Eine Kette, die du brechen darfst

So rechnet das Werkzeug

Jeder der drei Blöcke wird zu einer einzigen Zeichenkette zusammengesetzt: Blocknummer, dein Text, der Hash des Vorgängers und die Nonce. Diese Zeichenkette geht durch SHA-256, und heraus kommen 64 Hexzeichen. Der erste Block hat keinen Vorgänger, deshalb steht dort eine Zeile aus 64 Nullen. Gerechnet wird mit der Hash-Funktion, die dein Browser selbst mitbringt. Es geht nichts an einen Server, weder dein Text noch die Ergebnisse.

Als gültig zählt ein Block hier, wenn zwei Dinge stimmen: Sein Hash beginnt mit der geforderten Zahl von Nullen, und sein Feld für den vorherigen Hash stimmt mit dem Hash des Vorgängers überein. Ändere einen Buchstaben in Block 1, und beide Bedingungen kippen für Block 2 und Block 3 mit. Genau das ist der Punkt der Demo.

Was ein Hash ist und was Proof of Work bedeutet

SHA-256 ist eine Einwegfunktion, festgelegt im Standard FIPS 180-4 des US-Normungsinstituts NIST. Die Ausgabe ist immer 256 Bit lang, also 64 Hexzeichen, egal ob du drei Zeichen oder drei Megabyte hineingibst. Die Funktion ist nicht umkehrbar: Aus dem Hash lässt sich der Text nicht zurückrechnen. Und sie ist sprunghaft: Ein einziges geändertes Zeichen erzeugt einen völlig anderen Hash, ohne jede Ähnlichkeit zum vorherigen.

Weil sich der Hash nicht steuern lässt, bleibt nur Ausprobieren. Das Whitepaper von 2008 beschreibt in Abschnitt 4 genau das: Eine Nonce im Block wird so lange erhöht, bis der Hash mit der geforderten Anzahl Nullbits beginnt. Der Aufwand ist vorhersehbar: Jede zusätzliche geforderte Hexziffer macht die Suche im Schnitt sechzehnmal teurer. Zwei Nullen kosten rund 256 Versuche, drei rund 4.096, vier rund 65.536. Prüfen kostet dagegen einen einzigen Hash, und das ist der eigentliche Trick: schwer zu finden, leicht zu kontrollieren.

Was echte Bitcoin-Blöcke anders machen

Bitcoin hasht nicht den Inhalt eines Blocks, sondern einen Kopf von genau 80 Byte. Darin stehen sechs Felder: Version, Hash des vorherigen Blockkopfes, Merkle-Wurzel, Zeitstempel, ein kodierter Zielwert namens nBits und die Nonce. Die Merkle-Wurzel verdichtet alle Transaktionen des Blocks zu einem einzigen Wert, sodass der Kopf klein bleibt. Gehasht wird zweimal SHA-256 hintereinander, nicht einmal.

Gültig ist ein Block, wenn der Hash des Kopfes kleiner oder gleich dem Zielwert ist. Das entspricht einer Mindestzahl führender Nullen, derzeit rund 19 Hexziffern. Dein Browser schafft in dieser Demo je nach Gerät einige tausend bis einige zehntausend Hashes je Sekunde, das Netz liegt bei vielen hundert Trillionen. Die Zahl im Ergebnisfeld oben kommt aus den Kettendaten dieser Seite und zeigt den Abstand ehrlich: Er ist nicht groß, er ist astronomisch. Gerechnet ist diese Zahl mit der hier gemessenen Geschwindigkeit für einen einfachen SHA-256. Ein echter Block verlangt zwei hintereinander, der Abstand wäre also noch größer.

Häufige Fragen

Quellen