12. Kryptowährungen

Basierend auf der Vorstellung, dass heutige Geldtransaktionen auf dem Transfer von Informationen beruhen, bietet dieses Kapitel eine grundlegende Einführung in die Informationstheorie von Shannon, mit ihrem zentralen Konzept – der Entropie. Nach der Darstellung verschiedener Wege zur Kodierung von Informationen wird das Verhältnis von Shannons Entropie zur Entropie, wie sie aus der Thermodynamik bekannt ist, anhand eines physikalischen Systems mit diskreten Energielevels veranschaulicht. Das Kapitel diskutiert dann die Übertragung von Informationen über binäre symmetrische Kanäle und entwickelt die notwendigen Konzepte, um das Maximum der gegenseitigen Information als Kanalkapazität festzulegen. Nach der Übertragung von Informationen durch kontinuierliche Kanäle, die durch das Signal-Rausch-Verhältnis begrenzt sind, führt ein Abschnitt in die Grundlagen der Kryptographie ein, die zur Sicherung der Übertragung sensibler Informationen notwendig ist. Öffentliche Schlüsselsysteme, Diffie-Helman und RSA, werden ausführlich diskutiert, bevor die Grundlagen der elliptischen Funktionenkryptographie behandelt werden, die sowohl für Bitcoin als auch für Ethereum-Blockchains die Grundlage bildet, dem Thema späterer Abschnitte in diesem Kapitel. Ein Ethereum-Smart-Contract wird als Beispiel für eine verteilte Anwendung – eine DApp – diskutiert. Der letzte Abschnitt berührt die Grundlagen des Quantencomputings und veranschaulicht die Schlüsselkonzepte von Shors Algorithmus, der eines Tages eine Bedrohung für kryptographische Systeme darstellen könnte.