Bitcoin (av "bit" och engelska "coin" = mynt) är en implementation av kryptovaluta, en digital valuta, skapad 2009 av Satoshi Nakamoto (troligtvis en pseudonym), vars huvudsyfte är att möjliggöra betalningar över Internet direkt mellan användare utan någon inblandning från tredje part.
Till skillnad från många andra valutor förlitar sig inte bitcoin på någon central utfärdare i form av exempelvis en centralbank, vilket skyddar mot politisk påverkan och monopolliknande betalsystem. För att upprätthålla säkerhet och sekretess förlitar sig bitcoin på kryptografi och använder sig av en distribuerad databas utspridd över de noder som utgör P2P-nätverket för att journalföra transaktioner. Detta syftar även till att exempelvis säkerställa att valutan endast kan spenderas av dess ägare samt oåterkalleligen försvinner från nämnda ägares digitala "plånbok" och kan därmed bara spenderas en gång.
Bitcoin är inte bara den största och mest kända kryptovalutan, bitcoin har också blivit något av en rörelse som förenar människor över hela världen i en kritik av hur dagens finansiella system fungerar. Denna kritik är riktad mot både centralbanker och privata banker. Förespråkarna menar att den tekniska lösning som bitcoin erbjuder för globala betalningar skulle kunna utgöra grunden för en större omvandling av den globala finansiella infrastrukturen.
Bitcoins design tillåter mer eller mindre anonymt ägande och överförande av värden genom P2P-nätverket. En användares bitcoinnycklar kan sparas i en plånboksfil tillsammans med ett godtyckligt antal bitcoinadresser. Plånboksfilen kan sparas på användarens dator eller hos en tredje part som erbjuder en sådan tjänst. I båda fallen kan bitcoin skickas över Internet till vem som helst med en bitcoinadress. Bitcoins P2P-topologi och avsaknad av central administration gör det omöjligt för exempelvis myndigheter att artificiellt manipulera värdet av bitcoin eller framkalla inflation genom att producera fler av dem.
Teknisk bakgrund
Tekniken bakom bitcoin beskrevs först i Satoshi Nakamotos vitbok från 2009. Den bygger på två andra förslag till alternativa elektroniska valutor: Wei Dais förslag b-money och Nick Szabos förslag Bitgold.
Bitcoin är en P2P-valuta, dvs ett P2P-nätverk håller reda på alla transaktioner i en distribuerad databas. Det finns ingen central server som håller reda på dem eller avgör vilka som är giltiga. Varje deltagare (nod) i P2P-nätverket lagrar transaktionerna, och kan gå in i eller lämna P2P-nätverket utan att skapa problem.
Tidigare förslag till P2P-valutor led av dubbelspenderingsproblemet (eng: double spending problem), dvs att samma pengar kunde överföras till två olika ställen, och att nätverket då måste ha en metod för att avgöra vilken transaktion som var giltig. Satoshi Nakamoto löste problemet med hjälp av en så kallad blockkedja (eng: block chain). Varje transaktion lagras i ett block med data, och alla block hänger ihop i en följd (kedja). Om det skulle skapas två "konkurrerande" block (två block med samma föregångare i kedjan), accepterar noderna det block som majoriteten av deras grannar har accepterat, och bygger nästa block i kedjan på detta. Om det sker en förgrening av kedjan, fattar nätverket alltså ett beslut om vilken gren som är giltig (och därmed vilken transaktion som är giltig). Beslutet sprids snabbt genom P2P-nätverket, vilket gör det praktiskt omöjligt att ändra. För att göra det svårare för en angripare att tillverka block som stöder deras egen gren av blockkedjan, används en distribuerad tidserver och tidskrävande beräkningar för att skapa ett block, så kallat bevis-på-arbete (eng: proof-of-work).
Transaktionerna använder asymmetrisk kryptering (mer specifikt ECDSA) och är publika. Historiken över alla transaktioner måste lagras i databasen och för att minska kravet på lagringsutrymme används ett Merkle-träd.
Plånboksfilen Alla som deltar i bitcoinnätverket har en plånboksfil (wallet.dat) som innehåller, utöver antalet bitcoin knutna till den plånboken, ett godtyckligt antal kryptografiska nyckelpar. De publika nycklarna utgör bitcoinadresserna och agerar som sändare eller mottagare för alla transaktioner. Deras motsvarande privata nycklar auktoriserar betalningar från endast den användaren. Adresserna innehåller ingen information om dess ägare och är generellt sett anonyma. Adresserna är i läsbar form strängar av slumpnummer och -bokstäver med en längd på omkring 33 tecken av formen 1rYK1YzEGa59pI314159KUF2Za4jAYYTd. Bitcoinanvändare kan ha flera adresser och generera nya obehindrat, då genererandet av nya adresser kräver förhållandevis lite beräkningar och inte kräver någon kontakt med resten av nätverket.
Plånboksfilen lagras direkt på användarens hårddisk. Skulle användaren råka radera filen försvinner de bitcoin och adresser som associerades med just den plånboken för gott. Därför uppmanas bitcoinanvändare att säkerhetskopiera plånboksfilen regelbundet. Det finns två olika typer av bitcoinplånböcker för att förvara privata nycklar, fullständiga klienter (Full Node) och lättviktsklienter (SVP-klient). En lättviktsklient verifierar inte transaktioner utan förlitar sig på en fullständig klient som den ansluter sig till. Bitcoin Core är den ursprungliga klienten som används i bitcoinnätverket för att lagra en fullständig kopia av alla transaktioner.
Transaktioner Bitcoin innehåller sin nuvarande ägares publika nyckel (bitcoinadress). När användare A överför en summa till användare B ger A upp sitt ägande genom att lägga till B:s publika nyckel (bitcoinadress) och signera de bitcoin som ska överföras med sin egen privata nyckel. A sänder sedan dessa bitcoin i ett meddelande, transaktionen, till P2P-nätverket. Resten av noderna i nätverket validerar sedan de kryptografiska signaturerna och summan av transaktionen innan de accepterar den.
Blockkedjan
Data lagras permanent i bitcoinnätverket i s.k. block. Dessa block formar en kedja och ett block innehåller de senast utförda transaktionerna samt det föregående blockets hash. En transaktion går inte igenom förrän blocket den tillhör har blivit tillagt i kedjan.
De noder i nätverket som är beredda att bistå med beräkningskraft samlar alla obekräftade transaktioner de känner till i kandidatblock. Sedan försöker de skapa en kryptografisk hash för kandidat-blocket med vissa egenskaper, något som kräver en förutsägbar mängd trial and error. När en nod slutligen lyckas med det annonserar den det till resten av nätverket. De noder som tar emot det nya blocket validerar det sedan innan de lägger till det i block-kedjan. Blocket sägs nu vara löst.
Så småningom innehåller blockkedjan den kryptografiska ägandehistoriken över alla bitcoin, från deras skapare till deras nuvarande ägare. Om en användare försöker använda en bitcoin som användaren redan spenderat kommer nätverket således att neka transaktionen.
Bryta bitcoin När en nod som valt att bidra med beräkningskraft till nätverket lyckats lösa ett block och detta kandidatblock har lagts till i blockkedjan, erhåller noden en belöning. Det här är den mekanism som gör att nya bitcoin tillkommer i bitcoinnätverket, och mekanismen kallas "brytning" (jfr Guldbrytning). Användare kan bidra med beräkningskraft genom att antingen aktivera brytningsfunktionen i den officiella mjukvaran eller genom att använda mjukvara från tredje part. Under de första åren av Bitcoin så utfördes beräkningarna ofta på användarens CPU eller GPU för ökad effektivitet. Numera så används främst ASIC-brytare som är avsevärt mer effektiva för brytning av bitcoin än både grafikkort såväl som processorer. Sannolikheten att en nod ska lyckas lösa ett block är direkt relaterad till den beräkningskraft noden bidrar med till nätverket relativt den sammanlagda beräkningskraften hos alla noder i nätverket. Blockbelöningen var ursprungligen 50 bitcoin per block och den halveras efter varje 210 000 block, vilket motsvarar ungefär vart 4:e år. I februari 2018 var blockbelöningen 12,5 bitcoin per nytt block, och den kommer över tiden att minska ner till noll. På så vis kommer ett maximalt antal på ca 21 miljoner bitcoin skapas. Det beräknas att 80 % av alla bitcoin var skapade 2018. Hösten 2021 närmar sig antalet skapade bitcoin 19 miljoner enligt graf i bitcoin.com.
För att upprätthålla en brytningstakt på ett nytt block i genomsnitt var tionde minut, justerar nätverket automatiskt svårighetsgraden ungefär varannan vecka (efter var 2 016 block) för att ligga i linje med nätverkets totala beräkningskraft.
Eftersom mer än en nod tävlar om att lösa ett specifikt block och svårighetsgraden ständigt ökar har det blivit populärt med kollektiv brytning i så kallade "pooler". På så vis kan även användare som inte förfogar över så mycket beräkningskraft få en jämnare och mer förutsägbar inströmning av belöningar.
Transaktionsavgifter Användare som vill göra en transaktion kan frivilligt välja att betala en transaktionsavgift. Transaktionsavgiften tillfaller den nod som lyckas lösa just det block som innehåller transaktionen. Detta gör att det blir mer attraktivt för noderna att försöka lösa block som innehåller transaktioner med avgift. Transaktioner där transaktionsavgift har betalats kommer följaktligen att prioriteras av noderna och processas därför oftast snabbare än övriga transaktioner.
När det inte längre går att prägla nya bitcoin genom brytning förväntas möjligheten att lösa block för transaktionsavgifternas skull vara anledning nog för användare att bidra med beräkningskraft till nätverket. På så vis kan systemet ändå hållas igång.
Ekonomiska aspekter Bitcoinekonomin är fortfarande väldigt liten relativt andra etablerade ekonomier och mjukvaran är fortfarande i betastadiet. Men bitcoin accepteras som betalning för både internettjänster och materiella varor på rätt många ställen. Bland annat Machine Intelligence Research Institute, (före detta "Singularity Institute") accepterar donationer i bitcoin. Även den svenska VPN-tjänsten Mullvad tillhandahåller betalning med bitcoin. Utöver detta så blev El Salvador under september 2021 det första landet med bitcoin som en officiell valuta. Handlare kan växla traditionell valuta (så som amerikansk dollar, rysk rubel och japansk yen) till bitcoin genom växlings-sidor. Tillsammans utgör USA och Japan över 60 procent av den globala bitcoinmarknaden och framför allt Japan har visat prov på snabb tillväxt. Ett antal tjänster erbjuder möjligheten att observera alla transaktioner som utförs inom nätverket i realtid.
Monetära skillnader
Bitcoin skiljer sig från traditionell fiatvaluta i det avseendet att mängden skapade pengaenheter (M0) inte kontrolleras genom att en centralbank ger ut mer av, eller destruerar, kontanter. Det finns heller ingen centralbank som kontrollerar penningmängden genom att justera styrräntan. Det finns en begränsad, kontrollerad ökning av pengamängden hårdkodad i bitcoinmjukvaran som är känd och förutsägbar av alla parter i förväg. Inflationen kan därför inte styras centralt.
Transaktioner genomförs direkt mellan användare över nätverket utan att något finansiellt institut är inblandat. Den här typen av transaktioner innebär dock att det är omöjligt att reversera en transaktion. Bitcoinklienten sänder transaktionen till noderna i dess omgivning som i sin tur propagerar den till resten av nätverket. Korrupta eller ogiltiga transaktioner nekas av ärliga klienter. Transaktioner är oftast gratis men en transaktionsavgift kan betalas för att noderna i nätverket ska prioritera just den transaktionen.