Nieuwsbrief

Blijf wekelijks op de hoogte van het beste uit De Kennis van Nu en het laatste nieuws!

Bitcoin

Wat moet je met een betaalmiddel dat volgende week tien keer zo veel of weinig waard kan zijn? Speculeren, natuurlijk. Bitcoin is een ingenieus cryptografisch bouwwerk dat vooral oneigenlijk wordt gebruikt.

Naar verluidt zijn er al een paar bitcoinmiljonairs in Nederland, enthousiastelingen die ooit voor een paar cent per stuk bitcoins inkochten, en nu kunnen cashen. De bitcoin piekte eind november namelijk op een koers van 1200 dollar, en doet half december nog steeds 700 dollar. Dion de Groot, uitbater van webshop Tablet Superdeal, behoort tot het selecte groepje Nederlandse winkels waar je met bitcoins kunt betalen. Hij krijgt nog maar weinig bitcoins binnen: 'Voor ons is het vooral een alternatieve manier om verkeer in te kopen.' Waarmee hij bedoelt, dat het accepteren van bitcoins vermeldingen op allerlei websites oplevert, en dus extra bezoekers aantrekt. Is het, gezien de sterk fluctuerende waarde, niet raadzaam om die bitcoins bij een wisselkantoor meteen weer in euro's om te zetten?
De Groot: 'Nee hoor, ik hou wel een voorraadje bitcoins aan. Ik zie het als een soort aandelen, waar we inderdaad wat risico mee lopen.'
De waarde van een bitcoin is vrijwel voor honderd procent 'wat de gek er voor geeft'. Een bitcoin is namelijk iets wezenlijk anders dan een aandeel in een echt bedrijf of een door de overheid gegarandeerde valuta. Op de keper beschouwd is een bitcoin niets meer dan een lange rij nullen en enen die aan een paar bijzondere eigenschappen voldoet.
Om ervoor te zorgen dat niet iedereen zelf zulke rijtjes verzint of al bestaande rijtjes kopieert en opnieuw uitgeeft (het bitcoin-equivalent van valsemunterij) zijn ingenieuze cryptografische trucs nodig, veel computercapaciteit en een netwerk van accounthouders die met de bitcoin software elkaars transacties controleren.

Cryptogeld
De mysterieuze entiteit Satoshi Nakamoto (het is niet duidelijk of dit een persoon of een groep mensen is) publiceerde in 2009 een beschrijving van het bitcoin-systeem en verdween daarna in de anonimiteit. Bitcoin is het succesvolste voorbeeld van cryptogeld, een betaalmiddel waarmee je volledig anoniem betalingen via het internet kunt doen, zonder dat een centrale autoriteit (een bank) als een spin in het web overzicht houdt en de regels bepaalt.

Wat is mining van bitcoins?
Munten en bankbiljetten worden exclusief gemaakt door een centrale bank, maar iedereen met een bitcoinacount mag bitcoins aanmaken, wat in dit geval mining (delven) heet. Toch ontstaat geen stortvloed aan bitcoins (dat zou bitcoin-inflatie zijn), omdat het delven van een bitcoin veel rekenkracht vergt. Nieuwe bitcoins worden aangemaakt in blokken van 25. Een blok is in wezen een rijtje van een kleine duizend bits (nullen en enen). Een deel van deze bits bevat informatie over vorige blokken en de betalingen die daarmee gedaan zijn, de rest is een nonce, een toevoeging die er alleen maar voor moet zorgen dat het geheel aan een speciale eigenschap voldoet, namelijk dat zijn hash begint met een minimum aantal nullen, bijvoorbeeld 40.
Een hash is de unieke digitale vingerafdruk van een hoeveelheid data, in dit geval dus van een bitcoinblok. Zo'n hash ziet eruit als een rij willekeurige cijfers met een vaste lengte. Bitcoin gebruikt het SHA-256 algoritme, dat een hash van 256 bits (ongeveer 80 decimale cijfers) levert. Gegeven een blok met numerieke data is het altijd simpel om diens hash te berekenen, maar gegeven een hash, is het praktisch onmogelijk om een blok data te vinden dat precies die hash heeft. (Zie hier de hash nader uitgelegd)
Als je de eis stelt dat de hash van een blok begint met, zeg, 40 nullen, moet de miner de hash bepalen van dat blok met vele miljarden willekeurig gekozen nonces en er een vinden die met voldoende nullen begint. Een betere methode dan gokken is er niet. Daarentegen kan iedereen snel checken of een gegeven blok inderdaad een hash beginnend met 40 nullen heeft.

Profijtelijke industrie
Wie zo'n blok delft, heeft dus aantoonbaar bewezen dat hij al dat rekenwerk gedaan heeft, en dat geeft je het recht om het nieuwe blok van 25 bitcoins in roulatie te brengen. Dat kan door met die bitcoins een aankoop van echte spullen te doen, of door ze bij een virtueel wisselkantoor om te wisselen in euro's of dollars. Dat kan anoniem, in zoverre dat een accountnaam een willekeurige cijfercombinatie is die niets over de eigenaar zegt.
Tot nu toe zijn ongeveer 10 miljoen bitcoins gedolven.
Nu de koers van de bitcoin zich in de regionen van de honderden euro's bevindt, is mining een
profijtelijke industrie geworden. Er zijn gespecialiseerde chips (ASIC) die niets anders kunnen dan miljarden keren per seconde een hash berekenen, maar dat wel veer sneller en energie-efficienter doen dan een gewone computer. Met een paar honderd ASIC rekeneenheden bouw je een heuse bitcoin-mijn.
Het delven van een nieuw bitcoinblok is een kwestie van geluk, maar omdat er veel miners zijn die miljarden pogingen per seconde doen, komt toch met grote regelmaat elke tien minuten een nieuw blok vrij.
Het interval van tien minuten wordt gehandhaafd door de bitcoin-software; als structureel vaker een nieuw blok gedolven wordt – door steeds meer en/of snellere miners - gaat het vereiste aantal beginnullen van een blok omhoog, zodat nog meer rekentijd nodig is om er een te delven.

Hoe voorkomt bitcoin double spending?
Het in roulatie brengen van nieuwe bitcoins is dus niet gebaseerd op centraal gezag, maar op het bewijs voor ingezette rekenkracht. Maar dan doemt het volgende probleem op: als je met die nieuwe bitcoin één keer kunt betalen, waarom zou je het daar dan bij laten? Hoe kan groenteboer B weten of je met deze bitcoin niet gisteren ook al slager A betaald hebt? Een bitcoin is niets anders dan een stel bits in een computergeheugen, dat perfect te copiëren is.
De oplossing is, dat je met bitcoins nooit een losse transactie (betaling) verricht. Alle bitcoin-transacties, vanaf de allereerste in 2009, vormen een ononderbroken keten die is voorzien van een tijdsmarkering en vastgelegd door het netwerk van accounthouders (ook het in omloop brengen van nieuwe bitcoins is een transactie). Elke nieuwe transactie voegt een schakel aan die keten toe, en iedereen met een bitcoin-account heeft de mogelijkheid om de integriteit van de keten te controleren.
Een betaling met bitcoin is daarom pas echt gebeurd, als een stuk of zes andere accounthouders bevestigen dat de ketting met die extra schakel erbij nog steeds de enige echte is.
Maar als alle transacties worden vastgelegd en toegankelijk zijn voor alle accounthouders, wat blijft er dan over van de bestaansreden van de bitcoin, namelijk anonimiteit? En de registratie en controle van die steeds langer wordende keten van vele miljoenen transacties, maakt die het systeem niet steeds logger en trager?

Slim hashen 
De oplossing komt ook hier van slim hashen. Een schakel van de keten bevat niet de transacties zelf, maar de hash van alle voorgaande transacties, plus een digitale handtekening van de vorige en de actuele eigenaar van een bitcoin. Een hash blijft altijd even lang, 256 bits, en ook een digitale handtekening is maar een paar honderd bits.
Het concept van een digitale handtekening is veel wijder verbreid dan bitcoin, en maakt gebruikt van een andere ingenieuze truuk, public key cryptografie. Elke accounthouder heeft een publieke sleutel voor zijn geheimschrift, en een privesleutel die niemand anders weet (in feite weet de accounthouder vaak zelf zijn privesleutel niet, omdat dit allemaal volautomatisch door zijn software gedaan wordt). De eigenaar van een bitcoin zet nu zijn digitale handtekening gecodeerd met zijn privesleutel. Iedereen kan nu met de publieke sleutel de handtekening ontcijferen, en weet dan dat alleen die eigenaar deze handtekening heeft kunnen zetten.
Zo zijn alle digitale handtekeningen te verifiëren en ontstaat een in elkaar grijpende keten van schakels die niet te vervalsen is.

De laatste bitcoin
De bitcoin-software zorgt er ook voor, dat het delven steeds duurder wordt. Iedere vier jaar, namelijk, halveert ongeveer het aantal bitcoins per blok. Dat gebeurde voor het eerst op 1 januari 2013, toen het van 50 naar 25 ging. Na 2033, als het aantal bitcoins per blok nog maar 1 is, stopt het delven en zijn er maximaal 21 miljoen in omloop.
Hoeveel kost het delven van bitcoins? Eerder verschenen berichten dat het minen nu al 15 miljoen dollar aan elektriciteit per dag zou verbruiken, maar dat is een broodje-aap verhaal. Dat getal is gebaseerd op delven met gewone computers, die honderden malen inefficiënter zijn dan ASIC-miners.
Hoeveel is het dan wel? Ten eerste, op het moment dat het minen van een nieuwe bitcoin meer kost – in elektricteit en afschrijving op computerapparatuur – dan de marktwaarde, houdt het vanzelf op. Momenteel worden circa 3600 bitcoins per dag gedolven (6 x 24 x 25), met een straatwaarde van zo'n 2 a 3 miljoen euro. Maar nog in oktober 'deed' een bitcoin maar een eurootje of 50, dus zal het delven toen en nu niet meer dan 180.000 euro per dag kosten, inclusief de afschrijving op apparatuur.
Een on line calculator die de winst op minen berekent komt momenteel met de meest effciënte apparatuur uit op ongeveer tien euro (Amerikaanse) elektriciteit per bitcoin, ofwel zo'n 60 kilowattuur.
Dat houdt in dat minen dagelijks minimaal zo'n 36.000 euro aan elektricteit verbruikt, ofwel ruim 200.000 kilowattuur, ofwel een kleine tien megawatt continu vermogen. Nog anders: het verbruik van zo'n dertigduizend Nederlandse huishoudens. Omdat bitcoins ook gedolven worden door hobbyisten op gewone computers, zal de waarheid ergens tussen deze twee uitersten van 36.000 en 180.000 in liggen.

De bitcoin is in 2009 begonnen als een speeltje voor computer- en privacyfreaks, en had toen een waarde van maar een paar cent. Wil de bitcoin ooit breed door consumenten en bedrijven geaccepteerd worden, dan moet eerst de waarde van de bitcoin stabiliseren. Voor gewoon geld garandeert de staat: 'deze euro kun je morgen inwisselen voor een halfje bruin of een pak melk, en over een jaar ongeveer ook nog'. Die garantie ontbreekt voor de bitcoin, hij zou ook volkomen uit de gratie kunnen raken, zoals met tulpenbollen, aandelen World On Line of sommige moderne kunst is gebeurd.