Bitcoin als innovative Assetklasse? Eine Analyse über die Sinnhaftigkeit der Kryptowährung als ergänzendes Asset in Investmentportfolios

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Formelverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Gang der Untersuchung und wissenschaftliche Fragestellungen

2 Kryptographische Währung – Bitcoin
2.1 Einführung in die Bitcoin-Welt
2.2 Bitcoin-System und Funktionsweise
2.3 Die Eingliederung der Blockchain in das Bitcoin-System
2.4 Historische Entwicklung von Bitcoin
2.4.1 Handelsvolumen
2.4.2 Volatilität
2.4.3 Korrelation zu anderen Anlageklassen
2.4.4 Anleitung zum Investieren in Bitcoin

3 Theoretische Grundlagen des Portfoliomanagements
3.1 Portfoliotheorie nach Markowitz
3.1.1 Portfoliobildung
3.1.2 Effiziente Portfolios

4 Portfoliobildung und –optimierungen
4.1 Portfoliobestandteile
4.2 Asset Allokation anhand unterschiedlicher Methodik
4.2.1 Sharpe Ratio
4.2.2 Sortino Ratio
4.2.3 Minimum Varianz Portfolio
4.2.4 Das Black-Litterman Modell

5 Darstellung der Ergebnisse
5.1 Sharpe Ratio
5.2 Sortino Ratio
5.3 Minimum Varianz Modell
5.4 Veränderung der Gewichtungen in den Portfolios
5.5 Das Black-Litterman Modell

6 Analyse der Ergebnisse

7 Schlussfolgerung zu den aufgestellten Thesen

8 Quellenverzeichnis
8.1 Literaturverzeichnis
8.2 Internetverzeichnis

ABSTRACT

Die Bachelorarbeit berichtet über die Kryptowährung Bitcoin im Allgemeinen, über die Funktionsweise sowie über die Blockchain. Zudem untersucht sie, wie die Auswirkungen auf die risikoadjustierte Performance eines Privatanlegerportfolios bei der Berücksichtigung von Bitcoin sind und zusätzlich, wie sich die Portfolioallokation bei Implementierung von Bitcoin verhält. Ebenfalls wird ein Minimum Varianz Portfolio gebildet, in welches Bitcoin implementiert wird. Darüber hinaus wird der Frage nachgegangen, ob Bitcoin, unter pessimistischen Zukunftsaussichten, Teil des Anlegerportfolios sein sollte. Um diese Fragen beantworten zu können, wird das Sharpe Ratio, das Sortino Ratio sowie das Black-Litterman Modell verwendet. Maximiert man das Sharpe Ratio und das Sortino Ratio, ist Bitcoin im Portfolio enthalten. Führt man das Modell nach Black und Litterman aus und nimmt einen Preisverfall Bitcoins von 50 % und 25 % an, ist die Kryptowährung nicht im Portfolio enthalten, jedoch aber bei einem erwarteten Verlust von 10 %.

Schlüsselwörter: Bitcoin, Portfoliooptimierung, Portfolioallokation, Sharpe Ratio, Sortino Ratio, Minimum Varianz Portfolio, Black-Litterman Modell

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Bitcoin-System und dessen Bestandteile

Abbildung 2: Konzepte von Netzwerk-Architekturen

Abbildung 3: Eigene Darstellung: Ablauf einer Transaktion

Abbildung 4: Inhalte eines Blocks und Bildung einer Blockchain

Abbildung 5: Handelsvolumen Bitcoin/ Monat in Abhängigkeit relevanter Währungen

Abbildung 6: Anzahl BTC-Transaktionen im 7-Tage-Durchschnitt

Abbildung 7: Vergleich der Suchanfragentrend bei Google von Bitcoin und Trump im Zeitverlauf

Abbildung 8: Tagesvolatilität Bitcoin in den Jahren 2015 bis 2017 anhand log. Preisschwankungen

Abbildung 9: Liste mit den größten Schwankungen des DAX auf Tagesbasis im Jahr 2008

Abbildung 10: Effizienzkurven bei unterschiedlicher Korrelation

Abbildung 11: Effizienzkurve

Abbildung 12: Diversifikationseffekt in Abhängigkeit der Wertpapieranzahl

Abbildung 13: Excel-Solver Beispielanwendung

Abbildung 14: Effizienzlinie in Abhängigkeit der Korrelation p

Abbildung 15: Allokation der maximierten Sharpe Ratio-Portfolios

Abbildung 16: Allokation der maximierten Sortino Ratio-Portfolios

Abbildung 17: Allokation der Minimum Varianz Portfolios

Abbildung 18: Veränderung der Gewichtungen der optimierten Portfolios

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Korrelation der Produkte untereinander

Tabelle 2: Varianz-Kovarianz-Matrix im n-Anlagen-Fall

Tabelle 3: Überblick zum Basisportfolio

Tabelle 4: Optimale Gewichtung für Portfolios mit/ohne Bitcoin, monatliche Rendite, Varianz, Standardabweichung sowie das Sharpe Ratio. Differenz zwischen den Sharpe Ratios der Portfolios

Tabelle 5: Optimale Gewichtung für Portfolios mit/ohne Bitcoin, monatliche Rendite, Downside Deviation sowie das Sortino Ratio. Differenz zwischen den Sortino Ratios der Portfolios

Tabelle 6: Optimale Gewichtung für Portfolios mit/ohne Bitcoin, monatliche Rendite, Varianz sowie Standardabweichung

Tabelle 7: Veränderung der Gewichtungen der Produkte nach den Optimierungen

Tabelle 8: Anfangsgewichtungen und die neuen Gewichtungen anhand der Berechnungen des BL-Modells mit relativer Prognose von 50 % Underperformance

Tabelle 9: Anfangsgewichtungen und die neuen Gewichtungen anhand der Berechnungen des BL-Modells mit relativer Prognose von 20 % Underperformance

Tabelle 10: Anfangsgewichtungen und die neuen Gewichtungen anhand der Berechnungen des BL-Modells mit relativer Prognose von 10 % Underperformance

Formelverzeichnis

Formel 1: Erwartete Portfoliorendite

Formel 2: Portfoliovarianz zweier Wertpapiere

Formel 3: Kovarianz zweier Wertpapiere

Formel 4: Korrelationskoeffizient zweier Wertpapiere

Formel 5: Portfoliovarianz mehrerer Wertpapiere

Formel 6: Historische Renditen logarithmieren

Formel 7: Sharpe Ratio

Formel 8: Geschätztes Sharpe Ratio

Formel 9: Arithmetisches Mittel der Überrendite

Formel 10: Standardabweichung der Überrendite

Formel 11: Maximierungsproblem Sharpe Ratio

Formel 12: Sortino Ratio

Formel 13: Downside-Deviation

Formel 14: Schätzwert Sortino Ratio

Formel 15: Erwartete Portfoliorendite

Formel 17: Maximierungsproblem Sortino Ratio

Formel 18: Portfoliovarianz

Formel 19: Portfoliogewichtung

Formel 20: Vektor der Überschussrenditen

Formel 21: Risikoaversion Lambda

Formel 22: Black-Litterman

Formel 23: Kovarianzmatrix

Formel 24: Varianz der erwarteten Renditen nach Black-Litterman

Formel 25: Stichprobenvarianz

Formel 26: Portfoliogewichtungen nach Black-Litterman

Formel 27: Maximierungsproblem Black-Litterman

1. Einleitung

Das digitale Zeitalter erlebt seinen nächsten Fortschritt. Die Vision vom digitalen Geld könnte eine Revolution, unter anderem, in der Banken- und Finanzdienstleistungsbranche nach sich ziehen (vgl. Casey/Vigna 2015: 13). Der Grund dafür ist die virtuelle Währung Bitcoin, mit deren Technologie, der Blockchain.

…von schnell zu übersehen, zu schwer zu ignorieren…

Dieser Satz beschreibt die Entwicklung von Bitcoin am besten.

Die Bitcoin-Einheit, als digitales Bargeld, wird von vielen Menschen, als noch nicht zukunftsfähig, eingestuft. Als Grund wird das gegenwärtige Problem der Skalierbarkeit genannt. Durch den überproportionalen Anstieg des Interesses an Bitcoin, mit mehr als 100.000 Registrierungen an Handelsplätzen pro Tag, welches in der Gesellschaft überwiegend von den sogenannten Millennials ausgeht, wächst die Anzahl der durchgeführten Transaktionen fast täglich (vgl. Young 2018: o.S). Dies stellt einen Umstand dar, welcher das Netzwerk überlastet und zu mehrstündigen Wartezeiten beim Bestätigen der Überweisungen führt. Jedoch befindet sich die Entwicklung von Bitcoin noch in der Frühphase der Existenz und das System muss, der Nachfrage entsprechend, angepasst werden, um damit von der breiten Masse vollständig akzeptiert werden zu können. Skepsis gegenüber der Kryptowährung ist in der Öffentlichkeit gegenwärtig weit verbreitet. Dies ist allerdings größtenteils darauf zurückzuführen, dass das Bitcoin-System sehr komplex ist und demzufolge die Prozesse des Systems nicht einfach zu verstehen sind. Auch der Fakt, dass Bitcoin eine revolutionäre Welle auslösen und somit möglicherweise tiefgreifende Veränderungen in den Alltag der Menschen bringen könnte, lässt Angst aufkommen. Vergleichbar ist die kontemporär stattfindende Adaption mit der Marktdurchdringung des Internets in den 1990er Jahren. Zu dieser Zeit war es, wie beim Bitcoin und dessen Blockchain heute, schwer zu verstehen, welchen Mehrwert die Innovation für die Gesellschaft bringen könnte. Das Jahr 2017 stellt jedoch einen Meilenstein in der Entwicklung von Bitcoin und den Kryptoassets dar. Die sogenannte „Fear of missing out“ (FOMO), die Angst etwas zu verpassen und der Traum vom schnellen Reichtum, lässt den Bitcoinpreis stark ansteigen. Deshalb ist der US-Ökonom Jeffrey Sachs der Meinung, dass Bitcoin „nichts anderes als eine Blase [ist], die letzten Endes in sich zusammenfallen wird“ (Standard Vertragsverlag 2018: o.S.). Jedoch hat sich in der Historie gezeigt (Beispiel Internet), dass die Blasenbildung für den Durchbruch von neuen Technologien essentiell ist und nur so die Massenakzeptanz erreicht werden kann. Allerdings ist es nicht zwingend notwendig, dass eine Blase platzt. Sie weist in erster Linie auf irrationales Verhalten der Marktteilnehmer hin und der Preis ist im Vergleich zum Wert unbegründet hoch. Was ist jedoch, wenn Bitcoin keinen wirklichen intrinsischen Wert besitzt, damit quasi wertlos ist und der aktuelle Preis das Vertrauen der Anleger in Bitcoin widerspiegelt? Diese Frage wird sich möglicherweise in der Zukunft beantworten lassen.

Die Skalierbarkeit wird in der Kryptowährungscommunity, unter Experten und Investoren, als einer der primären Erfolgsfaktoren von Bitcoin bezeichnet. Zudem nimmt der, durch das Mining aufkommende, immense Energiebedarf, eine Schlüsselrolle in der Identifizierung von Bitcoin, als reines Zahlungsmittel, ein. Gemäß der Kryptowährungswebsite „Digiconomics“ verbraucht das Bitcoin-Mining aktuell mehr Energie als das Land Serbien. Laut Prognose soll der Energieverbrauch bis zum Jahr 2020 dem gesamten weltweiten Verbrauch heute entsprechen (vgl. Holthaus 2017: o.S.). Betrachtet man Bitcoin von dieser Seite, dann spiegelt dieser Umstand womöglich den Wert von Bitcoin wider und rechtfertigt den Preis, nebst der Eigenschaft der Limitation auf 21 Mio. Stück und dem dadurch entstehenden Vorteil für die Menschheit. Damit kommt Bitcoin eventuell, als reines Zahlungsmittel, speziell für das Durchführen von Micropayments für den alltäglichen Gebrauch, nicht in Frage. Vielleicht hat Satoshi Nakamoto aus diesem Grund bereits in seinem Whitepaper Bitcoin mit Gold, bzw. die Bitcoin-Miner mit Goldschürfern verglichen (vgl. Nakamoto 2008: 4). Demzufolge kann man Bitcoin als Geldspeicher bezeichnen, welcher zu jeder Zeit in Fiat-Währung austauschbar ist. Weitere, von Gold abgeleitete Eigenschaften für Bitcoin sind damit eine hohe Sicherheit, Seltenheit und ein begrenztes Angebot.

Der Wert eines Unternehmens ist nachvollziehbar. Der intrinsische Wert des digitalen Assets Bitcoin aktuell jedoch noch nicht. Fallen die Kurse am Aktienmarkt, dann flüchten Anleger beispielsweise in Anleihen, da diese stabil im Wert sind. Diese Position könnte Bitcoin in Zukunft übernehmen, da es sich, aufgrund der geringen Korrelation, ideal zur Diversifikation eines Portfolios eignet.

Der Umstand, dass bisher noch kein Modell, wie das Unternehmensbewertungsmodell Discounted-Cashflow-Verfahren, für Kryptowährungen bzw. Bitcoin existiert, da noch nicht feststeht, anhand welcher Kriterien man Kryptowährungen bewerten soll, erschwert die Akzeptanz als mögliche neue Assetklasse.

Interessant ist, dass Menschen aus wirtschaftlich und finanziell unsicheren Ländern Bitcoin besonders stark verwenden. Ein Beispiel dafür ist die in Venezuela und Simbabwe herrschende Hyperinflation, welche die Bevölkerung in die bekannte Kryptowährung flüchten lässt, um ihr Vermögen zu schützen. „Seit dem Kollaps der Wirtschaft, findet man nur schwer in Simbabwe Geld - gemeint ist wirkliches, physikalisches Geld“, sagte ein Professor aus Südafrika (vgl. Deutsche Welle 2017: o.S.). Dieses Beispiel zeigt, welche Möglichkeiten in Bitcoin, als potenzielle innovative Assetklasse, stecken. Auch spiegelt die aktuelle Marktkapitalisierung aller Kryptowährungen, im Durchschnitt, nur rund 1,9 % der Marktkapitalisierung anderer Assetklassen, wie Immobilien oder Anleihen, dar und zeigt das bestehende Entwicklungspotential auf (vgl. ARK invest 2018: 49). Besteht diese Chance auch auf der Basis fundamentaler Daten, nach der Portfoliotheorie, in der Praxis?

1.1 Gang der Untersuchung und wissenschaftliche Fragestellungen

Diese Arbeit soll die Auswirkungen von Bitcoin, bei Implementierung in ein Portfolio eines privaten Anlegers, auf die risikoadjustierte Performance sowie die Allokation der Assetklassen/ Anlageprodukte aufzeigen. Um dies zu analysieren, wurden Portfolios mit Bitcoin gebildet. Diese bestehen aus denselben Anlageprodukten und sind den Anlageklassen Rohstoffe, Immobilien, Anleihen und Aktien zuzuordnen. Auf der Grundlage historischer Renditen und eines festgelegten Anlagehorizonts wurden nun die Portfolios optimiert, mit dem Ziel, die für dieses Portfolio maximale risikoadjustierte Performance zu erhalten. Wichtig ist zudem die hierbei entstandene Gewichtung der einzelnen Anlageprodukte und Bitcoin. Im Anschluss daran, wurde Bitcoin aus dem Basisportfolio eliminiert. Die Optimierungen wurden in dieser Konstellation erneut durchgeführt und die Eigenschaften schlussendlich miteinander verglichen. Diese Vorgehensweise wurde additiv, durch die Zusammenstellung eines Minimum Varianz Portfolios, durchgeführt. Conclusio wurde anhand des Black-Litterman Models, unter pessimistischen Zukunftsaussichten bezüglich Bitcoin, die optimale Portfolioallokation ermittelt.

Immer wieder kommt gegenwärtig die Diskussion auf, für welche Anwendung Bitcoin nun steht. Ist es eine Währung, welche das Potential besitzt, die Fiat-Währungen zu ersetzen oder ist es vielmehr ein Vermögenswert, ein Wertspeicher, wie Gold, welcher damit eine Art Fluchtwährung darstellt. Dies beruht darauf, dass Bitcoin ein neues Phänomen ist und die Menge an Informationen damit noch sehr begrenzt ist.

Deshalb stellt sich die Frage, wie sich Bitcoin als Assetklasse in einem typischen Anlegerportfolio verhält. Aus diesem Grund soll untersucht werden, ob Bitcoin in ein solches Portfolio integriert werden kann und welchen Effekt dies auf die Portfolioeigenschaften und die Assetallokation hat. Untersucht wird dies, durch das Bilden von Portfolios und die Berechnung verschiedener risikoadjustierter Kennzahlen.

Zum Ende der Arbeit sollen die folgenden drei wissenschaftlichen Fragestellungen beantwortet werden können:

- Welche Auswirkungen hat die Eingliederung von Bitcoin in ein Anlegerportfolio auf die risikoadjustierte Performance?
- Welche Auswirkungen auf die Allokation der Exchange Traded Funds, aus unterschiedlichen Assetklassen, hat die Eingliederung von Bitcoin in ein Investorenportfolio?
- Sollte ein Investor Bitcoin in sein Portfolio aufnehmen, wenn er, bezüglich dessen Zukunftswerts, pessimistisch gestimmt ist?

Um auf diese Thematik eingehen zu können, sollte jedoch erst einmal über Bitcoin und dessen Technologie selbst informiert werden, denn eine Börsenweisheit des Value-Investors Warren Buffett besagt, dass man nur in das investieren sollte, was man auch wirklich verstanden hat (vgl. Schwarzer 2012: 1).

2 Kryptographische Währung – Bitcoin

2.1 Einführung in die Bitcoin-Welt

KRYPTO WÄHRUNG

Verwendung digitaler Signatur Geldsystem

Die Entstehung der Kryptowährung begann mit der Cyperpunk-Bewegung in den frühen 90er Jahren. Der Grund für die Bildung der Gruppe war die Liebe zum Internet und seinen Möglichkeiten. Ihr Traum war es, eine Welt zu erschaffen, die außerhalb des Staates, fern von Machtstrukturen und den damit verbundenen Hierarchien existiert. Sie setzten sich für Privatsphäre, auch in Bezug auf Zahlungen und persönliche Freiheit ein. Der Kryptograph David Chaum, ein Mitglied der Cyperpunk-Bewegung und Gründer von DigiCash, kam dem Ziel der Organisation am Nächsten, scheiterte jedoch (vgl. Stark 2017: o.S.).

Es folgte die Weltwirtschaftskrise im Jahr 2008. Das Vertrauen der Menschen in die Regierungen, die Instanzen der Finanzwirtschaft und deren Fähigkeiten, das komplexe Wirtschafts- und Finanzsystem zu kontrollieren und zu steuern, ging massiv zurück. Aus diesem Grund entwickelte Satoshi Nakamoto – möglicherweise ein Pseudonym für eine Gruppe von Entwicklern – die Bitcoin-Technologie (vgl. Prypto 2016: 8).

„I´ve been working on a new electronic cash system that is fully peer-to-peer, with no trusted third party (Nakamoto 2008: o.S.).“ – Satoshi Nakamoto –

Mit diesen Worten wandte sich Satoshi Nakamoto, durch ein White Paper, zum ersten Mal an die Öffentlichkeit. Er erschuf ein verschlüsselungsbasiertes Protokoll, auf Basis eines reinen Peer-to-Peer^[1] Netzwerks – keine wirkliche Währung – in Verwendung mit einem Bestandsbuch, das vielerlei Transaktionen, ohne Einbezug einer zentralen Institution, zulässt (vgl. Nakamoto 2008: o.S.).

Die Technologie sollte unabhängig von zentralisierten Dritten sein und somit dezentral agieren (vgl. Morabito 2017: 7). Weitere Eigenschaften sollten die Korruptionsfreiheit und die Verwendung als anonymer Nutzer sein, was ausschließlich in einer digital basierenden Anwendung möglich ist. Durch die Digitalisierung sollte es für jeden frei zugänglich sein (vgl. ebd.). In dieses System wurde schlussendlich eine Währung integriert, durch welche das Geld in physischer Form, wie wir es heute kennen, eliminiert werden soll.

Die Technologie gibt die Kontrolle denjenigen zurück, die Teil des Bitcoin-Netzwerkes sind. Die Sicherheit wird durch digitale Signaturen und das Bilden einer zusammenhängenden Kette gewährleistet, welche das Verändern oder Manipulieren einer Datei nahezu unmöglich macht.

Das „Distributed Ledger“, entspricht dem dezentralen Transaktionsregister/ Transaktionsprotokoll, auch Blockchain genannt, in dem die getätigten, verschlüsselten Transaktionen mit Bitcoin, aufgezeichnet werden (vgl. ebd.: 5). Diese ausgelagerte Informationsquelle ist nicht auf einem einzelnen Zentralcomputer, sondern auf jedem Computer eines Netzwerkteilnehmers gespeichert. Somit können keinerlei Informationen entwendet werden. Dieses System ist nur funktionsfähig bzw. in der Praxis verwendbar, wenn drei Voraussetzungen erfüllt sind: Korrektheit, Anwendbarkeit und Einigkeit (vgl. Schwartz/Youngs/Britto 2014: 2).

Die Kontrollstrukturen sind eines der Hauptmerkmale des Systems. Diese unterscheiden sich grundlegend von den uns gegenwärtig Bekannten. Bezogen auf die Kontrolle von Geldeinheiten wird deutlich, wie einzigartig Bitcoin und das System dahinter, sind. Bitcoin besteht in virtueller Form, die Wertschöpfung erfolgt durch eine Art Wettbewerb unter den Bitcoin-Netzwerkteilnehmern und die Transaktionsabwicklung erfolgt ohne zentrale Einheit. Zudem ist die Anzahl der Bitcoins auf 21 Mio. Stück begrenzt. Dank dieser Eigenschaft ist Bitcoin inflationsgeschützt und kann nicht, wie die Europäische Zentralbank (EZB), eine unbegrenzte Menge an Geld ausgeben.

Stellt man die Bitcoin-Eigenschaften denen von Bargeld gegenüber, wird ersichtlich, dass die Transaktionen von Bargeld zwar dezentral abgewickelt werden, auf der anderen Seite jedoch physisch repräsentiert werden und ausschließlich von einer monopolisierten Instanz geschaffen werden kann.

Das Thema `Bitcoin` vereint die Fachbereiche Kryptographie, Informatik und Wirtschaft. Dies erklärt die Komplexität des Themas. Deshalb lässt sich der Begriff „Bitcoin“ auch nicht in einem Satz definieren, denn darunter versteht man, neben der Bitcoin-Einheit (= virtuelle Währung), auch die Bitcoin-Technologie/ -System, das Bitcoin-Netzwerk sowie das Bitcoin-Protokoll.

2.2 Bitcoin-System und Funktionsweise

Das Bitcoin-System besitzt, wie bereits im Abschnitt 2.1 erwähnt, besondere Eigenschaften, die Bitcoin von anderen Geldeinheiten unterscheidet. Dies ist durch das Kombinieren von verschiedenen Komponenten, innerhalb des Bitcoin-Systems, möglich. Der Aufbau und die Kombination der Teilsysteme wird in folgender Abbildung verständlich abgebildet:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Bitcoin-System und dessen Bestandteile (vgl. Berentsen/Schär 2017: 49)

Das Bitcoin-Netzwerk ist ein Zusammenschluss aus den Teilnehmern des Bitcoin-Systems. Innerhalb dieses dezentralen Netzwerks ist es den Beteiligten möglich zu kommunizieren sowie einen Konsens über die gegenwärtigen Besitzverhältnisse zu finden (vgl. Morabito 2017: 70).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Zentralisiert dezentralisiert verteilt

Dies muss demokratisch vonstattengehen, da keine höhere Instanz existiert. Das Bitcoin-Protokoll entspricht einem Konsensprotokoll, welches, allgemein ausgedrückt, die Transaktionsregeln festlegt. Ein Konsensus entspricht der Übereinstimmung bzw. Zustimmung aller beteiligten Personen zu einem oder mehreren Zuständen. Im Bitcoin-System ist das Finden des Konsenses dezentral. Eine zentrale Version dieses Systems würde dem heutigen System entsprechen (siehe: Abbildung 2). Der Konsensfindende wäre demzufolge eine Institution, wie ein Staat oder eine Bank, der oder die darüber entscheidet, welcher Zustand korrekt bzw. nicht richtig ist. Ein solcher Zustand kann beispielsweise sein, dass eine Person A 1220 € auf dem Konto hat. In diesem Fall entscheidet die Bank darüber, ob dieser Zustand korrekt ist oder nicht. Sie findet somit einen Konsens. Trotz der vielen Vorteile einer zentralen Institution, wie die Effizienz oder die relativ geringen Kosten, hat diese Form einen schwerwiegenden Nachteil. Das benötigte Vertrauen!

Im Bitcoin-System wird der Vertrauensaspekt unter anderem durch die asymmetrische Kryptografie eliminiert. Damit werden Vorgänge zum Überprüfen verschlüsselt und damit unveränderbar gemacht.

Verschickt ein Teilnehmer A an einen Teilnehmer B fünf Bitcoins, dann wird an diese versendeten Bitcoins ein öffentlicher Schlüssel sowie ein geheimer Schlüssel angehängt. Mit dem öffentlichen Schlüssel können die Teilnehmer des Bitcoin-Netzwerkes überprüfen, ob der Teilnehmer A, gemäß seinem Kontostand in der Lage ist, fünf Bitcoin an Teilnehmer B zu überweisen und der verwendete öffentliche Schlüssel zum Versender der Bitcoins passt. Mit dem geheimen Schlüssel kann man eine Nachricht signieren. In diesem Beispiel lautet die Nachricht „Ich, mit dem Namen „Teilnehmer A“, überweise fünf BTC an den Teilnehmer mit dem Namen „Teilnehmer B“. Somit kann überprüft werden, ob die Signatur zur Nachricht passt (vgl. Bergmann 2013: o.S.). Diese Vorgehensweise entspricht der asymmetrischen Kryptographie.

Über das Bitcoin-Netzwerk, das, wie bereits erwähnt, auf einer Peer-to-Peer-Technologie basiert, können Informationen zur Konsensfindung ausgetauscht werden. Möchte nun eine Person A einen Bitcoin an Person B überweisen, dann erstellt Person A einen Transaktionsauftrag mit der entsprechenden Information. Diese Nachricht wird gemäß den Vorschiften des Bitcoin-Protokolls, an einen zufällig ausgewählten Netzwerkteilnehmer gesendet. Nun geschieht Folgendes:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Eigene Darstellung: Ablauf einer Transaktion

Der initiierte Transaktionsauftrag von Person A wird an eine zufällig ausgewählte Person C geleitet. Person C leitet die Nachricht an seine direkten Verbindungen, Person D und E, weiter. Diese Beiden informieren weitere Teilnehmer, die Mehrheit (> 50%), im Netzwerk. Dieses Verfahren wird solange weitergeführt, bis keine neuen Mitglieder mehr erreicht werden können. Aus der Grafik wird ersichtlich, dass die Nachricht über die Transaktion, nicht zwingend den Empfänger der Bitcoins, Person B, erreichen muss. Der Grund hierfür ist, dass man zwischen Full Nodes und Light Nodes unterscheidet. Full Nodes sind diejenigen, die aktiv am Bitcoin-System teilnehmen und im Bitcoin-Netzwerk aktiv sind (vgl. Bitcoin.org o.J.: o.S.). Light Nodes hingegen sind diejenigen, welche Bitcoin ausschließlich für Transaktionen oder als Investment nutzen (vgl. Hosp 2017: 05‘12‘‘). Dadurch, dass die Transaktionsnachricht an nur eine Person weitergeleitet werden muss, um ausgeführt zu werden, ist eine Fehlübermittlung nahezu unmöglich. Demzufolge ist die Transaktionsfähigkeit im System gewährleistet.

Der Grund dafür, dass das Bitcoin-System auf asymmetrischer Kryptographie basiert ist, dass der Netzwerkteilnehmer, der eine Transaktionsnachricht erhält, sichergehen muss, dass die Nachricht zum Versenden der Bitcoin tatsächlich vom Eigentümer der Bitcoins stammt. Deshalb besitzt jeder Systemteilnehmer einen privaten Schlüssel (private key) und einen öffentlichen Schlüssel (public key). Mit dem private key (entspricht einer Art PIN) verschlüsselt Person A die Transaktion. Dadurch wird der Inhalt der Nachricht – die Anzahl der Bitcoin (Menge), der Initiator (Input) und der Empfänger (Output) der Bitcoin – für Jedermann unlesbar gemacht. Der private key wird nach dem Zufallsprinzip aus 2256 Möglichkeiten vom System ausgewählt und in hexadezimaler Form widergegeben. Diese Form entspricht einer Zahlen- und Buchstabenfolge. Die Anzahl der verschiedenen Möglichkeiten ist eine enorm große Zahl – eine eins mit 80 Nullen – die ungefähr mit der Anzahl der Atome im, für uns Menschen beobachtbaren, Universum übereinstimmt.

Entschlüsselt werden kann die Transaktion ausschließlich mit dem public key des Bitcoin-Versenders. Die Bitcoin-Adresse wird daraus generiert. Diese ist mit einer Kontonummer oder einer Email-Adresse bei Paypal vergleichbar, da sie als Zahlungsadresse dient und deshalb öffentlich einsehbar ist. Das System leitet den public key aus der private key, über einen mathematischen Algorithmus, ab. Person C entschlüsselt die Transaktionsnachricht, um die Herkunft der Transaktion zu verifizieren und damit sicherzugehen, dass der Initiator der Transaktion, dem Besitzer der Bitcoins entspricht. Demzufolge versucht Person C die Transaktion mit dem public key von Person A zu entschlüsseln. Hat Person C Erfolg, wird die Nachricht an alle anderen, eingeweihten Teilnehmer weitergeleitet, unabhängig voneinander erneut überprüft und bei Richtigkeit legitimiert. Dadurch wird ein, als Verteilungsmechanismus fungierender, Consensus erreicht (vgl. Swanson 2015: 4). Müsste Teilnehmer C den Transaktionsauftrag nicht weiterleiten, könnte er diesen, zu seinen Gunsten, manipulieren bzw. abändern. Eine direkte Änderung wäre nur mit dem privaten Schlüssel von Person A möglich. Jede andere Art der Veränderung würde Person D, E und Folgende bemerken, da sie die Transaktion nicht mit dem öffentlichen Schlüssel entschlüsseln könnten. Folglich würde die Nachricht unwiderruflich vernichtet werden. Die akzeptierte Transaktion wird nun bei jedem einzelnen Überprüfer, auf einer Art privaten Transaktionsliste, gespeichert.

Zusammenfassend kann man die Funktionen der Schlüssel folgendermaßen beschreiben. Um eine Transaktion von Person A zu Person B durchführen zu können, benötigt Person A seinen eigenen private key, sowie den public key des Empfängers. Beim Empfangen von Überweisungen, benötigt der Versender demzufolge ausschließlich den public key.

2.3 Die Eingliederung der Blockchain in das Bitcoin-System

Bei der Durchführung von Transaktionen in diesem dezentralen System kann ein Double Spending-Problem auftreten. Die Erklärung: Person A besitzt 500 € auf seinem Konto und überweist diese an Person B. Kurz darauf überweist er dieselben 500 € an Person C. Das beschriebene Verhalten darf natürlich nicht möglich sein, weshalb das doppelte Ausgeben von Geld unterbunden werden muss. Dieses wird durch Verwendung der Blockchain, des öffentlichen Transaktionsregisters und eines Timestamps (Zeitstempel) gelöst. Damit wird ersichtlich, weshalb die Blockchain die Grundlage zur Existenz der dezentralen Währung darstellt. Um das Double Spending zu verhindern, werden die sogenannten Miner (Menschen wie Du und ich) benötigt. Diese bündeln per Computer mindestens rund 4.200 (entspricht ca. 1 MB), aktuell maximal rund 8.400 Transaktionen (rund 2 MB) aus deren privaten Transaktionsliste, wodurch ein Block aus Transaktionen entsteht (vgl. Deschapell 2016: o.S.). Der Unterschied der Anzahl der Transaktionen in einem Block entsteht durch Updates innerhalb des Systems.

Diese Updates nennen sich Soft-Forks. Sie werden durchgeführt, um das System und damit das Abwickeln von Transaktionen schneller zu machen. Auf Grund der enormen und stetig zunehmenden Anzahl an zu bestätigenden Transaktionen, entsteht ein Skalierungsproblem, da nicht schnell genug ein Konsensus gefunden werden kann. Die anfängliche Blockchain konnte die genannte Mindestanzahl an Transaktionen pro Block verarbeiten. Das aktuelle Update „SegWit“ bereits das Doppelte. Die maximal mögliche Blockgröße beträgt allerdings rund vier Megabyte. Sollte diese Größe in Zukunft nicht ausreichen, muss das sogenannte „Lightning Network“ implementiert werden. Dieses entspricht einer Lösung, die bildlich gesprochen, auf die Blockchain aufgesetzt wird und damit Transaktionen „off-chain“ abwickelt (vgl. Preuss 2017: o.S.). Dadurch wird das System entlastet und eine quasi unendliche Skalierung ermöglicht. Das Transaktionenbündeln nennt sich Bitcoin Mining und basiert auf komplizierten mathematischen Algorithmen (vgl. Morabito 2017: 70). Da eine Beschränkung der Transaktionen je Block besteht, sind die Miner gezwungen, Transaktionen auszuwählen, welche zuerst hinzugefügt werden sollen. Dies impliziert also, dass nicht wahllos alle vorhandenen Transaktionen auf die Blockchain weitergeleitet werden. Außerdem muss der Block eines Bitcoin-Miners gewisse Informationen enthalten. Diese sind die eingefügten Transaktionen, ein digitaler Fingerabdruck des Blocks und einen digitalen Fingerabdruck des vorherigen Blocks (vgl. ebd.: 24). Durch die letztgenannte Information werden die einzelnen Blöcke unwiderruflich miteinander verbunden und es entsteht eine Kette aus Blöcken (= Blockchain).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Inhalte eines Blocks und Bildung einer Blockchain (Morabito 2017: 24)

Der digitale Fingerabdruck ist abhängig vom Blockinhalt. Wird dieser Inhalt verändert, verändert sich auch der Fingerabdruck und die darauffolgenden Blöcke werden ungültig und müssen neu generiert werden. Ein Miner hängt seinen Block grundsätzlich an die längste Kette an, denn je länger die Kette ist, desto stabiler und demzufolge sicherer ist die Kette. Außerdem wird nur die längste Kette akzeptiert. Würde ein Teilnehmer einen Block in der Blockchain verändern wollen, müsste er mindestens 51% des Systems kontrollieren und damit, den von den full nodes zuvor gebildeten Consensus, durch die Bildung der Blockchain brechen, was nahezu unmöglich ist, vor allem bezüglich des Energie- und Rechenaufwands, der durch das Lösen der mathematischen Algorithmen beim passenden Blockfinden entsteht (hashen) (vgl. Hosp 2017: 12‘57‘‘).

Wichtig beim Hashen ist, dass nicht beliebig viele Blocks erstellt und an die Blockkette angehängt werden können, denn dann würden die Miner mit der Konsensus-Findung nicht hinterherkommen. Aus diesem Grund, kann nur rund alle zehn Minuten ein neuer Block der Blockchain hinzugefügt werden (vgl. Richter/Stein 2017: o.S.). Alle 2016 Blöcke überprüft das Bitcoin-System die Anzahl der generierten Blocks mit der vorgeschriebenen Anzahl an Blöcken. Weicht die Anzahl ab, wird die Schwierigkeit der Blockerstellung (Mining Difficulty) dementsprechend angepasst. Die Nodes suchen also so lange einen Block, bis ein passender an die Blockchain angehängt werden kann. Dafür erstellen sie eine Nonce, welche eine Buchstaben- und/oder Zahlenabfolge darstellt und den digitalen Fingerabdruck des anzuhängenden Blocks enthält. Die Zahlen und/oder Buchstaben der Nonce können verändert werden und gleichzeitig den selben Inhalt haben. Die Nonce wird nun so lange vom Miner angepasst (=Hash-Rate^[2] ), indem er kryptographische Algorithmen mathematisch durch „Zurückrechnen“ – es entspricht einem reinen Ausprobieren – bis die Lösung und damit die Nonce zufällig zur aktuellen Blockchain passt. Dieser Vorgang nennt sich Proof-of-Work und ist extrem aufwendig (vgl. Morabito 2017: 69). Ist dieser Schlüssel geknackt und damit der richtige Block in der Blockchain gefunden worden, wird erneut ein Konsensus unter allen Netzwerkteilnehmern generiert. Durch diesen wird entschieden, ob der korrekte Block angefügt werden kann. Akzeptiert wird nur bei Korrektheit des Blocks und des Vorgangs. Doch, wie wird entschieden, welcher Miner die Transaktionsgebühr bekommt? Diese Zuteilung erfolgt anhand des erwähnten Zeitstempels. Der Konsensus wird in Zeitblöcke unterteilt. Der per Zufall ausgewählte Miner darf nun bestimmen, welche der Transaktionen er während eines Blocks als Konsensus ausgewählt hat.

Dieses Mining benötigt viel Rechenleistung, was einen hohen Energieverbrauch impliziert. Auch muss ein Miner motiviert werden, diesen Aufwand zu betreiben. Um für die Arbeit entschädigt zu werden, erhält ein Miner je gefundenem und an die Blockchain angehängten Block, Bitcoin-Einheiten. Diese Bitcoins entstehen durch die Verbindung eines Blocks mit der Blockchain. So werden neue Bitcoins generiert. Die Menge, der als Entlohnung ausgegeben Bitcoins wird rund alle vier Jahre halbiert bzw. nach etwa 210.000 Blocks, weshalb die Anzahl aktuell 12,5 Bitcoin beträgt (vgl. Poremba 2018: o.S.). Insgesamt bestehen zum gegenwärtigen Zeitpunkt ca. 16.720.400 Bitcoins (Datenquelle: Blockchain.info). Da die Anzahl der ausgegebenen Bitcoins periodisch abnimmt, können nie mehr als 21 Mio. Stück existieren. Zusätzlich zu dieser Entlohnung erhalten die Miner eine Transaktionsgebühr vom Überweisenden, in diesem Fall Person A, gutgeschrieben. Sollten die 21 Mio. Bitcoin im Jahr 2140 vollständig ausgegeben sein, bleibt den Minern nur die Transaktionsgebühr als Anreiz.

2.4 Historische Entwicklung von Bitcoin

2.4.1 Handelsvolumen

Die weltweite Popularität und damit das Handelsvolumen in Bitcoin hat besonders im Jahr 2017 zugenommen. Der Grund dafür ist die Blockchain-Technologie hinter Bitcoin sowie der unaufhaltsam steigende Bitcoinpreis, der sich durch teilweise abnormale Kursschwankungen auszeichnet. Auch die gegenwärtig unsichere wirtschaftliche Lage bewegt viele Menschen dazu, ihr Vermögen in Bitcoins zu investieren. Außerdem akzeptieren immer mehr Geschäfte, wie die in Japan ansässige Modekette „Marui“, die Kryptowährung (vgl. De Boer 2017: o.S.). Selbst die weltbekannte Microsoft Corporation akzeptiert bereits Bitcoin (vgl. Sobiraj 2018: o.S.).

Die nachfolgende Grafik zeigt das gesamte monatliche Handelsvolumen von Bitcoin in den einzelnen Währungen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Handelsvolumen Bitcoin/ Monat in Abhängigkeit relevanter Währungen (Datenquelle: bitcoinity.org)

In den präsentierten Abbildungen wird deutlich, dass das Handelsvolumen von Bitcoin in Chinesischem Yen bis Februar 2017 den Handel dominierte. Die explosive Kursrally im November 2013 wurde besonders vom Yuan angeführt. Vom Februar 2017 an, viel das Volumen abrupt ab. Zurückzuführen ist diese Veränderung auf das, von der Regulierungsbehörde, ausgesprochene Verbot von Initial Coin Offerings. Daraufhin wurden auch die in China ansässigen Handelsplätze für Kryptowährungen geschlossen (vgl. Holtermann 2017: o.S.). Seit diesem Zeitpunkt dominiert der US-Dollar den Handel. Das durchschnittliche Handelsvolumen der letzten fünf Jahre beträgt rund 2,445 Mrd. USD. Im Jahr 2016 betrug die Zahl noch rund 1,6 Mrd. USD und Ende Dezember erreichte das tägliche Handelsvolumen bereits mehr als 4 Mrd. USD (Datenquelle: bitcoinity.org). Daraus kann abgeleitet werden, dass die Tendenz des Handelsvolumens weiter bullish ist, besonders, weil die Terminbörsen CME (Chicago Mercantile Exchange), sowie die Chicagoer CBOE (Chicago Board Options Exchange) den Future-Handel mit Bitcoin, Mitte Dezember 2017, einführen werden (vgl. Handelsblatt 2017: o.S.; vgl. Börse-Online 2017: o.S.). Dadurch erhalten vor allem institutionelle Investoren indirekt Zugriff auf die Währung. Diese Handlung stellt einen enorm wichtigen Faktor dar, um eine Adoption der Massen im Bitcoin- bzw. Kryptowährungsbereich, zu erreichen. Durch dieses Mittel soll, besonders langfristig, die gegenwärtige Volatilität, durch Steigerung der Liquidität – indem Arbitragemöglichkeiten zwischen dem Futurekurs und dem Bitcoinkurs ausgenutzt werden – deutlich verringert werden.

Anhand der Entwicklung des Transaktionsvolumens von Bitcoin, kann man ableiten, ob die Währung in der Zukunft eher als Gold 2.0, das heißt als Wertspeicher, oder vielmehr als Zahlungsmittel, dienen wird. In der nachfolgenden Abbildung kann man erkennen, dass das Transaktionsvolumen kontinuierlich ansteigt. Das Allzeithoch markiert die Marke von 412.908 Transaktionen an einem Tag, die mit Bitcoin ausgeführt wurden. Der 7-Tages-Durchschnitt beträgt zudem 335.936 Transaktionen:

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Die Transaktionszahl wird, mit steigender Popularität und Akzeptanz in der Gesellschaft weiter zunehmen. Das Interesse der Gesellschaft am Thema „Bitcoin“ nimmt aktuell stark zu. Der Trend an Suchanfragen zu Bitcoin, weltweit, übertrifft seit Kurzem bereits die des Begriffs „Trump“:

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Abbildung 7: Vergleich der Suchanfragentrend bei Google von Bitcoin und Trump im Zeitverlauf (Google Trends 2017: o.S.)

Ende November 2017 übertraf das Interesse nach Bitcoin, des nach Trump, obwohl Donald Trump ständig in den Medien erwähnt wurde und mit teils kuriosen politischen Entscheidung an die Öffentlichkeit trat.

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^[1] Bezeichnet ein auf Demokratie basierendes, selbst organisierendes, dezentrales Rechnernetzwerk.

^[2] Anzahl der Versuche pro Sekunde, eine Nonce auszuprobieren.