Der Kryptowährungsmarkt wird von Tausenden von digitalen Münzen überschwemmt, aber Bitcoin bleibt die gefragteste und teuerste. Die erste Kryptowährung der Welt basiert auf den Prinzipien der Dezentralisierung und Sicherheit, die durch den Mining-Prozess gewährleistet werden. Mining ist ein ressourcenintensives Verfahren, bei dem leistungsstarke Rechenanlagen und komplexe Algorithmen eingesetzt werden.
Einführung in das Konzept und die Prinzipien des Mining
Bevor wir zum Hauptthema übergehen, müssen wir klären, was Blockchain ist. Blockchain nennt man ein dezentrales Netzwerk, das aus einzelnen Blöcken besteht, die Informationen über interne Operationen des Bitcoin-Netzwerks enthalten. Sie folgen einander in chronologischer Reihenfolge. Jeder Block enthält einen Eintrag über den vorhergehenden Block. Aus diesem Grund ist es unmöglich, eine Änderung in die Kette einzufügen - dann müsste man sie von Anfang an neu schreiben.
Mining ist der Prozess der Unterstützung des Betriebs von Blockchains und der Erzeugung neuer Münzen in Netzwerken, die auf dem Konsensalgorithmus PoW (engl. „Proof of Work“ – Nachweis der geleisteten Arbeit) basieren. Bitcoin ist ein dezentrales Blockchain-Netzwerk, was bedeutet, dass es keiner Kontrollinstanz unterliegt. Für die Verarbeitung, Überprüfung und Hinzufügung von Transaktionen zu Blöcken sind Knoten oder so genannte Miner verantwortlich.
Die Aufgaben des Miners bestehen darin:
- Durchführung von Transaktionen mit Einfügungen in die Blockchain-Blocks. Für jeden neuen gebildeten Block erhält der Miner eine Belohnung in Bitcoins. Er ist auch dafür verantwortlich, doppelte Ausgaben von Münzen zu verhindern;
- Aufrechterhaltung des dezentralen Charakters des Netzwerks. Alle Knoten des Bitcoin-Netzwerks speichern Aufzeichnungen über die Blöcke der Blockchain, was die Möglichkeit ihrer Fälschung ausschließt. Bei Bedarf kann jede Transaktion überprüft werden;
- Die Gewinnung neuer Bitcoins. Momentan ist das Mining die einzige verfügbare Möglichkeit, neue Münzen in Umlauf zu bringen.
Für die Überprüfung von Transaktionen und die Aufnahme von Informationen darüber in den Block lösen Miner komplexe Aufgaben mit spezieller Computerhardware. Dies wird als Hash-Funktionssuche bezeichnet.
Die Hash-Funktion wandelt Daten unabhängig von ihrem Volumen in ein standardisiertes Bitfeld um. Der Sinn besteht darin, den Header-Hash zu finden – eine 64-stellige Zahl, die Informationen über den vorherigen Block und die darin enthaltenen Transaktionen kodiert. Der Header-Hash wird nicht als mathematische Aufgabe gelöst. Die Suche besteht einfach darin, mögliche Kombinationen durchzuprobieren, bis diejenige gefunden wird, die korrekt ist.
Der Miner, der diese Zahl entdeckt hat und den neuen Block in das Blockchain-Register eingefügt hat, erhält eine Belohnung. Dies ist eine Art Motivation, die die Benutzer dazu anregt, das Funktionieren des Bitcoin-Netzwerks aufrechtzuerhalten.
Mining-Ausrüstung
Ursprünglich konnte das Bitcoin-Mining auf gewöhnlichen Computern durch die Nutzung der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) durchgeführt werden. Im Laufe der Zeit stiegen die Anforderungen an die Rechenleistung. Miner begannen, auf Grafikprozessoren (GPU) zurückzugreifen, die sich als effizienter erwiesen.
Heute werden für das Mining von Bitcoin hauptsächlich spezialisierte leistungsstarke Geräte – ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) – verwendet, die zum Ausführen von Hashing-Operationen entwickelt wurden. Andere Methoden des Bergbaus sind derzeit ineffektiv.
Mining-Pools
Aufgrund der hohen Komplexität des Bitcoin-Mining wird es für Einzelminer immer schwieriger, mit großen Mining-Farmen zu konkurrieren. Infolgedessen schließen sich viele von ihnen in Pools zusammen. Ein Pool ist eine Gruppe von Minern, die ihre Rechenleistung bündeln, um die Wahrscheinlichkeit der Blockfindung zu erhöhen. Die erhaltene Belohnung wird gleichmäßig entsprechend ihrem Beitrag zur Gesamthashrate unter den Pool-Teilnehmern verteilt.
Menge der täglich geförderten Bitcoins
In jedem Block der Bitcoin-Blockchain befinden sich durchschnittlich zwischen 1000 und 4000 Transaktionen. Die durchschnittliche Transaktionsgröße beträgt etwa 226 Byte, und die Blockgröße ist auf 1 Megabyte begrenzt. Alle 10 Minuten wird ein neuer Block zur Blockchain hinzugefügt, wofür eine Belohnung ausbezahlt wird — derzeit beträgt diese 3,125 BTC. Durchschnittlich werden täglich etwa 144 Blöcke zur Kette hinzugefügt, was bedeutet, dass täglich etwa 450 BTC freigesetzt werden.
Darüber hinaus erhalten Miner eine kleine Menge BTC für die Verarbeitung jeder Transaktion. Die Höhe der Gebühr hängt von der Komplexität der Transaktionen ab: je komplizierter sie sind, desto mehr kann man verdienen.
Die Zukunft des Bitcoin-Minings
Die Schwierigkeit beim Mining von digitalen Münzen steigt, während die Belohnung mit jedem Halving abnimmt. Die Ära der 'Heim'-Miner ist vorbei. Möglicherweise werden in der Zukunft neue Konsensmethoden für Einzelne Enthusiasten entwickelt oder Änderungen am Protokoll vorgenommen, die den Prozess zugänglicher und umweltfreundlicher machen.
Es reicht jetzt nicht mehr aus, ein paar Grafikkarten zu kaufen, und teure ASICs amortisieren sich im Durchschnitt innerhalb eines Jahres bei minimalen Investitionen von mehreren Tausend Dollar. Das bedeutet jedoch nicht, dass das Mining der Vergangenheit angehört. Es ist immer noch ein wichtiger Teil des Ökosystems des Bitcoin-Blockchain-Netzwerks, das dessen stabilen und sicheren Betrieb gewährleistet.
Langfristig betrachtet scheint die Bitcoin-Produktion zuverlässiger und profitabler zu sein als das Mining der meisten anderen Kryptowährungen. Analysten schätzen, dass Bitcoin noch mindestens jahrzehntelang nachgefragt wird, weshalb die Arbeit der Miner weiterhin belohnt werden wird.