Satoshis Poker-Experiment kehrt mit Bitcoin-Wendung zurück

Damals im Jahr 2008, als Satoshi Nakamoto sich darauf vorbereitete, das Whitepaper zu veröffentlichen, fand der mysteriöse Erfinder offenbar Zeit, einen Pokerraum in der Bitcoin-Codebasis zu entwerfen. Im frühesten Quellcode von Bitcoin waren Schaltflächen zum Austeilen von Karten, zum Aussteigen, zum Mitgehen und zum Erhöhen von Einsätzen versteckt. Es gab nur ein Problem: Nichts davon spielte tatsächlich Poker.

Die Software hatte zwar die Grundzüge eines Pokertisches, aber darunter lag kein funktionierendes Spiel. 18 Jahre später hat sich der Stanford-Forscher Robin Linus des Problems angenommen, das Satoshi hinterlassen hatte. Am Donnerstag stellte Linus „Bitcoin Poker“ vor, ein Protokoll, mit dem zwei Personen eine echte Partie Texas Hold’em spielen können, wobei Bitcoin zur Durchsetzung der Regeln, zur Abrechnung von Einsätzen und zum Umgang mit Spielern dient, die sich weigern, mitzuarbeiten.

„Lieber Satoshi, der erste BitVM-Streit, der SHA2-ECDSA-Polyglot, der Binohash-Wahnsinn – alles nur Fanpost, geschrieben in Bitcoin Script. Nichts davon spielt eine Rolle, bis ich deine ursprüngliche Vision verwirklicht habe“, schrieb Linus auf X. „Also habe ich endlich den Poker-Client fertiggestellt, den du in Bitcoin v0.1 unvollendet gelassen hast. Melde dich bei mir für ein paar Runden.“

Satoshis vergessener Pokerraum bekommt ein zweites Leben

Der ursprüngliche Bitcoin-Quellcode enthielt eine Datei namens uibase.cpp, die grafische Komponenten für eine Poker-Lobby und einen Pokertisch umfasste. Die Benutzeroberfläche trug das Erstellungsdatum 16. April 2008, etwa sechs Monate bevor Satoshi das Bitcoin-Whitepaper veröffentlichte. Schaltflächen mit den Bezeichnungen „Deal Hand“, „Fold“, „Call“ und „Raise“ deuteten auf etwas Ehrgeizigeres hin als eine einfache Zahlungsanwendung, obwohl Satoshi nie öffentlich erklärte, was er damit vorhatte.

Diese frühen Fragmente waren kein funktionierender Poker-Client, geschweige denn ein durch die Blockchain gesichertes Glücksspielsystem. Es gab keinen Mechanismus zum Austeilen privater Karten, zum Verfolgen von Einsätzen oder zum Festlegen, wer die Gewinne einkassieren sollte. Linus macht diese Unterscheidung in seinem Bitcoin-Poker-Whitepaper deutlich und schreibt: „Diese Schnittstellenfragmente waren kein vollständiges Pokerprotokoll.“ Anstatt Satoshis aufgegebene Software wiederzubeleben, machte sich Linus daran, die fehlenden Komponenten von Grund auf neu zu entwickeln.

Der historische Hintergrund macht die Entdeckung noch interessanter. Der Kongress verabschiedete im Oktober 2006 den „Unlawful Internet Gambling Enforcement Act“, der auf Finanztransaktionen im Zusammenhang mit illegalem Online-Glücksspiel abzielte. Jahre später beschlagnahmten die Bundesbehörden im Rahmen der als „Black Friday“ bekannten Razzia im April 2011 bekanntlich Domains großer Online-Poker-Betreiber. Ob die Beschränkungen für Online-Glücksspiele Satoshis Denken beeinflusst haben, bleibt unbekannt, doch die Idee, Poker zu spielen, ohne auf einen zentralisierten Zahlungsabwickler angewiesen zu sein, passt zweifellos zum ursprünglichen Zweck von Bitcoin.

Neun Karten, zwei Spieler und kein Dealer, der das Sagen hat

Linus, ein Doktorand an der Stanford University, ist vor allem für die Entwicklung von BitVM bekannt, einem 2023 vorgelegten Vorschlag zur Verifizierung komplexer Berechnungen über Bitcoin, ohne dessen Konsensregeln zu ändern. Zu seinen späteren Forschungsarbeiten zählen BitVM2, BitVM3, Zerosync und andere kryptografische Systeme. Bitcoin Poker wendet denselben innovativen Ansatz auf etwas an, das wesentlich vertrauter ist als Blockchain-Berechnungen.

„Wir beschreiben ein Zwei-Spieler-Protokoll für Limit Texas Hold’em auf Bitcoin“, heißt es in Linus’ Artikel. An dem Spiel nehmen zwei Teilnehmer teil, von denen jeder zwei private Karten erhält, während im Verlauf der Setzrunden fünf Gemeinschaftskarten aufgedeckt werden. Anders als beim herkömmlichen Online-Poker bestimmt kein Casino-Server und kein vertrauenswürdiger Dealer, welche Karten die Spieler erhalten.

Stattdessen tragen beide Teilnehmer geheime Informationen bei, um die Karten zu generieren. Wie Linus erklärt: „Es werden nur neun verschiedene Karten benötigt.“ Anstatt ein gesamtes Kartenspiel mit 52 Karten zu mischen, generiert das System genau die neun Karten, die für eine einzelne Hand erforderlich sind, wobei kryptografische Verpflichtungen und Zero-Knowledge-Beweise verwendet werden, um einen fairen Spielablauf zu gewährleisten.

Diese Vorgehensweise stellt sicher, dass keiner der Teilnehmer das Ergebnis heimlich beeinflussen kann. „Kein Spieler allein kann entschlüsseln“, heißt es in der Veröffentlichung, in der die bei der Vorbereitung verwendeten, gemeinsam verschlüsselten Informationen beschrieben werden. Bevor das Spiel beginnt, prüft das Protokoll zudem auf doppelte Karten, ohne deren Identität preiszugeben. Stimmen zwei Karten überein, wird der gesamte Versuch verworfen und ein neuer Kartenausteilvorgang beginnt.

Hier gibt es eine besondere mathematische Feinheit. Eine zufällig generierte Verteilung von neun Karten hat nur eine Wahrscheinlichkeit von etwa 48 %, den Test auf doppelte Karten zu bestehen. Das bedeutet, dass das System durchschnittlich 2,08 Versuche benötigt, um ein akzeptables Blatt zu erzeugen. Das ist eine aufwendige Art, Karten zu mischen, aber das Ergebnis ist eine vertrauliche Kartenausgabe, bei der man der Person gegenüber am Tisch nicht vertrauen muss.

Bitcoin wird zum Schiedsrichter, wenn sich jemand weigert, mitzuspielen

Das Austeilen der Karten ist eine Sache. Sicherzustellen, dass der Gewinner ausgezahlt wird, ist eine ganz andere Angelegenheit, insbesondere wenn keiner der Teilnehmer einen Grund hat, dem anderen zu vertrauen. Linus löst dieses Problem, indem es vor dem ersten Einsatz eine Reihe von Bitcoin-Transaktionen vorbereitet, die die möglichen Spielausgänge abbilden.

„Die Regeln definieren einen endlichen Baum“, erklärt das Whitepaper. Jeder Zweig steht für eine zulässige Aktion, darunter Aussteigen, Passen, Mitgehen, Erhöhen, Karten aufdecken oder den Pot auszahlen. Die Spieler genehmigen diese Möglichkeiten im Voraus, und die bestehenden Transaktionsregeln von Bitcoin verhindern, dass sie unerlaubte Züge improvisieren.

„Ungültige Aktionen haben keine vorab autorisierte Transaktion“, schreibt Linus. Das Protokoll nutzt zudem Adapter-Signaturen, die es ermöglichen, erforderliche Karteninformationen wiederherzustellen, wenn bestimmte Transaktionen signiert werden. Dies verhindert, dass Spieler bestimmte Offenlegungspflichten ausnutzen, um sich einen unfairen Vorteil zu verschaffen.

Doch was passiert, wenn jemand beschließt, dass er genug hat, und sich weigert, weiterzuspielen? Auch darauf hat Linus eine Antwort. „Jeder Spielzustand, in dem auf einen Spieler gewartet wird, sieht auch eine Zeitüberschreitung des Gegners vor“, heißt es in der Abhandlung. Nach einer festgelegten Verzögerung kann der verbleibende Teilnehmer den eingesetzten Pot einkassieren, während das ungenutzte Guthaben des ausscheidenden Spielers zurückerstattet wird.

Der Forscher weist auf einen wichtigen Unterschied hin. „Das Protokoll kann eine Abrechnung erzwingen, aber es kann niemanden zwingen, eine Karte aufzudecken.“ Mit anderen Worten: Bitcoin kann niemanden dazu zwingen, das Spiel zu Ende zu spielen, aber es kann die finanziellen Konsequenzen eines Aussteigens durchsetzen.

Ein Pokerspiel mit 56.132 Knoten hat einen Haken

Das Design ist clever, aber niemand sollte es mit einer leichtgewichtigen mobilen Poker-App verwechseln. Linus’ Referenzkonfiguration mit 100 Big Blinds pro Spieler und vier Einsätzen pro Setzrunde umfasst 56.132 logische Knoten sowie 54.855 gewöhnliche Signaturen und 1.306 Pakete zur Kartenoffenlegung. Jedes Paket enthält weitere 52 Adapter-Signaturen.

Der vollständige Vorbereitungs-Snapshot ist 8.416.186 Byte groß, was etwa 8,4 MB entspricht. In drei Tests mit Desktop-Browsern dauerte das Vorbereiten und Speichern des Transaktionsbaums zwischen 26,39 und 27,26 Sekunden. Linus warnt: „Dies sind Messwerte unter kontrollierten Bedingungen, keine Garantien für den Startvorgang.“ Die Zahlen beschreiben eine Referenzimplementierung und nicht die Leistung, die Nutzer von einem fertigen Produkt erwarten sollten.

Glücklicherweise erfordert das normale Spielgeschehen keine Übertragung dieser riesigen Sammlung von Transaktionen. „Der vorgesehene Spielmodus ist off-chain“, erklärt das Papier. Die Spieler tauschen Nachrichten privat aus und halten Bitcoin-Transaktionen in Reserve, falls die Zusammenarbeit scheitert. Die Blockchain dient praktisch als Schiedsrichter, der am Spielfeldrand wartet und bereit ist, Streitigkeiten bei Bedarf beizulegen.

Fast achtzehn Jahre später hat Satoshis Poker-Idee echte Regeln

Es gibt nach wie vor Einschränkungen. Bitcoin Poker unterstützt nur zwei Teilnehmer, da zusätzliche Spieler heimlich Informationen über ihre Karten austauschen könnten. Öffentliche Showdowns können beide Blätter offenlegen, und die kryptografische Konstruktion bedarf noch einer unabhängigen Sicherheitsanalyse, bevor man sie als produktionsreif betrachten sollte.

Linus versucht gar nicht erst, diese Mängel zu verbergen. „Es handelt sich nicht um einen formalen Beweis für das vollständige Protokoll gegen böswillige Teilnehmer“, räumt die Abhandlung ein. Bestehende Tests mit Bitcoin Core prüfen wichtige Komponenten, darunter Auszahlungen und Timeout-Pfade, aber „Testabdeckung ist kein Sicherheitsnachweis.“

Dennoch reicht die Leistung über das Pokerspiel hinaus. Linus hat gezeigt, wie die bestehenden Skript- und Signaturfunktionen von Bitcoin ein Spiel mit verborgenen Informationen, komplizierten Entscheidungen und finanziellen Auszahlungen ermöglichen können, ohne die zugrunde liegenden Regeln des Netzwerks zu ändern.

Bitcoins geheimnisvoller Erfinder hinterließ einen Pokertisch mit Schaltflächen, die nicht viel bewirkten. Achtzehn Jahre später hat Linus die kryptografischen Regeln entwickelt, die erforderlich sind, um die Karten auszuteilen, die Hand zu spielen und den Pot auszuzahlen. Die verbleibende Frage ist, ob die aufwendige Konstruktion praktisch genug werden kann, damit gewöhnliche Spieler sie einmal ausprobieren können.