Nachdem der Bitcoin Preis Ende 2020 neue Rekordwerte erreicht hat, da auch institutionelle Investoren auf den Markt gekommen sind, wird das Asset zu einem immer populäreren Asset in der Finanz- und Medienwelt.
Bitcoin wird immer häufiger als „Store of Value“ verwendet. Darum werden auch andere Kryptowährungen und Blockchain-Projekte immer wichtiger und beliebter. Doch um die Hintegründe zu verstehen, befassen wir uns hier mit dem Thema Bitcoin Mining.
Wie funktioniert Bitcoin Mining?
Mitten in der Finanzkrise 2008 hat der anonyme Autor und Softwareentwickler, Satoshi Nakamoto, das Bitcoin Whitepaper veröffentlicht. In dem Paper beschreibt er den Aufbau der Kryptowährung und wieso sie unabhängig von Regierungen und Zentralbanken funktioniert. Bei dieser digitalen Währung werden Transaktionen auf Peer-to-Peer (P2P)-Basis durchgeführt und durch das Lösen von kryptografischen Gleichungen in einem Mining-Prozess validiert.
Bitcoin Mining ist ein komplexer Prozess, bei dem neue Blöcke von Transaktionen zu einem Blockchain-Netzwerk hinzugefügt werden, nachdem die Bitcoin Miner komplexe mathematische Gleichungen gelöst haben. Um eine dezentrale P2P-Technologie zu schaffen, bei der Transaktionen für immer im Netzwerk festgehalten werden können, entwickelte Satoshi Nakamoto ein Konzept, bei der Miner im offenen Netzwerk eine neue Transaktion durch eine Reihe von kryptografisch verarbeiteten mathematischen Herausforderungen bestätigen. Insgesamt muss jeder Knoten im Netzwerk zu einem Konsens kommen, damit eine Transaktion gültig ist.
Proof-of-Work vs. Proof-of-Stake
Heute gibt es zwei Haupttypen von Konsensmechanismen, die üblicherweise in Blockchain-Netzwerken verwendet werden: der Proof-of-Work (PoW) und der Proof-of-Stake (PoS) Mechanismus. Die Bitcoin-Entwickler haben sich bei der Gründung des Netzwerks für den PoW-Konsens-Algorithmus entschieden.
Bei PoW bekommen (Bitcoin-) Miner eine Belohnung („Block Reward“), wenn sie einen neuen Block (1 MB an verifizierten Transaktionen) zur Blockchain hinzugefügt haben. Um einen Block von Transaktionen im PoW-Modell hinzufügen zu können, muss ein Miner einen Hash korrekt lösen, der kleiner oder gleich dem Ziel-Hash ist.
Im Gegensatz dazu benötigt man beim PoS-Konsens-Mechanismus keine Miner, um Transaktionen zu validieren. Die Validatoren im PoS-Konsens werden auf der Grundlage ihres Anteils („Stake“) am Netzwerk belohnt. Im Wesentlichen „locken“ PoS-Validierer ihre Währung im System. Die „gelockten Stakes“ werden für die Validierung des nächsten Blocks, der hinzugefügt wird, verwendet. Dafür erhalten die Validatoren („Staker“) einen „Staking-Reward“ (Belohnung). Insgesamt kann ein Validator nur einen begrenzten Anteil aller Coins minen bzw. validieren.
Obwohl der PoW-Konsens sorgfältig entworfen wurde, um das Bitcoin-Netzwerk zu sichern und „Double Spending“ zu verhindern, funktioniert der Mechanismus natürlich noch nicht komplett fehlerfrei bzw. ohne Probleme.
Bitcoin vs. Ethereum
Um Transaktionen zu validieren und einen neuen Block in PoW hinzuzufügen, verbrauchen die Miner eine Menge Rechenleistung und darum eine hohe Menge an Strom. Ein von der International Energy Association im Jahr 2019 veröffentlichter Bericht zeigt, dass das Bitcoin-Mining so viel Energie verbraucht hat wie ganze, mittelgroße Länder (wie z.B. die Schweiz und Irland.)
Um das Problem des Energieverbrauchs zu lösen, beschränkt der PoS-Konsens die Nutzer darauf, nur ihren Anteil am Netzwerk zu validieren. Im Dezember 2020 hat Ethereum (ETH) die erste Phase der Einführung von Ethereum 2.0 an abgeschlossen. Die sogenannten Beacon-Chain verwendet ein PoS-Konsensmodell. Bei dem Modell sollen im Vergleich zum bestehenden PoW-Model sowohl die Höhe der Transaktionsgebühren als auch der Energieverbrauch in Zukunft deutlich niedriger sein.
Warum gibt es Bitcoin-Halving?
Um ein dezentrales Bezahlsystem erfolgreich betreiben zu können, muss jedes Detail vom Quellcode bis zur Ausführung des Codes genau stimmen. Der limitierte Bitcoin-Supply und das Halving sind einzigartige Konzepte die Satoshi Nakamoto entwickelt hat, um das dezentrale Zahlungsmodell zu optimieren.
Letztendlich werden insgesamt nur maximal 21 Millionen Bitcoins jemals im Umlauf sein, da immer weniger neue Bitcoin-Blöcke zur Blockchain hinzugefügt werden. Insgesamt wurden zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels etwa 18,6 Millionen Bitcoins gemined.
Nachdem 210.000 neue Blöcke dem Bitcoin-Ledger hinzugefügt worden sind, wird die Höhe der Belohnung für einen neuen Block halbiert. Das passiert ca. alle 4 Jahre. Als das Bitcoin Mining im Jahr 2009 begonnen hat, betrug die Belohnung für das Mining eines neuen Blocks 50 Bitcoins; heute, nach drei Bitcoin-Halvings beträgt die Belohnung 6,25 BTC.
Jedes Bitcoin-Halving führt somit zu einer künstlichen BTC-Verknappung. Interessanterweise gibt es einen Zusammenhang zwischen den Mining- und den Bitcoin-Bullrun-Zyklen.
Wie lange dauert es, einen Bitcoin zu minen?
Nun zu der Millionen-Dollar-Frage – wie lange dauert es, einen Bitcoin zu minen? Wie bereits erwähnt, wurde das Bitcoin-Netzwerk auf der Basis des PoW-Konsensmechanismus erstellt. In diesem Modell erhalten die Miner für jeden neuen Block von Transaktionen, die dem Netzwerk hinzugefügt werden, eine Belohnung bzw. BTC.
Unabhängig von der Anzahl der Miner muss alle zehn Minuten ein neuer Block dem Netzwerk hinzugefügt werden. Es gibt jedoch Hunderttausende von Minern im Bitcoin-Netzwerk, von denen jeder darum wetteifert, den Hash (64-stellige Hexadezimalzahl) zu erraten, den man braucht, um einen neuen Block hinzuzufügen.
Einen Block minen würde für einen Miner alleine viel zu lange dauern und ist aufgrund der großen Konkurrenz letztlich nicht machbar. Darum schließen sich viele Miner zusammen, um sich eine größere Rechenleistung und die „Block Rewards“ zu teilen. In den letzten Jahren hat sich das Mining immer weiter entwickelt. Dadurch konnte bereits viel Zeit, Energie und Rechenleistung eingespart werden. Die Größe eines Miningpools ist also entscheidend.
BTC Mining: ASICs und die Geschichte des Minings
Als das BTC Mining begann, benutzten die meisten Miner im Wesentlichen ihre eigenen Rechner sowie einen bzw. mehrere geeignete Grafikprozessoren (GPUs). Dabei hatten die Miner einen sehr geringen Stromverbrauch und kaum technisches Know-How.
Als das Bitcoin-Netzwerk jedoch weiter wuchs, haben die Entwickler im Oktober 2010 den Code für das Mining von Bitcoin veröffentlicht. Das BTC-Mining ist zu einem Wettbewerb geworden und hat, als es größer geworden ist, immer mehr Rechenleistung und effizientere Lösungen gebraucht.
Die Anzahl der Miner, die benötigte Rechenleistung und die Community des Netzwerks ist im Laufe der Jahre immer größer geworden. Im Jahr 2013 entwickelte Canaan Creative, ein in China ansässiger Hardware-Hersteller, die ersten sogenannten „ASICs“, die speziell auf das Bitcoin Mining ausgelegt sind.
ASIC-Mining-Chips waren damals unglaublich fortschrittlich: Sie waren schneller, effizienter und fortschrittlicher als GPUs. Immer mehr Hardware-Hersteller arbeiten daran, die Effizient der Mining-Hardware und insbesondere auf den Strom- und Energieverbrauch zu optimieren.
Was passiert, wenn die 21 Millionen Bitcoin gemined worden sind?
Irgendwann sind natürlich alle Bitcoin gemined. Darum Fragen sich viele Leute, wie es danach weitergehen soll bzw. welche Lösungsansätze die besten Perspektiven für die Zukunft des Bitcoin-Netzwerks bieten.
Doch selbst, nachdem die 21 Millionen Bitcoins erfolgreich gemined worden sind, werden die Miner weiterhin Gebühren für Bitcoin-Transaktionen bekommen. Allerdings gibt es dann auch keine „Block-Rewards“ mehr für die Miner.
Das Bitcoin-Netzwerk und die Popularität der Kryptowährung wächst immer weiter. Die kommenden Entwicklungen und Lösungen für die Validierungen der Netzwerktransaktionen werden in den kommenden Jahren eine entscheidende Rolle im Krypto-Markt spielen. Deswegen lohnt es sich, die technische Entwicklung von Bitcoin und anderen Kryptowährungen im Auge zu behalten.
Hier geht es zu BeInCryptos „besten und kostenlosen Bitcoin-Mining-Methoden im Jahr 2021“.
Übersetzt von Maximilian M.
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