Transaktionsdaten werden permanent in Dateien, den sogenannten Blöcken, aufgezeichnet. Man kann jeden Block als die einzelne Seite eines Grundbuchs (in dem die Änderungen des Eigentumsrechts an Immobilien erfasst werden) oder als ein Aktienbuch vorstellen. Blöcke werden in einer linearen Abfolge über die Zeit organisiert. Auch bekannt als Blockkette oder Blockchain (Was ist Blockchain?). Neue Transaktionen werden ständig von Minern zu neuen Blöcken verarbeitet, die am Ende der Kette hinzugefügt werden und niemals geändert oder entfernt werden können, wenn sie einmal vom Netzwerk akzeptiert wurden (obwohl einige Programme verwaiste Blöcke entfernen).
Aufbau eines jeden Blocks
Jeder der Blöcke enthält u.a.:
- eine Aufzeichnung einiger oder aller kürzlich getätigten Transaktionen
- einen Verweis auf den unmittelbar davor liegenden Block
- eine Antwort auf ein schwer lösbares mathematisches Rätsel
Die Antwort auf das Rätsel ist für jeden Block einzigartig. Neue Blöcke können nicht ohne die richtige Antwort an das Netzwerk übermittelt werden – der Prozess des „Mining“ ist im Wesentlichen der Prozess des Konkurrenzkampfes um die nächste Antwort, die den aktuellen Block „löst“. Das mathematische Problem in jedem Block ist extrem schwierig zu lösen, aber sobald eine gültige Lösung gefunden wurde, ist es für den Rest des Netzwerks sehr einfach, die Richtigkeit der Lösung zu bestätigen. Für jeden Block gibt es mehrere gültige Lösungen – es muss nur eine der Lösungen gefunden werden, damit der Block gelöst werden kann.
Da es eine Belohnung von brandneuen Coins für die Lösung jedes Blocks gibt, enthält jeder Block auch einen Datensatz, von dem Coin-Adressen oder -Skripte berechtigt sind, die Belohnung zu erhalten. Dieser Datensatz wird als Generierungstransaktion oder Coinbase-Transaktion bezeichnet und ist immer die erste Transaktion, die in jedem Block erscheint. Transaktionen werden vom Absender an das Netzwerk gesendet und alle Peers, die versuchen, Blöcke zu lösen, sammeln die Transaktionsdatensätze und fügen sie dem Block hinzu, an dessen Lösung sie arbeiten. Miner erhalten einen Anreiz, Transaktionen in ihre Blöcke aufzunehmen, weil sie mit Transaktionsgebühren verbunden sind. Die Schwierigkeit des mathematischen Problems wird vom Netzwerk automatisch angepasst, sodass es das Ziel verfolgt, die Zahl der gelösten Blöcke pro Stunde konstant zu halten. Das Netzwerk kommt zu einem Konsens und erhöht (oder verringert) automatisch die Schwierigkeit, Blöcke zu erzeugen.
Die Sammlung aller existierenden Blöcke (Block) bildet eine Kette (Chain)
Wie die Blockchain aus Blöcken entsteht
Da die Blöcke jeweils einen Verweis auf den vorherigen Block enthalten, kann man sagen, dass die Sammlung aller existierenden Blöcke eine Kette bildet. Es ist jedoch möglich, dass die Kette vorübergehend gespalten wird – zum Beispiel, wenn zwei Miner gleichzeitig zwei verschiedene gültige Lösungen für denselben Block finden, ohne dass sie sich gegenseitig kennen. Das Peer-to-Peer-Netzwerk ist darauf ausgelegt, diese Spaltungen innerhalb kürzester Zeit aufzulösen, so dass nur ein Zweig der Kette überlebt. Die Teilnehmer des Netzwerks akzeptieren die „längste“ Blockkette als gültig. Die „Länge“ der gesamten Blockkette bezieht sich auf die Kette mit dem höchsten Schwierigkeitsgrad, nicht auf die Kette mit den meisten Blöcken. Dadurch wird verhindert, dass jemand die Kette aufgabelt und eine große Anzahl von Blöcken mit geringem Schwierigkeitsgrad erzeugt, die vom Netzwerk als „am längsten“ akzeptiert werden.