Was sind Private & Public Keys und Adressen?

Im Beitrag Was ist Kryptographie? ging es um die Grundlagen der Verschlüsselung. Für Bitcoin am wichtigsten ist die Kryptographie mit einem öffentlichen und einem privaten Schlüssel. Hier erkläre ich ohne Fachchinesisch, was es damit auf sich hat und warum der Unterschied für deine Sicherheit so wichtig ist.

Die grösste Schliessfachanlage der Welt

Stell dir eine riesige Schliessfachanlage vor, wie im Tresorraum einer Bank – nur unvorstellbar viel grösser. Sie hat 2¹⁶⁰ Fächer, eine Zahl mit 49 Stellen. Jedes Fach trägt eine Nummer, hat einen Einwurfschlitz und lässt sich nur mit einem einzigen, ganz bestimmten Schlüssel öffnen. Und: Die Türen sind aus Glas. Jede und jeder kann hineinschauen und sehen, was in einem Fach liegt.

Was die Teile bedeuten

• Die vielen Fächer: Mathematik und Informatik erlauben eine fast unbegrenzte Zahl von Adressen. So viele, dass jeder Mensch auf der Welt Milliarden davon nutzen könnte, ohne dass sich zwei je in die Quere kommen.
• Die Nummer am Fach: Das ist deine Bitcoin-Adresse, die die meisten kennen. Sie entspricht ungefähr deiner IBAN: Du gibst sie weiter, wenn dir jemand Bitcoin senden soll.
• Der Einwurfschlitz: Wer dir Bitcoin senden will, braucht nur die Nummer deines Fachs und wirft die Bitcoin durch den Schlitz. Eine Erlaubnis von dir braucht er nicht.
• Die Glastür: Die Blockchain ist nicht anonym, sondern sehr transparent. Jede und jeder kann sehen, wie viele Bitcoin auf welcher Adresse liegen. Sehen heisst aber nicht zugreifen: Ohne Schlüssel kann niemand etwas herausnehmen.
• Der Schlüssel: Das ist dein privater Schlüssel. Nur mit ihm lässt sich die Tür öffnen und lassen sich die Bitcoin bewegen. Wer ihn besitzt, hat die volle Kontrolle. Deshalb musst du ihn geheim halten und mit grösster Sorgfalt behandeln.

Wie alles zusammenhängt

Das wichtigste Element ist der private Schlüssel: eine riesige Zufallszahl. Aus ihm wird mit einem mathematischen Verfahren auf Basis sogenannter elliptischer Kurven der öffentliche Schlüssel berechnet.

Bitcoin verwendet den öffentlichen Schlüssel aber nicht direkt als Adresse. Aus Sicherheitsgründen wird er zuerst durch eine Hashfunktion geschickt, und erst daraus entsteht die Adresse. Das bringt eine zusätzliche Schutzschicht. Ein Gedankenspiel: Angenommen, jemand fände eines Tages eine Schwachstelle im Verfahren der elliptischen Kurven und könnte aus einem öffentlichen Schlüssel in wenigen Stunden den privaten berechnen. Deine Bitcoin wären trotzdem vorerst geschützt, solange du die Adresse noch nie zum Ausgeben benutzt hast – denn bis dahin ist nur der Hash öffentlich, nicht der öffentliche Schlüssel selbst. Der Angreifer müsste also zuerst auch noch den Hash umkehren, und das gilt als praktisch ausgeschlossen.

Private Schlüssel sind lange, unhandliche Zeichenfolgen. Bei modernen Wallets beginnt der Hauptschlüssel zum Beispiel mit «xprv» und ist über hundert Zeichen lang – unmöglich zu merken und leicht zu verschreiben. Deshalb gibt es die Sicherungswörter: meist 12 oder 24 gewöhnliche Wörter, aus denen sich der private Schlüssel jederzeit wieder ableiten lässt. Mehr dazu in Was ist eine Wallet?

Wie das aussieht

Ein öffentlicher Schlüssel ist eine Zeichenfolge mit 66 Zeichen, die mit 02 oder 03 beginnt und nur Ziffern und die Buchstaben a bis f enthält. Eine Adresse ist kürzer und sieht je nach Typ etwa so aus: bc1qw508d6qejxtdg4y5r3zarvary0c5xw7kv8f3t4. Den öffentlichen Schlüssel bekommst du als Nutzerin oder Nutzer meist gar nie zu sehen – deine Wallet erledigt das im Hintergrund.

Die Reihenfolge – nur in eine Richtung

Die Kette sieht so aus:

Sicherungswörter → privater Schlüssel → öffentlicher Schlüssel → Adresse

Jeder Schritt funktioniert nur in Pfeilrichtung. Aus der Adresse lässt sich der öffentliche Schlüssel nicht berechnen, aus dem öffentlichen Schlüssel nicht der private und aus dem privaten nicht die Wörter.

Was du teilen darfst – und was nie

• Adresse und öffentlicher Schlüssel: darfst du bedenkenlos weitergeben. Damit kann man dir Bitcoin senden oder deinen Bestand beobachten, aber nichts wegnehmen.
• Privater Schlüssel und Sicherungswörter: nie weitergeben, nie fotografieren, nie online speichern. Wer sie kennt, hat vollen Zugriff auf deine Bitcoin – und kein Kundendienst der Welt kann sie zurückholen.

Wie du deine Schlüssel sicher aufbewahrst, erkläre ich in Bitcoin selbst verwahren. Welche Arten von Adressen es gibt, steht in Bitcoin-Adressen: Wo sind die Unterschiede?