Wie eine zentrale Bank mit blind signierten Banknoten digitales Bargeld ermöglichte und wo das eCash System an seine Grenzen stieß.

Die Bank als zentrale Instanz

Bevor Bitcoin existierte, suchten Kryptografen nach einem Weg, digitales Bargeld zu schaffen, das sich wie physische Banknoten anfühlt: anonym, übertragbar und ohne dass jede Zahlung öffentlich nachvollziehbar ist. David Chaum entwickelte dafür in den 1980er Jahren ein System, das als eCash System bekannt wurde. Im Zentrum dieses Modells steht eine Bank, die als vertrauenswürdige, zentrale Instanz auftritt.

In diesem Aufbau übernimmt eine Partei A die Rolle der Bank. Möchte Teilnehmer B eine Zahlung an C leisten, meldet sich B zunächst bei A und stellt eine entsprechende Anfrage. Die Bank prüft, ob B tatsächlich über das nötige Guthaben verfügt, bevor irgendetwas signiert wird. Erst nach dieser Prüfung kommt die eigentliche kryptografische Operation ins Spiel, die den Kern des Verfahrens bildet.

Digitales Bargeld über signierte Banknoten

Der Clou liegt darin, dass A die Banknote blind signiert, also unterschreibt, ohne ihren genauen Inhalt zu kennen. Die Bank sieht nicht, was sie unterschreibt, kann aber trotzdem bestätigen, dass die Signatur von einem gültigen Konto stammt. Genau darin unterscheidet sich digitales Bargeld nach Chaums Entwurf von einer simplen Datenbank-Buchung, wie sie klassische Überweisungen kennzeichnet.

Nach der blinden Signatur sendet A das Ergebnis an B zurück und bucht gleichzeitig den entsprechenden Betrag von Bs Konto ab. B besitzt nun eine von der Bank signierte digitale Banknote, ohne dass die Bank weiß, wie diese Banknote später verwendet wird. Damit lässt sich digitales Bargeld erzeugen, das die Zahlungshistorie einer Person deutlich besser schützt als ein herkömmliches Konto.

Will B nun bei C bezahlen, übergibt B einfach die signierte Banknote, ganz ähnlich wie beim Weiterreichen eines Geldscheins. C kann anhand der Signatur der Bank prüfen, ob die Note echt ist, unabhängig davon, wer B eigentlich ist. Mehr Informationen zum ursprünglichen Verfahren liefert Chaums Originalarbeit zu blind signierten Zahlungen. C reicht die Banknote anschließend selbst bei der Bank ein, um den Betrag gutgeschrieben zu bekommen.

Grenzen des eCash-Modells

So elegant die Konstruktion auch ist, sie hat eine klare Schwäche: Ohne die Bank als zentrale Instanz funktioniert nichts. Jede eingelöste Banknote muss bei A geprüft werden, damit dieselbe digitale Note nicht zweimal ausgegeben wird. Diese Prüfung gegen doppelte Ausgabe, das sogenannte Double-Spending-Problem, lässt sich in diesem Modell nur lösen, wenn eine einzelne Instanz mitzählt.

Das bedeutet auch: Wer diesem eCash System vertraut, vertraut am Ende der Bank selbst und ihrer korrekten Buchführung. Fällt A aus, wird kompromittiert oder verweigert die Teilnahme, verliert das gesamte digitale Bargeld seinen Wert. Eine echte Offline-Zahlung zwischen B und C, bei der niemand die Bank kontaktieren muss, ist mit diesem Ansatz nicht möglich.

Genau an dieser Stelle setzten spätere Entwicklungen an, die versuchten, dieselbe Vertraulichkeit zu erreichen, ohne auf eine einzelne zentrale Partei angewiesen zu sein. Über die kryptografischen Bausteine, die diesen früheren Ansatz erst ermöglichten, berichteten wir in Digitale Blindsignatur: Chaums kryptografische Grundlage.