Bitcoin Mining: Wie funktioniert es? Lohnt sich BTC-Mining? – Alles was ihr wissen müsst!

Community Beitrag: Dieser Beitrag ist eine Zusammenarbeit mit unserer Community und gemeinsam mit dem Team von MeaTec entstanden. Ihr Spezialgebiet ist das Bitcoin Mining sowie Mining von anderen Kryptowährungen. Wir werden auf die Grundlagen des Minings eingehen und dabei auch die Frage beleuchten, ob sich Mining überhaupt lohnt. Alles was ihr also über das Bitcoin Mining wissen müsst, findet ihr hier. Viel Spaß!

Jeder der sich mit Bitcoin & Co. beschäftigt, wird zwangsweise mit dem Thema Mining in Verbindung gekommen sein. Aber was ist Bitcoin Mining überhaupt? Wie funktioniert es? Was ist ein Mining Pool? Was benötige ich um selbst loszulegen? Loht sich BTC Mining? Was ist mit der Umwelt?

Das Mining ist ein wesentlicher Bestandteil des Bitcoin Ökosystems und der Kern der Blockchain Technologie. Daher wollen wir mit diesem Bitcoin Mining Guide alle wichtigen Fragen beantworten und mit vielen Irrtümern aufräumen.

Was ist Bitcoin Mining?

Das Mining ist einer der wesentlicher Bestandteil bzw. Prozess der Blockchain Technologie und wurde erstmals mit dem Start der Bitcoin Blockchain am 3. Januar 2009 eingeführt. Das Bitcoin Mining selbst läuft nach dem Proof of Work (PoW) Prinzip, ein sehr aufwändiger Rechenprozess bei dem versucht wird einen Hash auf Transaktionen und Daten des vorherigen Blocks zu „erraten“ bzw. zu errechnen. Ist dieser einmal gefunden, entsteht ein fertiger Block, der an die anderen Blöcke angehängt wird, auf diese verweist und so die Datenbank erweitert. Das Ergebnis ist eine Kette von Blöcken: Die Blockchain.

Das kleine Mining Lexikon

Bevor wir mit weiteren Fachbegriffen um uns werfen, haben wir eine kleine Übersicht der wichtigsten Begriffe rund um das Bitcoin Mining für dich zusammengestellt.

Wer sind die Miner?

Miner, die am System teilnehmen, stellen ihre Rechenleistung zur Verfügung, um den Hash des aktuellen Blocks zu finden. Der Hash ist nicht vorhersehbar und kann nur durch bloßes Raten ausfindig gemacht werden. Wenn ein Miner den aktuellen Hash gefunden hat, sendet er diesen Wert an alle Nodes und Miner. Die anderen Miner im Netzwerk überprüfen den gefundenen Hash. Ist der Wert korrekt, wird der jetzt validierte Block an den nächsten gehängt und so der Kette hinzugefügt. Das bekannteste Beispiel ist das Bitcoin Mining und der Ursprung hinter diesem Ansatz.

Der Miner erhält eine Belohnung für das Finden eines Hashs (Block Reward). Diese wird auf der Bitcoin Blockchain entsprechend in Bitcoin ausgezahlt und entspricht aktuell 12,5 BTC, die ca. alle 10 min. an den Finder eines neuen Blocks gehen. Durch diesen Anreiz verwaltet sich das System selbst. So wird sichergestellt, dass nur valide Transaktionen in einen Block aufgenommen werden.

Durch die Überwachung der anderen Miner und Nodes wird sichergestellt, dass der Hash, und somit der Block korrekt ist und auch die im Block enthaltenen Transaktionen korrekt ausgeführt werden. 

Was ist die Difficulty?

Die Difficulty beschreibt, wie schwierig es ist, die mathematische Aufgabe zu berechnen. Je mehr Miner am Netzwerk teilnehmen, desto schwieriger wird es, einen Block zu minen. Sinkt die Anzahl der Miner im Netzwerk, so sinkt auch die Schwierigkeit.

Das Netzwerk bzw. der Bitcoin Mining Algorithmus passt die Schwierigkeit so an, dass im Schnitt alle 10 Minuten ein Block gefunden wird. Durch diese automatische Anpassung entsteht ein Gleichgewicht zwischen dem Erzeugen neuer Blöcke und der Blockzeit. Wo früher ein Laptop reichte, um Bitcoins zu errechnen, kann man heute nur noch mit spezialisierten Rechenmaschinen arbeiten, die um das tausendfache schneller sind als jeder PC. Das BTC Mining kann sich auch heute durchaus noch lohnen.

Übrigens: Der Block Reward beim Bitcoin Mining wird alle 210.000 Blöcke, also ca. alle 4 Jahre, halbiert. Das nächste BTC Halving findet ca. im Mai 2020 statt und hatte in der Vergangenheit enormen Einfluss auf die Preisentwicklung bei Bitcoin. Hier findest du mehr Infos: Bitcoin Halving.

Was ist ein Mining Pool?

In den Anfangsjahren des Bitcoin Mining war die Difficulty noch relativ gering und wie oben bereits beschrieben, reichte ein einfacher Rechner aus, um Blöcke zu finden. Der Block Reward war in dieser Zeit sogar noch höher, so gab es vor 2014 noch satte 25 BTC pro gefundenen Block. 

Diese Zeiten sind leider vorbei. Bei der aktuellen Difficulty und ca. 70 TH würde es momentan durchschnittlich 10220 Tage dauern, um einen Block zu finden. Mit ein wenig Glück kann man auch schneller einen Block finden, dies ist aber eher unwahrscheinlich. Um diese lange Wartezeit zu umgehen, ohne sich neues Equipment kaufen zu müssen, sind die Miner auf die Idee gekommen, sich in Pools zusammenzuschließen. In einem Mining Pool bündelt man die Rechenleistung aller Geräte und agiert als ein einziger rechenstarker Computer nach außen. 

Wenn beispielsweise 10.000 Miner mit einer Rechenleistung von jeweils 53 TH/s (TerraHash/Sekunde) mitmachen, dauert das Finden eines Blocks ca. 0,74 Tage. Diese 12,5 Bitcoins werden dann auf die 10.000 Miner aufgeteilt. Jeder Teilnehmer erhält somit 0,00125 Bitcoin pro gemeinschaftlich gefundenem Block.

Kann man auch alleine Mining betreiben?

Bitcoin Mining selbst und allein (solo) zu minen, mag schwieriger geworden sein, dennoch ist es immer noch möglich ohne Mining Pool Bitcoins zu generieren. Neben der Tatsache, dass man den Block Reward nicht teilen muss bringt das Solo BTC Mining außerdem den Vorteil mit sich, dass man nicht auf die Betreiber eines Pools vertrauen muss, seinen Anteil auch wirklich zu erhalten.

Um alleine Bitcoin Mining zu betreiben, braucht man lediglich ein Mining Gerät (ASIC oder GPU Miner) und einen Platz mit Strom und Internetverbindung. Das kann im eigenen Keller sein oder man lässt sein Gerät extern hosten. Hosting Anbieter betreiben ihre Rechenzentren in Ländern mit einfachem Zugang zu regenerativer Energie (Wasserkraft, Geothermie). Der Strom ist dort sehr günstig, weshalb sich das Mining in diesen Ländern besonders lohnt.

Welche Kryptowährung sich gerade am meisten lohnt, kann man auf www.whattomine.com herausfinden.

Lohnt sich Bitcoin Mining noch?

Ob allein oder in einem Pool, das Mining hat wie oben erwähnt einen Knackpunkt, der es neben der Hardwareinvestition unter Umständen sehr teuer macht: Der Strom. Die Energie, die für die enorme Rechenleistung benötigt wird ist einer der entscheidenden Faktoren, um die Frage zu beantworten, ob sich Bitcoin Mining noch lohnt. Am besten verdeutlichen wir das mal mit einer beispielhaften Rechnung:

Mining Ertrag – laufende Kosten (Strom, Standort Miete, etc) = Gewinn/Verlust

Wenn der Mining Ertrag die laufenden Kosten übersteigt, dann macht man Gewinn und das BTC Mining lohnt sich. So weit so gut. In Deutschland haben wir einen durchschnittlichen Strompreis von ca. 0,27 Euro pro Kilowattstunde. Ein moderner stromsparender Miner bringt eine Hashrate von 73 TH/s und verbraucht 2.8 Kilowatt die Stunde. Vergleichen wir nun den Einsatz dieses Miners mit den Strompreisen in verschiedenen Ländern lässt sich schnell erkennen, warum sich das Mining in Deutschland nicht lohnt:

*BTC Preis bei ca. $8100

Neben den Stromkosten sind natürlich die Anschaffungskosten für einen ASIC Miner nicht außer Acht zu lassen. Nimmt man einen Anschaffungspreis von $3000 an, dann befindet sich der Break Even Point bei einem Strompreis von 5,2 Cent bei etwa 12 Monaten. Das bedeutet, dass nach 12 Monaten alle Kosten wieder erwirtschaftet worden sind und man gewinnbringend mined.

Diese Werte können sich jederzeit ändern. Ob Bitcoin Mining sich lohnt und profitabel ist, hängt also wie in der Formel beschrieben nicht nur vom Bitcoin Kurs ab. Vor allem der Strompreis und die Anschaffungskosten für den BTC Miner fallen schwer ins Gewicht. Auch Miete und sonstige Nebenkosten sind nicht zu verachten. Abschließend sind natürlich auch die Leistung sowie Laufzeit des BTC Miners sehr wichtig.

Ob sich Bitcoin Mining also noch lohnt, hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab und lässt sich tagtäglich neu bewerten. Es lässt sich jedoch festhalten, dass es ohne gute Hardware, einen Pool und ohne günstige Strompreise sehr schwierig ist, hier wirklich ein gutes Geschäft zu machen.

Was ist ASIC und GPU Mining?

Neben Bitcoin gibt es viele andere Kryptowährungen, die verschiedene Mining Ansätze verfolgen. Vorrangig sprechen wir hier über des Proof of Work (PoW) System, indem durch Rechnen ein Arbeitsnachweis erbracht wird, wie beim Bitcoin Mining. Es gibt neben dem ASIC Mining aber auch das GPU Mining, welches einen eher datenintensiven Mining Ansatz verfolgt. Fangen wir einfach mal bei A wie ASIC an.

ASIC Mining

Das Wort ASIC steht für “application-specific integrated circuit” (deutsch: anwendungsspezifische integrierte Schaltung). 

Es handelt sich hierbei um Chips, die für eine bestimmte Anwendung entworfen worden sind und sich nicht mehr umprogrammieren lassen. Die Chips sind dadurch sehr klein, einfach aufgebaut, verbrauchen wenig Strom und sind sehr schnell. Der Vorteil ist, dass man auf Platinen mehrere dutzend bis hundert Stück aufbringen kann und sie durch diese Skalierung sehr effizient sind. Hier eignen sich entsprechende Algorithmen wie beispielsweise SHA256 (Bitcoin Algorithmus) sehr gut, da es hier nur auf pure Rechenleistung ankommt. Nach dem was wir gelernt haben, sind sie also perfekt für das Bitcoin Mining geeignet.

GPU Mining

Andere Kryptowährungen wie z. B. Ethereum setzen nicht nur auf die Rechenleistung, sondern sind sehr datenintensiv und benötigen sehr schnellen Speicher. ASIC Chips haben nicht viel Speicher zur Verfügung und sind beispielsweise für Ethereum nicht die erste Wahl. 

Hier eignen sich Grafikkarten weitaus besser. Grafikkartenprozessoren sind schnell und haben genügend Speicher (bis zu 16GB) verbaut. Da es sich bei Grafikkarten um Multiprozessoren handelt, können diese frei programmiert werden und im Prinzip jede Art von Berechnung übernehmen, ohne dass diese neu entwickelt werden müssen. Hierzu reicht ein einfaches Update der Software.

Die Gefahr der GPU & BTC Mining Zentralisierung

Zentralisierung ist beim Mining immer ein heikles Thema und auch die GPU Miner sehen Gefahren. Denn ASIC Hersteller versuchen entsprechende ASIC Prozessoren zu entwickeln, die mit externen Speicherchips aufwarten und über eine größere Geschwindigkeit verfügen. Dies wird von der Mining Community mit Sorge gesehen, da die Entwicklung eines ASICS, der so schnell ist wie 100 Grafikkarten, die vorhandenen GPU Miner schnell überflüssig machen würde. Die Communities sehen die Dezentralität in Gefahr, da nur wenige ASIC Miner ausreichen, um die Rechengeschwindigkeiten von hunderten oder tausenden Minern zu erreichen.

Dies ist auch in der Vergangenheit schon bei der Kryptowährung Monero passiert, da die ASIC Hersteller entsprechende Chips entwickelt haben, die diese Währungen errechnen konnten. Da es durchschnittlich ein halbes Jahr dauert bis ein Hersteller einen ASIC entwickelt hat, hat die Community beschlossen alle 6 Monate den Algorithmus anzupassen.

Da die Chips nicht neu programmiert werden können, werden diese somit wertlos und müssen erneut designed werden. Durch dieses Katz und Maus Spiel hält sich die Community die Hersteller von ASICs vom Hals. Beim Bitcoin Mining sind jedoch ASIC Miner nicht mehr wegzudenken. 

Das Bitcoin Mining Netzwerk hat im übrigen auch immer wieder mit den Vorwürfen der Zentralisierung zu kämpfen. Wir räumen in diesem Artikel mit den Irrtümern auf und zeigen euch, dass sogar einiges in der Mache ist, die Gefahren von Zentralisierung beim BTC Mining weiter zu entschärfen.

Was brauche ich, um mit dem Bitcoin Mining oder GPU Mining zu beginnen?

Um mit dem Mining zu beginnen, braucht man eigentlich nicht viel. Streng genommen kann man, je nach Kryptowährung, schon mit einem handelsüblichen PC minen. Für Ethereum ist ein Gamer PC nötig, der eine entsprechend gute Grafikkarte besitzt. Um zu skalieren werden mehr Grafikkarten benötigt.

Wenn man ins Bitcoin Mining einsteigen möchte ist es leider nicht ganz so einfach, denn wer möchte schon sein Geld verheizen? Zeit, Geld und ein vernünftiges Setup sind hier äußerst wichtig. Benötigt wird:

• ASIC Miner, aktuelle Generation (ab ca. 3000€)

• gekühlter Stellplatz, an dem Lärm durch den Miner nicht stört

• Strom, nach Möglichkeit günstig

• Internetanschluss

Je aktueller die ASIC Miner Generation in diesem Zusammenhang, desto niedriger ist der Stromverbrauch und umso effizienter der Einsatz. Neben einer guten Kühlung braucht es dann nur noch Internet und es kann losgehen. Wer jetzt denkt, das sei doch ganz einfach sollte nicht vergessen, dass ein Miner schnell eine Lautstärke von 85dB erreicht und eine wirklich vernünftige Kühlung benötigt. Neben der Konfiguration eines Miners ist also vor allem der Ort eine Herausforderung, weshalb es ambitionierte Miner dann auch schnell in Rechenzentren verschlägt, wo man optimale Bedingungen vorfinden kann.

Immerhin die Wartung eines ASIC ist beim BTC Mining das geringste Übel. Wer sich jetzt bereit fühlt sollte nochmal tief durchatmen und die Kosten (vor allem Strom) nicht außer acht lassen und sich auf den Abschnitt „Lohnt sich Bitcoin Mining noch?“ besinnen. Gerade hier in Deutschland ist es nahezu unmöglich rentabel zu minen.

Bitcoin Mining umweltschädigend? – Ein Irrglaube

Der Klimawandel ist in aller Munde und die Frage nach der Umwelt kocht beim Bitcoin Mining immer wieder die heißesten Diskussionen hoch. Wie bereits erwähnt, verbraucht der Miner beim Rechenprozess Strom und kann so potentiell die Umwelt schädigen. Jedoch nicht in dem Ausmaß, wie man es häufig in den Medien liest. Der Stromverbrauch von BTC Mining ist zwar tatsächlich sehr hoch, jedoch liegt der Anteil an erneuerbaren Energien, nicht wie zum Beispiel in Deutschland bei 40%, sondern zwischen 80% und 85%. Damit ist das Bitcoin Mining Netzwerk einer der prozentual größten Nutzer von erneuerbaren Energien weltweit.

Es ist recht einfach zu erklären, warum das so ist. Erneuerbare Energien, allen voran Wasser- und Windkraft, haben charakteristische Produktionsspitzen. Zum Beispiel, wenn es sehr windig ist oder dem Wasserkraftwerk viel Wasser zur Verfügung steht. Die überschüssige Energie kann im Netz meist nicht genutzt oder gespeichert werden. Dieser Überschuss wird dann häufig von großen Bitcoin Mining Farmen genutzt, um die ASICs zu betreiben. Dadurch ergibt sich eine Win-Win Situation, denn der Strom ist nicht nur günstig, sondern auch noch „nachhaltig“.

Island, Wasserkraft und das Mecca für Mining

Ein Teil der Bitcoin Mining Farmen sind auf Island angesiedelt. Durch Geothermie wird hier sehr viel Strom erzeugt. Strom der nicht umweltschädigend ist, aber von der Insel nicht ohne Probleme abtransportiert werden kann, um andere Länder zu versorgen. 

Viele GPU oder BTC Mining Farmen sind direkt auf den Geländen von Wasserkraftwerken untergebracht. Diese Wasserkraftwerke wurden teilweise jahrzehntelang vom Staat subventioniert. Nach Wegfall der Subventionen können sich die Kraftwerke häufig nicht über Wasser halten und müssen schließen, da sie mit den Strompreisen auf dem Weltmarkt (~2 cent) nicht konkurrieren können. Hier kommen die Rechenzentren ins Spiel, denn diese zahlen gerne das Doppelte vom Weltmarktpreis und nehmen gleichzeitig den Wasserkraftwerken ihren überschüssigen Strom ab. 

Für Bitcoin Mining Farmen lohnt es sich nämlich nicht auf einen normalen Stromanbieter zu setzen, da diese dann am öffentlichen Stromnetz angeschlossen sind. Dadurch fallen dann zusätzliche Netzentgelte, Leitungskosten und Umweltumlagen an. 

Auch wenn der Stromverbrauch also sehr hoch ist, wird die Umwelt weniger geschädigt als z. b. durch den Abbau von Gold und gleichzeitig wird ein Markt für umweltschonende Stromerzeugung erhalten oder sogar ausgebaut.

Bitcoin Mining erfolgreich und rentabel betreiben

Jetzt haben wir uns gemeinsam durch die Basics des Bitcoin Mining gewühlt und festgestellt, dass viele Irrtümer, die in den einfachen Medien geteilt werden, nicht stimmen. Genauso wenig stimmt es, dass sich BTC Mining nicht lohnt, man muss nur wissen wie. Wenn ihr euch für das Thema interessiert und wissen wollt, wie MeaTec es schafft euch auch von Deutschland aus erfolgreich und rentabel Bitcoins minen zu lassen, dann solltet ihr einen Blick auf die folgenden Videos und unseren weiterführenden Artikel zu dem Thema werfen: Ist Mining mit eigener Hardware noch lukrativ? – MeaTec