Wie Bitcoin Mining funktioniert

In traditionellen Papiergeldsystemen drucken Regierungen einfach mehr Geld, wenn sie es brauchen. Aber in Bitcoin wird Geld überhaupt nicht gedruckt – es wird entdeckt.

Im traditionellen Fiskalsystem können (und tun) Regierungen und Banken jederzeit mehr Geld ausgeben, wenn sie es wollen. Bei Bitcoin kann das jedoch niemand tun, da sich der Geldausgabeprozess um den Bergbau dreht – ein äußerst cleveres Verfahren, Bitcoin-Transaktionen zu bestätigen und gleichzeitig in einem dezentralen Ledger zu erfassen.

Doch wie funktioniert der Bitcoin-Mining-Prozess? In diesem Leitfaden tauchen wir in die Grundlagen des Bitcoin Mining und die Schlüsselprozesse dahinter ein.

Was ist Bitcoin Mining?

Bitcoin Mining kann als ein Prozess des “Erschaffens” von Bitcoins definiert werden. Ähnlich wie Gold sind Bitcoin künstlich begrenzt, und es kann nie mehr als 21 Millionen BTC geben. Außerdem muss man, wie bei Gold, Ressourcen zuweisen und hart arbeiten, um es zu fördern. Im Gegensatz zum Goldabbau sind Bitmünzen jedoch so konzipiert, dass sie mit der Rechenleistung von Millionen konkurrierender Computer aus der ganzen Welt geprägt werden können.

Es mag am Anfang schwierig sein, sich damit abzufinden, aber in Wirklichkeit ist es ziemlich genial. Es steht jedem frei, einen Bitcoin-Knoten zu betreiben und sein Glück im Mining zu versuchen, aber niemand ist garantiert profitabel dabei. Diese Millionen von Computern gewährleisten jedoch eine Sache – die Funktionalität und Sicherheit des Netzwerks.

Wenn Sie tiefer in das Thema “Was ist Bitcoin Mining” eintauchen wollen, schauen Sie sich unseren Leitfaden an.

Für den Moment müssen Sie nur wissen, dass Bitcoin Mining mehreren Zwecken dient:

1. Sichert das Bitcoin Netzwerk.
2. Incentiviert die Miner, ihre Ressourcen dem Bitcoin-Netzwerk zuzuordnen.
3. Bestätigt Bitcoin-Transaktionen.
4. Sichert die Dezentralisierung von Bitcoin (was es zu kostenlosem globalen Peer-to-Peer (P2P) Geld macht.
5. Macht Bitcoins knapp und schwer zu bekommen.
6. Bestraft schlechte Akteure im Netzwerk, indem es unrentabel macht, gegen das System vorzugehen.

Wie funktioniert das Mining?

Man kann zwar ständig Bitcoins (oder andere digitale Assets) versenden, aber das bedeutet nicht viel, wenn nicht jemand auf alle diese Daten achtet. Dies gilt insbesondere für digitale Assets, die sich sehr leicht kopieren lassen. Um ein voll funktionsfähiges digitales Bargeld zu haben, müssen Sie also aufzeichnen, wer was und an wen bezahlt hat, und das ist im Wesentlichen das, was Banken für uns tun.

Aber woher wissen wir, dass Person A Bitcoins an Person B geschickt hat, wenn es keine Organisationen gibt, die das überwachen? Wie verhindern wir eine doppelte Ausgabe, wenn Person A die gleichen Bitcoins an Person C schickt?

Die Antwort ist Bitcoin Mining.

Das Bitcoin-Netzwerk ersetzt Banken und andere Zwischenhändler, indem es alle Netzwerktransaktionen verarbeitet, in eine Liste aufnimmt und in unveränderliche Blöcke einsperrt. Letztendlich sind es die Minenarbeiter, die die ganze Arbeit machen – sie weisen ihre Hashing-Macht zu, um diese Transaktionen zu bestätigen und in einem verteilten öffentlichen Buch zu erfassen.

Für den Bitcoin-Miningbetrieb sind ein Computer und ein spezielles Bitcoin-Programm (Client) erforderlich. Wenn Sie den Bitcoin-Client auf Ihrem Computer installieren, werden Sie ein Bergmann und können mit den konkurrierenden Bergleuten bei der Lösung komplexer mathematischer Rätsel konkurrieren. Alle zehn Minuten versuchen alle Computer, einen Block mit den neuesten Transaktionsdaten darin mit Hilfe von kryptographischen Hash-Funktionen zu lösen.

Was sind Bitcoin-Hashes?

Jeder gelöste Block wird in das öffentliche Hauptbuch aufgenommen. Im Wesentlichen besteht das verteilte öffentliche Ledger aus einer langen Liste von Blöcken, die die Bitcoin Blockchain bilden.

Das Bitcoin Distributed Ledger aka Blockchain ist eine öffentliche Aufzeichnung aller Transaktionen, die im Netzwerk stattgefunden haben. Da die Datei öffentlich ist, kann sie von jedem, der einen beliebigen Bitcoin-Blockexplorer verwendet, untersucht werden. Ein neuer Block wird dem Ledger etwa alle 10 Minuten hinzugefügt. Daher wird die Größe der Blockkette kontinuierlich erhöht. Eine aktualisierte Kopie eines neuen Blocks wird zwischen den Bergleuten ausgetauscht, so dass jeder immer weiß, was los ist.

Welchem Zweck dient das?

In traditionellen Systemen muss ein Ledger vertrauenswürdig sein, d.h. es muss eine vertrauenswürdige Person oder Instanz geben, die es überwacht und garantiert, dass niemand daran herumpfuscht. Im Bitcoin Netzwerk wird diese Rolle von den Bergleuten gespielt.

Wenn ein Block von Transaktionen bereit ist, müssen die Miner ihn bearbeiten. Sie wenden den SHA-256 Kryptographischen Hash-Algorithmus an, um sich in eine scheinbar zufällige Folge von Zahlen und Buchstaben zu verwandeln, die als Hash bezeichnet wird. Der Hash wird zusammen mit dem Block am Ende der Blockchain zu diesem bestimmten Zeitpunkt gespeichert, was als Arbeitsnachweis und zur Validierung dient.

Bitcoin mining \”farm.\” Source: Wikipedia Commons.

Aber warum sind diese Hashes so zuverlässig?

Nun, es ist einfach, einen Hash aus den Daten im Bitcoin-Block zu machen. Es ist jedoch praktisch unmöglich, die Daten zu entschlüsseln, nur indem man sich den Hash ansieht, da er völlig zufällig ist und jeder Hash einzigartig ist. Wenn Sie auch nur ein Symbol in der ursprünglichen Eingabe ändern, erhalten Sie einen völlig anderen Hash. Daher ist es völlig unmöglich, die Ausgabe vorherzusagen, und die einzige Möglichkeit, sie abzugleichen, ist durch blindes Raten, wie es die Bergleute tun.

Trotzdem wickeln die Miner die Transaktionen nicht nur in Hashes ein, sondern verwenden auch andere Daten. Eines dieser Stücke ist der Hash des letzten Blocks.

Da der Hash jedes Blocks den Hash des vorherigen Blocks enthält, funktioniert er wie ein digitales Wachssiegel. Es garantiert, dass der produzierte Block, sowie jeder Block davor, legitim ist. Wenn der Block gefälscht ist, können andere Miner ihn sehen und ablehnen.

Mit anderen Worten, eine gefälschte Transaktion würde einen Block zusammen mit seinem ursprünglichen Hash verändern. Da der Hash jedes Blocks zur Erstellung des Hashes des nächsten Blocks verwendet wird, würde dies alle Blöcke in der Kette betreffen. Wenn es also jemand überprüft, würde er sofort den Unterschied zwischen richtigen und falschen Blöcken bemerken, da sie nicht mit den bereits überprüften Blöcken in der Blockkette übereinstimmen.

So “riegeln” die Miner einen Block ab. Schauen wir uns jetzt den Wettbewerbsteil an.

Bitcoin \”mining.\” Source: Freepik.com

Im Wettbewerb um Coins

Wir haben bereits festgestellt, dass die einzige Möglichkeit, einen Block abzuschotten, darin besteht, die Ausgabe des Hashes richtig zu erraten, und die effizienteste Art, dies zu tun, ist das zufällige Raten durch Computer.

Alle Miner konkurrieren miteinander, wer mit Hilfe der Mining-Software schneller raten kann. Der Miner, der dies als erster tut, baut den Block ab (was Milliarden von zufälligen, computergenerierten Schätzungen aus der ganzen Welt erfordert) und erntet die Blockbelohnung, die derzeit auf 12,5 BTC pro Block festgelegt ist und alle 210.000 Blöcke um die Hälfte abnimmt. Bei der derzeitigen Rate bedeutet dies, dass die Blockbelohnung irgendwann im Jahr 2021 auf 6,25 BTC pro Block sinken wird.

Im Wesentlichen dient sie als Anreiz, weiter abzubauen, um das System am Laufen zu halten. Da die Blockprämien kontinuierlich abnehmen, wird erwartet, dass der BTC-Preis weiter steigen wird. Die Blockprämien sind jedoch nicht der einzige Anreizmechanismus für die Bergleute, da sie sich auch die kollektiven Bitcoin-Transaktionsgebühren teilen.