Mining: So entstehen neue Bitcoins

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Mining Einleitung

Eines der größten Mysterien und am wenigsten verstandenen Dinge in der Welt des Bitcoins ist das Thema Mining und die damit verbundene Entstehung des Bitcoin. Entgegen der Annahme einiger Menschen, die Berechnung des Bitcoin selbst würde eine große Menge Strom verbrauchen, ist es nicht die Währung sondern das Kassenbuch welches diesen Aufwand erzeugt. In diesem Artikel möchte ich Sie ein wenig in die Welt des Mining und der Blockchain entführen. Viel Freude beim lesen!

Einführung - Was ist eine kryptische Währung?

Eine kryptische Währung ist nichts weiter als eine durch einen Computer-Algorithmus erzeugte Zeichenkette. Der Wert einer Währung definiert sich durch Angebot und Nachfrage, so verhält es sich auch mit einer Kryptowährung. Gäbe es kein Interesse und eine damit verbundene Nachfrage nach dieser Währung, dann hätte sie auch keinen Wert. Offensichtlich scheint der Bitcoin eine große Anhängerschaft und viele überzeugte Nutzer zu besitzen, was also macht diese Kryptowährung so besonders? Die Antwort auf diese Frage liegt gar nicht so sehr in der Währung ,sondern in ihrem Kassenbuch, der sogenannten Blockchain. Hierzu später mehr. Zusätzlich verfügt die Programmierung einer Kryptowährung im besten Fall über eine Limitierung der zu erzeugenden Coins. Die Erschaffer dieser Währungen verfolgten mit dieser Einschränkung das Ziel eines Inflationsschutzes. Es können niemals mehr als 21 Millionen Bitcoin geschaffen werden, doch wer erzeugt den nun die Bitcoins? Auch hierzu später mehr.

Vorteile und Nachteile des Bitcoin-Minings

Vorteile	Nachteile
Generierung neuer Bitcoins	Hoher Stromverbrauch
Aufrechterhaltung des Bitcoin-Netzwerkes	Benötigt spezialisierte und teure Hardware
Möglichkeit, Gewinn zu erzielen	Risiko von Bitcoin-Preisschwankungen
Absicherung von Transaktionen gegen Doppel-Ausgaben	Auswirkungen auf die Umwelt aufgrund von CO2-Emissionen

Blockchain - Ein dezentrales Kassenbuch verändert die Welt

Das grundlegende Problem bei Banken und anderen Finanzinstituten ist die zentrale Speicherung der Daten und der Zugriff dritter. Bei einer Bank kann der Staat die Sperrung oder Pfändung Ihres Kontos veranlassen oder es gar schließen. Die Banken werden in der Finanzwirtschaft als sogenannte „Trustholder“ bezeichnet. In ihrer Rolle als Bank oder Trustholder sorgen die Banken bei einem Transfer von A nach B für die Richtigkeit, also das z.B.: Kunde A genug Geld hat um es Kunde B zu überweisen. Hierfür verlangen die Banken untereinander Gebühren und werden durch Zentralbanken überwacht und reguliert. Der oder die Entwickler des Blockchain Konzepts und des Bitcoins hatten eine zentrale Vision, die finanzielle Befreiung der Menschen von zentralen Banken und Staaten. Unabhängig von Kriegen, korrupten Regierungen oder der windigen Spekulation von Banken sollte ein System für die Menschen und von den Menschen geschaffen werden. Es gibt keine zentrale Blockchain, jeder mit einem Computer kann einen sogenannten Node (Knotenpunkt) betreiben und sorgt so für die Verfügbarkeit des Systems. Durch dieses Verfahren ist sichergestellt, dass niemand an einer zentralen Stelle die Blockchain abschalten kann. Nur wer dar die Blockchain schreiben? Hierzu muss ich zunächst den Aufbau der Blockchain erklären.

So funktioniert die Blockchain

Stellen Sie sich eine leeres Kassenbuch vor, Stück für Stück werden Einträge hinzugefügt. Alle 10 Minuten geht nun ein Programm her und erzeugt aus allen neu erzeugten Inhalten eine Verschlüsselte Zeichenkette. Bei der Bitcoin Blockchain wird hierfür der Algorithmus SHA-256 genutzt. Das Ergebnis dieser Verschlüsselung wird von nun an als Name für den erzeugten Block genutzt. Dieser Name wird in den nachfolgenden Block ebenfalls hinterlegt, eine Änderung der Daten in irgend einem Block führt damit automatisch zu einer Änderung des Namens und zum zerbrechen der Kette. Ca. alle 10 Minuten darf ein Block in die Blogchain durch einen sogenannten „Miner“ geschrieben werden. Da es aufgrund der dezentralen Struktur nicht nur einen Miner gibt, wer darf nun den Eintrag schreiben? Hierfür wurde das sogenannte „Proof of Work“ Verfahren entwickelt. Hierbei wird einfach gesagt, die Zeichenkette zur Verschlüsselung des „Namens“ des Blocks muss einem bestimmten Format entsprechen. Sie verknüpfen also vor einer Verschlüsselung mit SHA-256 die Inhalte und eine fortlaufende Zahl, so lange bis Sie zufällig ein richtiges Ergebnis erzielen. Auch wenn es sich sehr abstrakt anhört, im Grunde ein sehr einfaches Verfahren um einen Leistungsnachweis in Form von Rechenleistung zu erbringen. Würde ein „Miner“ nun einen falschen Block schreiben um dem System schaden zu wollen, so müsste er einen enormen Rechenaufwand betreiben. Nehmen wir jedoch an, ein Miner nutzt seine Position aus und würde einmalig das Rennen um die schnellste Berechnung gewinnen und einen falschen Eintrag schreiben. Das würde in der Blockchain jedoch nicht ausreichen, spätestens wenn im nächsten Zyklus ein anderer Miner das Rennen gewinnt, würde ein Konflikt entstehen und der Schwindel würde auffliegen. Die Transaktionen würden nicht durch weitere Blöcke „bestätigt“ und wären einfach ungültig. Aufgrund der Größe des Netzwerks an Minern und der damit verbundenen Rechenleistung steht der Aufwand eines solchen Betrugsversuchs in keinem Verhältnis zu den entstehenden Kosten.

Warum gibt es überhaupt Miner?

In der Antwort auf diese Frage steckt die Lösung für die Entstehung neuer Bitcoin. Im Augenblick belohnt die Bitcoin Software den schnellsten Miner mit 12,5 Bitcoin je Block. Diese Belohnung wird „Block Reward“ genannt und kommt auf die „Transaktionsgebühren“ oben drauf. Die Miner entscheiden nämlich, welcher Eintrag in einen Block geschrieben wird, wer mehr zahlt, der kommt früher rein. Bei hoher Nachfrage im Bitcoin Netzwerk kann es deshalb bis zu mehreren Tagen dauern, bis der Kassenbuch-Eintrag für eine spezifische Transaktion für immer und ewig und sicher eintragen ist. Alle 210.000 Blocke findet das sogenannte „Halving“ statt, hierbei gibt die Bitcoin Software nur noch halb so viele Bitcoins je Block als Belohnung. Durch dieses Verfahren wird es in der Zukunft immer schwieriger neue Bitcoins zu erhalten. Man hätte theoretisch auch einfach alle Bitcoins auf einmal erzeugen können und dann verkaufen. Für ein solches Verfahren war in den Anfängen des Bitcoin jedoch noch zu wenig Vertrauen da. Gleichzeitig sichert dieses Vorgehen einen dauerhaften Anreiz für die Miner, entsprechend Rechenleistung zur Verfügung zu stellen.

Wann gibt es keine neuen Bitcoins mehr?

Das ist eine der häufigste Fragen im Zusammenhang mit dem Thema Mining und Bitcoin. Hierzu müssen Sie folgende Rechnung ansetzen, im Augenblick (07.01.2018) gibt es 16,787,975 Bitcoin. Wir sind beim Block 503.040, ca. im Jahr 2020 wird es also eine erneute Halbierung geben.

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Grundlagen des Bitcoin-Minings

Was ist Bitcoin-Mining?

Bitcoin-Mining ist der Prozess, mit dem neue Bitcoins erzeugt werden. Miner verwenden Hochleistungscomputer, um komplexe mathematische Probleme zu lösen und Transaktionen in der Bitcoin-Blockchain zu bestätigen.

Welche Hardware benötigt man für Bitcoin-Mining?

Miner benötigen spezielle Hardware, bekannt als ASICs (Application Specific Integrated Circuits), um die extrem komplexen Berechnungen durchzuführen, die zur Schürfung von Bitcoins notwendig sind.

Ist Bitcoin-Mining profitabel?

Die Rentabilität des Bitcoin-Minings hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie den aktuellen Bitcoin-Preis, den Stromkosten und der Leistungsfähigkeit der verwendeten Mining-Hardware.

Was ist ein Bitcoin-Mining Pool?

Ein Bitcoin-Mining Pool ist eine Gruppe von Bitcoin-Minern, die ihre Rechenressourcen bündeln, um die Wahrscheinlichkeit der erfolgreichen Schürfung eines Bitcoin zu erhöhen. Erfolgreich geschürfte Bitcoins werden dann anteilig auf die Miner des Pools verteilt.

Wie viel Zeit braucht es, um einen Bitcoin zu minen?

Die Zeit, die zum Minen eines Bitcoins benötigt wird, hängt von der Rechenleistung des Miners sowie der Gesamtrechenleistung des gesamten Bitcoin-Netzwerks ab. Im Schnitt wird alle 10 Minuten ein neuer Bitcoin gemined.