BitTorrent

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BitTorrent-Logo
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BitTorrent ist ein sogenanntes p2p-Filesharing-Protokoll, das sich besonders für die schnelle Verteilung großer Datenmengen eignet. Der Name ist zusammengesetzt aus "Bit" (kleinste Daten-Einheit in der IT) und dem englischen Wort "torrent" (reißender Strom, Sturzbach). Die Referenzimplementierung des Protokolls durch den Erfinder Bram Cohen erfolgte in der Programmiersprache Python. Mittlerweile steht eine Reihe alternativer Programme zur Verfügung, die das BitTorrent-Protokoll implementieren.

Die US-amerikanische Firma namens BitTorrent hat Ende Februar 2007 ihre gleichnamige Website in einen Online-Shop umgewandelt, in dem sich viele Medieninhalte nur noch kostenpflichtig herunterladen lassen.

Geschichte

Das BitTorrent-Protokoll wurde im April 2001 von dem Programmierer Bram Cohen für die Bootlegger-Online-Community etree entworfen. Am 2. Juli 2001 veröffentlichte er eine erste Implementation[, die mittlerweile von seiner Firma BitTorrent, Inc. betreut wird. Bereits nach kurzer Zeit begann die File-Sharing-Szene, die Technologie für sich zu nutzen. Mit der Zeit entwickelte sich BitTorrent zum größten (Inhalte, Benutzer, Verkehr) Filesharing-Netz, es produziert ein Drittel des gesamten, weltweiten Internet-Datenverkehrs.

Technik

p2p steht für Peer-To-Peer und bedeutet, dass für die Datenübertragung kein zentraler Server verwendet wird, sondern die Daten zwischen vielen Nutzern, den sogenannten Peers, ausgetauscht werden. Viele Firmen nutzen dieses Protokoll mittlerweile, wobei auch Firmenserver genutzt werden, die aber durch den Austausch der Nutzer untereinandern stark entlastet werden.

Im Vergleich zum herkömmlichen Herunterladen einer Datei mittels HTTP oder FTP werden bei der BitTorrent-Technik die Upload-Kapazitäten der Teilnehmer mitgenutzt, auch wenn sie die Datei erst unvollständig heruntergeladen haben. Dateien werden also nicht nur von einem Server verteilt, sondern auch vom Nutzer zum Nutzer (Peer-to-Peer). Das belastet den Server weniger und der Anbieter spart Kosten. Insgesamt ist die Downloadlast nicht geringer, sie wird lediglich auf die einzelnen Nutzer verlagert. Bei populären Dateien verhindert diese Technik das Zusammenbrechen des Netzes infolge des Überschreitens der Kapazitätsgrenzen des Anbieters.

Tracker

BitTorrent besteht aus zwei Teilen: Dem Server-Programm, genannt Tracker (engl. „track“ = verfolgen) und dem Client, der auf dem PC des Anwenders als Gegenstelle fungiert. Der Tracker verwaltet Informationen zu einer oder mehreren Dateien. Der herunterladende Client erfährt vom Tracker, wer sonst noch die Datei herunterlädt und verteilt. Sobald ein Client ein Segment (engl. „chunk“) der Datei erhalten und die Prüfsumme verifiziert hat, meldet er dies dem Tracker und kann dieses Dateistück nun schon an die anderen Clients weitergeben. Die Menge aller Clients, die am gleichen Torrent interessiert sind, nennt man Schwarm. Clients, die im Besitz des kompletten Inhalts des Torrents sind, und somit nichts von anderen Clients herunterladen, sondern lediglich Daten verteilen, nennt man Seeder (deutsch „Säer“, also jemanden der die Saat verteilt). Clients, die nur im Besitz einiger Teile des Torrents sind, und sowohl Daten verteilen als auch beziehen, nennt man Peers (deutsch „Ebenbürtige“). Clients, die nur herunterladen, ohne selber zu verteilen, nennt man Leecher (deutsch „Blutegel, Blutsauger“, hier besser: „Schmarotzer“).

Um eine Datei herunterladen zu können, benötigt der Client eine Torrent-Datei. Diese Dateien haben üblicherweise die Dateinamenserweiterung .torrent oder .tor. In dieser befindet sich die Adresse des Trackers sowie Dateiname, Größe und Prüfsummen der herunterzuladenden Datei. Eine Torrent-Datei kann aber auch Informationen über mehrere Dateien beinhalten. Die Dateien sind wenige Kilobytes groß und werden üblicherweise auf der Website des Anbieters zum Herunterladen bereitgestellt. Löscht der Anbieter den Torrent aus dem Tracker oder geht der Kontakt zum Tracker verloren, können die Clients keinen neuen Kontakt zu anderen Clients mehr aufbauen, der Austausch zwischen schon bekannten Clients kann aber fortgeführt werden.
Um dieses Problem zu umgehen und trotzdem die Kontaktaufnahme zu anderen Clients zu ermöglichen, wird in neueren Clients zusätzlich der trackerlose Betrieb verwendet.

Im Gegensatz zu anderen bekannten File-Sharing-Systemen werden nicht beliebige Dateien aus den Beständen der Teilnehmer ausgetauscht. Bei diesen Systemen werden üblicherweise alle Inhalte eines Verzeichnisses zum Download bereitgestellt. Welche Dateien heruntergeladen werden, wird dann über Suchmaschinen ermittelt, die den Gesamtbestand des Netzwerkes durchsuchen. Bei BitTorrend verteilt jeder Schwarm nur die Dateien, welche der Autor der Torrent-Datei explizit zum Herunterladen vorgesehen hat. Auch der Betreiber des Trackers bestimmt selbst, welche Downloads von diesem verwaltet werden sollen. Die einzelnen Tracker stehen nicht in Verbindung zueinander, es existiert daher kein gemeinsames Netz. Jede Tracker-Datei erschafft somit ihr eigenes temporäres Netz aus beteiligten Clients. Anbieter können sich so von fremden, möglicherweise illegalen Inhalten leichter distanzieren.

Trackerloser Betrieb

In neuen Versionen wurden „trackerlose“ (engl. "trackerless") Systeme entwickelt. Die Trackerfunktion wird dabei von der Clientsoftware übernommen. Dies vermeidet einige der bisherigen Probleme wie z.B. die fehlende Ausfallsicherheit des Trackers. Es erleichtert auch das Anbieten von Dateien, da Tracker den aufwändigsten Teil in BitTorrent darstellen. Seit der im November 2005 erschienenen Version 4.2.0 unterstützt der Referenz-Client den trackerlosen Betrieb und setzt dabei auf den Kademlia-Algorithmus. Der Tracker kann dabei dezentral, ähnlich wie im Kademlia-Netzwerk, als Verteilte Hashtabelle (VHT) auf den Clients selbst abgelegt und verwaltet werden.

Das Kademlia-Algorithmus zu erklären würde an dieser Stelle zu weit führen.

Moderne BitTorrent-Clients können so auf Tracker verzichten und dezentral arbeiten. Allerdings verwenden sie oft unterschiedliche Protokolle, sodass die Kommunikation zwischen verschiedenen Clients auf VHT-Basis nicht immer möglich ist. Untereinander kompatibel sind zur Zeit BitComet, Deluge, µTorrent, KTorrent und der Classic-Client. Die Entwickler arbeiten jedoch verstärkt daran, Kompatibilität herzustellen.

Anti-Leech-Tracker (ALT)

BitTorrent beruht – wie alle Filesharing-Netzwerke – auf dem Prinzip „Geben und Nehmen“. Nicht wenige Teilnehmer deaktivieren aber ihre eigene Sende-Funktion ("upload") und missachten damit das Prinzip aller Filesharing-Netzwerke. Als Reaktion auf dieses Ausnutzen haben sich sogenannte "Anti-Leech-Tracker" (ALT) etabliert, welche das Verhalten der Teilnehmer stetig beobachten und Teilnehmer, welche nur herunterladen oder dies in unfairem Verhältnis tun, vom Netzwerk ausschließen, sobald gegen vordefinierte Regeln verstoßen wird. Als Maßstab gilt hier die sogenannte Ratio ("file ratio" oder "overall ratio"), die sich aus dem Quotienten von gesendeter und empfangener Datenmenge errechnet.

Bei diesem System sind jedoch Teilnehmer mit geringerer Datenübertragungsrate benachteiligt. So kann es passieren, dass solche Nutzer vom ALT verbannt werden, wenn sie ihre Ratio nicht rechtzeitig einhalten können. Aufgrund dessen wird auf einigen ALT mit dem sogenannten „Only Upload“ gegen diesen Missstand vorgegangen. Bei „Only Upload“ wird ausschließlich die Masse an hochgeladenen Daten angerechnet. Ferner wird diesem Problem auch verstärkt mit einem sogenannten „Seedbonus“ begegnet, bei welchem Punkte für die Zeitspanne des Sendevorgangs ("upload") vergeben werden, die dann wiederum in „Upload-Guthaben“ eingetauscht werden können.

Eine weitere Problematik: der ALT ist zum Errechnen des Verhältnisses auf Berichte der teilnehmenden Clients angewiesen. Diese können leicht verfälscht werden, entweder absichtlich durch Manipulationen von Schummlern oder versehentlich durch fehlerhaft konfigurierte Client-Software. Hier wurden mittlerweile jedoch auch Methoden entwickelt, die solche potentiellen Betrugsversuche erkennen und damit zum sofortigem Ausschluss führen.

Künftige Weiterentwicklungen

In Zukunft wird die Weiterentwicklung des Protokolls nicht mehr alleine von Bram Cohen, sondern auch von anderen Entwicklern getragen. BitTorrent-Benutzer sind in letzter Zeit zunehmend (teils unwissentlich) vom Traffic-Shaping ihrer Provider betroffen. Werden dabei Pakete als P2P-Pakete klassifiziert, wird der Upload in vielen Fällen stark gedrosselt. Als Antwort darauf implementierten die Clients Azureus und µTorrent eine End-zu-End-Verschlüsselung (RC4), um das Traffic-Shaping zu umgehen. BitComet, rTorrent, Transmission sowie KTorrent unterstützen die neue Protokoll-Verschlüsselung ebenfalls.

Einsatzgebiete, Vor- und Nachteile

Besonders gut geeignet ist BitTorrent für die schnelle Verteilung großer Dateien, für die eine aktuell große Nachfrage vorhanden ist. Bei etwas älteren oder weniger gefragten Dateien ist unter Umständen der Download über FTP oder HTTP wegen der zu geringen Anzahl von Uploadern vorzuziehen. Der Vorgang der Datendistribution mit BitTorrent unterscheidet sich grundsätzlich von der Arbeitsweise der bekannten Filesharing-Tauschbörsen, bei welchen jeder Teilnehmer parallel eigene Dateien anbietet. Durch die zunehmende Implementierung von trackerlosen Techniken sowie Suchfunktionen in den Clients lassen sich diese jedoch auch wie traditionelle Tauschbörsen verwenden.

Da die Größe der Datenübertragungsrate, die jeder Downloader bekommen kann, von der Menge der fertigen und der Menge der unfertigen Downloads (Peers) im Netz sowie der Uploadraten der Nutzer abhängt, kann es je nach Menge der Anbieter (Seeder), der Downloader (Peers) und der Verteilungsrate zu mehr oder weniger Kilobytes pro Sekunde kommen. Da ein Nutzer mit vollständigem Download praktisch keinerlei Downloadrate benötigt, steigt die maximal verfügbare Datenübertragungsrate für das gesamte Netz, weil dieser fertige Nutzer nur hochlädt (seedet). Umgekehrt beanspruchen Downloader Datenübertragungsrate, tragen aber selbst mit ihrer Uploadrate bei. Am folgenden (nur sehr theoretischen) Beispiel soll die Auswirkung von unterschiedlichen Mengen von reinen Anbietern (Seeder) und Downloadern (Peers) dargestellt werden:

* 5 vollständige Downloads, jeder der Anschlüsse hat im Schnitt eine Uploadrate von 30 KiloBytes pro Sekunde: 5 × 30 = 150 KByte/s
* 10 unvollständige Downloads, jeder der Anschlüsse hat im Schnitt eine Uploadrate von 30 KiloBytes pro Sekunde: 10 × 30 = 300 KByte/s

Die gesamte Datenübertragungsrate im Netzwerk beträgt also 150 KByte/s plus 300 KByte/s, insgesamt also 450 KByte/s. Da 10 Nutzer gleichzeitig herunterladen, teilt sich diese verfügbare Datenübertragungsrate auf in 10× durchschnittlich 45 KByte/s.

In der Realität wird solch ein Wert auf großen, öffentlichen Trackern aber meist nur bei beliebten Torrents erreicht, da auch Datenübertragungsrate durch Wartezeiten, Zuordnungen, verschiedene Erreichbarkeiten etc. verlorengeht. Außerdem sind in der Praxis auch verschiedene Anschlussgeschwindigkeiten und Prioritäten für ein mehr oder weniger schnelles Herunterladen verantwortlich. Zudem haben viele Benutzer ihren Client oder ihre Firewall falsch konfiguriert.

Auf Anti-Leech-Trackern (Erklärung s. o.) sind solche und noch wesentlich höhere Downloadraten allerdings sehr oft anzutreffen. Hier lassen sich auch schnelle Anschlüsse wie etwa DSL 6000 mit Download-Geschwindigkeiten jenseits der 500 KByte/s optimal nutzen.

Anwendung in der Praxis

Red Hat gehörte neben Novell zu den ersten Linux-Distributionen, die auch mit BitTorrent die CD-ROMs der Distribution verteilten, und auch Blizzard brachte die World-of-Warcraft-Beta und stellt jetzt, wie id Software, die größeren Patches für die finale Version per BitTorrent bereit. Inzwischen sind alle bekannteren Linuxdistributionen und FreeBSD über BitTorrent erhältlich. Auch außerhalb des Software-Bereiches gibt es konkrete Anwendungen: Die britische BBC unternimmt derzeit Pilotversuche, um aktuelle Sendungen und Dokumentationen unmittelbar nach der Ausstrahlung online über BitTorrent zur Verfügung zu stellen. Das Freie-Musik-Projekt Jamendo verteilt Alben über BitTorrent und über das eDonkey2000-Netzwerk.

Sonstiges

Diverse Studien haben Daten bezüglich BitTorrent ermittelt. Einer Studie der ipoque GmbH zufolge hat BitTorrent in Deutschland mit über 50% die höchste Verbreitung an Filesharing-Programmen noch vor eDonkey2000. Beide Tauschbörsenprotokolle produzieren zusammen mehr als 95% des P2P-Verkehrs und haben somit ältere Tauschbörsen nahezu verdrängt. Der Studie zufolge machen alle Filesharing-Programme je nach Tageszeit zusammen 30 bis 70% der genutzten Internetkapazität aus. Ipoque behauptet ebenfalls, dass BitTorrent als einziges signifikant für legale Inhalte genutzt wird.

Untersuchungen von CacheLogic gehen von einem Internetaufkommen von ~35 % bei BitTorrent aus. Zahlreiche Kritiker vermuten jedoch, dass diese Zahlen zu hoch angesetzt sind.

Rechtliches

Die Legalität des Betreibens von Torrentseiten oder Trackerservern mit Torrents, über die urheberrechtlich geschütztes Material ohne Genehmigung verbreitet werden kann, ist umstritten, da die Server selbst keine Dateien anbieten, sondern nur die Peers untereinander verbinden.

In der Vergangenheit kam es häufiger zu Beschlagnahmungen von Servern, die Torrents anboten. Die erste groß angelegte Aktion fand im Dezember 2004 statt, als die finnische Polizei eine Razzia auf die Server der Seite Finreactor durchführte. Die Torrents werden seitdem nicht mehr angeboten und das Verfahren wurde eingestellt. Im Mai 2005 schlossen die US-Behörden FBI und das dem US-Heimatschutzministerium untergeordnete Immigration and Customs Enforcement die Seite EliteTorrents.org. Die bis dato wohl größte Torrent-Seite, Suprnova.org, wurde im Dezember 2005 von slowenischen Behörden beschlagnahmt. Die Seite LokiTorrent, vermutlich damals größte Torrent-Suchmaschine hinter Suprnova, hat kurz danach ebenfalls den Dienst eingestellt. Angeblich wurde der Administrator Edward Webber vom MPAA gerichtlich zu einer Geldstrafe und der Herausgabe der Logs gezwungen.

Die bisher wohl spektakulärste Aktion fand im Mai 2006 statt, als der weltgrößte BitTorrent-Tracker ThePirateBay.org auf Druck des US-Justizministeriums von der schwedischen Polizei beschlagnahmt wurde, jedoch bereits wenige Tage später wieder am Netz war. Diese Aktion und die damit verbundene Aufmerksamkeit der Presse trug übrigens einiges zur Verbreitung der Piratenpartei weltweit bei.

Dadurch, dass es jedermann möglich ist, einen BitTorrent-Trackerserver ins Netz zu stellen, greifen auch Urheberrechtschutzverbänden und Beauftragte von Urheberrechtsinhabern gerne zu dieser Möglichkeit. Dadurch, dass die Clients dem Tracker mitteilen, welche Daten sie anbieten, werden hierdurch "Beweise" generiert, die dann für eine eventuelle Strafverfolgung genutzt werden. Zusätzlich können natürlich auch am eigentlichen Peering (Datenaustausch) die zuvor genannten Organisationen und Institutionen teilnehmen und damit gegebenenfalls einen „Nachweis“ der im P2P-Netz übertragenen respektive getauschten Dateien erlangen. Da es für den Anwender auf der BitTorrent-Client-Seite nur schwer nachzuvollziehen ist, welche Tracker-Server und/oder Peers (IPs) sozusagen lediglich „mithorchen“, gibt es Bestrebungen und Projekte, einen besseren Schutz der Privatsphäre in P2P-Netzwerken erreichen zu wollen. Ein Ansatz hierfür ist es, einfach bestimmte IPs via IP-Listen zu blocken und damit vom jeweiligen Torrent auszuschließen. Als Beispiel sei hier PeerGuardian genannt.

Weitere Informationen zur Rechtslage befinden sich unter Filesharing.

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel BitTorrent aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.

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Kommentare (2)

[...] ogg. Den MP3-Download gibt es hier. Für wen BitTorrent ein Fremdwort ist, der kann eine Erklärung hier klicken. Wer nach dem Lesen der Erklärung immer noch nicht weiter kommt, kann auf den HTTP-Download [...]

[...] schon naiv anmutend. Der Stein des Anstosses war aber schon längst bei wikileaks.org und auch per BitTorrent verfügbar. Jetzt noch weiter den Rechtsweg zu bestreiten wäre als Racheakt der Bahn ausgelegt [...]

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