Studie zeigt: Diese Sicherheitsrisiken hat Bitcoin

Wie resilient ist Bitcoin? Mit einer Marktkapitalisierung von 1,5 Billionen US-Dollar ist Bitcoin der wohl größte dezentrale Honeypot der Welt, für Investoren ist die Frage nach der Sicherheit der Kryptowährung also entscheidend. Eine aktuelle Studie mit dem Titel Bitcoin Under Stress: Measuring Infrastructure Resilience 2014–2025 liefert nun erstmals eine fundierte Antwort. Sie zeigt, dass Bitcoin zwar bemerkenswert widerstandsfähig ist, gleichzeitig aber stärker von realer Infrastruktur abhängt, als viele vermuten. Und es gibt auch Gefahren.

Bitcoins Basis liegt in physischer Infrastruktur

Zwar wirkt Bitcoin als dezentral agierende Instanz vollständig entkoppelt von der klassischen Finanzwelt, doch technisch gesehen basiert das Netzwerk auf dem Internet und damit auf einer Vielzahl physischer Komponenten. Dazu gehören Rechenzentren, Internetanbieter, Routing-Systeme und vor allem Unterseekabel. Sie sind essenziell für internationale Kommunikation und zugleich anfällig für Schäden durch Naturereignisse, technische Defekte oder menschliche Eingriffe.

Diese Schnittstelle in die reale Welt bringt eine potenzielle Gefahr für Bitcoin mit sich. Ob die Kryptowährung gegen benannte Risiken gewappnet ist, untersucht eine neue Studie der Universität Cambridge.

Ein datengetriebener Blick auf elf Jahre Bitcoin

Für ihre Analyse haben die Forscher mehr als ein Jahrzehnt an Netzwerkdaten ausgewertet. Grundlage sind über acht Millionen Beobachtungen von Bitcoin-Nodes zwischen 2014 und 2025. Ergänzt wird der Datensatz durch Informationen zu 658 Unterseekabeln sowie zu Dutzenden realer Ausfallereignisse.

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Das Besondere an der Studie ist ihr methodischer Ansatz, denn die Forscher modellieren mehrere Ebenen gleichzeitig. Dazu zählen die physische Infrastruktur, die Routing-Ebene des Internets und das Peer-to-Peer-Netzwerk selbst.

Die Ergebnisse lassen sich durchaus sehen. Die Forscher attestieren Bitcoin eine durchaus hohe Widerstandsfähigkeit gegen zufällige Ausfälle von physischer Infrastruktur wie Unterseekabeln und dergleichen.

Der kritische Schwellenwert, der angibt, wie viel Infrastruktur ausfallen muss, bevor das Netzwerk spürbar beeinträchtigt wird, liegt je nach Zeitraum zwischen etwa 72 und 92 Prozent. Erst wenn ein Großteil der internationalen Verbindungen gleichzeitig ausfällt, verlieren signifikante Teile des Netzwerks ihre Konnektivität.

Auch reale Ereignisse bestätigen dieses Bild. In 87 Prozent der untersuchten Kabelausfälle lag die Veränderung der erreichbaren Nodes unter fünf Prozent. Selbst größere Störungen hatten meist nur regionale Auswirkungen und keinen nachhaltigen Einfluss auf das globale Netzwerk. In der Studie heißt es: “Die Ergebnisse zeigen, dass 87 Prozent der Ereignisse eine Kursänderung von weniger als 5 Prozent verursachten, mit einer mittleren Auswirkung von minus 1,5 Prozent, einem Medianwert von minus 0,4 Prozent und einer Kurskorrelation nahe Null.”

Mit anderen Worten: Externe Ereignisse, die die physische Infrastruktur von Bitcoin angreifen, gefährden weder die Netzwerksicherheit noch den Kurs.

Wenn Angriffe gezielt erfolgen

Etwas anderes ist es aber, wenn Ausfälle nicht zufällig auftreten, sondern gezielt herbeigeführt werden. Die Cambridge-Studie zeigt, dass gezielte Angriffe auf besonders wichtige Netzwerkknoten wesentlich effektiver sind. In solchen Szenarien reicht es aus, einen vergleichsweise kleinen Teil der Infrastruktur zu stören, um erhebliche Teile des Netzwerks zu isolieren.

Besonders kritisch sind Verbindungen mit hoher Bedeutung für den Datenverkehr, etwa transatlantische Kabel oder zentrale Internetanbieter. Auch große Hosting-Dienstleister und Miner spielen eine wichtige Rolle, da viele Bitcoin-Nodes in deren Rechenzentren betrieben werden.

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Diese Ergebnisse ordnen das Bild der vollständigen Dezentralität etwas ein. Zwar ist Bitcoin auf Protokollebene verteilt, auf Infrastrukturebene existieren jedoch Konzentrationen, die potenzielle Angriffspunkte darstellen.

Tor als unerwarteter Stabilitätsfaktor

Doch auch hier gibt es Abhilfe. Denn ein besonders interessanter Aspekt der Studie betrifft die zunehmende Nutzung von Tor im Bitcoin-Netzwerk. Tor (The Onion Router) ist ein freies Netzwerk und ein Webbrowser, der anonymes Surfen im Internet ermöglicht, indem er Datenverkehr über weltweit verteilte Knotenpunkte verschlüsselt und umleitet.

Der Anteil der Nodes, die über Tor verbunden sind, ist in den vergangenen Jahren stark gestiegen und liegt inzwischen bei rund 64 Prozent. Diese Entwicklung wurde häufig kritisch gesehen, da die physische Verortung dieser Nodes nicht bekannt ist. Die Analyse kommt jedoch zu einem anderen Schluss. Tor kann die Resilienz des Netzwerks sogar erhöhen.

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Der Grund liegt in der Struktur des Tor-Netzwerks. Die meisten leistungsfähigen Relays befinden sich in gut vernetzten Ländern Europas, die über zahlreiche redundante Internetverbindungen verfügen. Selbst wenn einzelne Verbindungen ausfallen, bleibt die Tor-Infrastruktur häufig stabil, weil sie auf alternative Routen ausweichen kann.

In den Simulationen führt dies dazu, dass mehr Infrastruktur zerstört werden muss, um das Netzwerk zu destabilisieren. Tor wirkt somit nicht nur als Werkzeug für Anonymität, sondern auch als Verstärker der Bitcoin-Robustheit.

Fazit

Die Studie zeigt auf, dass Bitcoin ein durchaus resilientes Netzwerk ist. Erst bei einem Ausfall von 72 bis 92 Prozent (!) der physischen Infrastruktur sind strukturelle Ausfälle bei Bitcoin messbar. Damit ist das Netzwerk deutlich robuster, als es Kritiker oft darstellen.

Andererseits reduziert sich der Schutz bei gezielten Angriffe, denn wer zentrale Knotenpunkte angreift, kann dem Netzwerk deutlich schneller Schaden zufügen.

Besonders bemerkenswert ist die Rolle von Tor. Entgegen der verbreiteten Annahme erhöht es nicht nur die Privatsphäre, sondern auch die Stabilität des Netzwerks, da der Standort der wichtigen Nodes dadurch verschleiert wird.

Bitcoin bleibt damit ein widerstandsfähiges System, dessen Stärke weniger in völliger Unabhängigkeit liegt als in seiner Fähigkeit zur Anpassung. Diese Eigenschaft könnte langfristig entscheidend dafür sein, wie gut es mit zukünftigen Herausforderungen umgehen kann.

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