe Historie von Outputs erbten. Wer über eine Plattform hielt, bekam, was diese Plattform zu tun beschloss, und mehrere brauchten Wochen, um den neuen Vermögenswert gutzuschreiben, oder lehnten es ab, ihn überhaupt zu unterstützen. Dieselbe Logik gilt für jede künftige Abspaltung.

Konsens ist zudem global, in einer Weise, wie es die Regulierung nicht ist. Die 231 Länderratgeber auf dieser Website unterscheiden sich enorm darin, was legal ist, was gemeldet werden muss und welche Plattformen Sie akzeptieren, aber nichts davon erreicht das Ledger. Ein in Deutschland gekaufter Bitcoin und ein in Nigeria gekaufter Bitcoin werden nach denselben Regeln validiert, liegen im selben UTXO-Set und sind für einen Node nicht unterscheidbar. Was sich an einer Grenze ändert, ist, wer Ihnen verkauft und was Sie Ihrer Steuerbehörde schulden, nie, was das Netzwerk als gültig ansieht.

Die sechs Stunden im März 2013, in denen Bitcoin mit zwei Ketten lief

Block 225.430, gemint am 11. März 2013, wurde von einer Version der Software akzeptiert und von der Version davor abgelehnt.

Bitcoin 0.8 hatte seine Datenbank von Berkeley DB auf LevelDB umgestellt und dabei stillschweigend ein undokumentiertes Limit für die Anzahl der Sperren fallen gelassen, die die ältere Datenbank bei der Verarbeitung eines großen Blocks nehmen konnte. Der Block überschritt dieses Limit. Nodes, die 0.7 ausführten, lehnten ihn ab, Nodes, die 0.8 ausführten, bauten auf ihm auf, und das Netzwerk trug etwa sechs Stunden lang zwei Ketten. Eine Doppelausgabe von rund 10.000 $ kam gegen den Zahlungsabwickler OKPay durch.

Die Auflösung sagt etwas, was kein Protokolldokument sagt. Entwickler baten Mining-Pools, auf 0.7 zurückzugehen, damit die restriktivere Kette gewann, und die Pools taten es und verwarfen Blöcke, für die sie bereits bezahlt worden waren. Version 0.8.1 erschien kurz darauf mit einer vorübergehenden Obergrenze von 500.000 Bytes für die Blöcke, die sie erzeugen würde, und BIP50 wurde als Nachbetrachtung verfasst. Die Episode ist der Standardbeleg dafür, dass die Regeln von Bitcoin das sind, was die eingesetzte Software tatsächlich durchsetzt, Fehler eingeschlossen, und dass Menschen wählen müssen, wenn die Software mit sich selbst uneins ist.

Konsens vs. Konsensregeln

Konsens ist das Ergebnis; die Konsensregeln sind die Kriterien, mit denen es erreicht wird. Die Regeln sind eine feste Liste von Gültigkeitsprüfungen, die in den Code geschrieben und für alle, die kompatible Software ausführen, identisch sind. Konsens ist das sich verändernde Resultat der Anwendung dieser Liste auf die Blöcke, die angekommen sind, weshalb zwei ehrliche Nodes vorübergehend außerhalb des Konsenses sein können und nach einem nahezu gleichzeitigen Block unterschiedliche Spitzen halten, während sie sich über die Regeln vollkommen einig sind. Ändern Sie die Regeln, ändern Sie, welcher Konsens möglich ist; ändern Sie nichts, verschiebt sich der Konsens trotzdem alle zehn Minuten, wenn neue Arbeit eintrifft.