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Was ist Bitcoin Mining?

Zuletzt aktualisiert am 9th May 2022
Hinweis

Bitcoin Mining ist das Kernstück des Bitcoin-Blockchain-Netzwerks. Das ist sozusagen der Motor des Systems, der ständig die physische Infrastruktur bereitstellt, die für ein funktionierendes Finanzökosystem benötigt wird. Die Schürfer werden für ihre Arbeit belohnt und sorgen gleichzeitig für die Gültigkeit und Sicherheit der Transaktionen im Netzwerk.

Aber es wird viel über die Auswirkungen dieser Aktivität in der realen Welt gesprochen. Das gilt vor allem für den hohen Energieverbrauch, der mit dem des gesamten Landes Argentinien verglichen wird, und für die spezielle Hardware, die dafür benötigt wird. Es ist jedoch wichtig zu erkennen, dass die Blockchain-Technologie noch ganz am Anfang ihrer Geschichte steht und die Entwicklung aufregender neuer Wege zur Aufrechterhaltung von Blockchain-Systemen in vollem Gange ist, manchmal sogar in der Praxis.

In diesem Leitfaden erfährst du alles, was du über Bitcoin wissen musst: Wie der Coin funktioniert, was das Mining mit dem BTC-Token zu tun hat und welche neuen und konkurrierenden Blockchain-Konsensmechanismen es gibt.

Was ist Bitcoin?

Geschichte

Bitcoin wurde 2009 kurz nach der wirtschaftlichen Rezession 2008 ins Leben gerufen. Die Ereignisse des Jahres 2008 hatten ein neues Interesse an zentralisierten Finanzsystemen geweckt und daraus entstand das erste wirklich dezentrale Peer-2-Peer-Geldsystem: Bitcoin. Dieses Netzwerk sollte in der Lage sein, Finanztransaktionen und den Wert, den sie haben, einfach aneinander zu senden, ohne dass eine zentrale Autorität benötigt wird. Das Bitcoin-Netzwerk erhielt seine Infrastruktur von der Community der Schürfer, die die Transaktionen durchführten und verifizierten, und seine Sicherheit von kryptografischen Mitteln.

Dieses kryptografische Element war es auch, das einige Nutzer dazu brachte, Bitcoin als Wertanlage zu sehen, als vergleichbares virtuelles Gold. Das ist es, was wir heute unter Bitcoin verstehen. Mit einer Marktkapitalisierung von über 840 Billionen Dollar ist Bitcoin der Maßstab für den gesamten Kryptomarkt und setzt Trends. Bitcoin hat bekanntlich auch keinen Anführer, sondern eine geheimnisvolle Figur namens Sitoshi Nakomoto, ein Rätsel, das die Community noch nicht gelöst hat. Im Internet findest du das von Satoshi verfasste Bitcoin-Whitepaper, in dem das Grundprinzip dieser Technologie beschrieben wird. Außerdem findest du auf dieser Seite weitere Informationen darüber, was Bitcoin ist.

Wie Bitcoin funktioniert

Du kannst dir das Bitcoin-Netzwerk als ein großes Orderbuch voller Transaktionen vorstellen, oder als ein Register (es wird auch "Ledger" genannt). Nutzer können Bitcoin-Beträge an andere Nutzer in diesem Ledger senden, indem sie eine bestimmte Adresse verwenden, genau wie bei einer herkömmlichen Banktransaktion. Aber während eine Banktransaktion an das zentrale Netzwerk der Bank geschickt wird, damit sie überprüft werden, gibt es bei Bitcoin-Transaktionen eben nur das dezentrale Register. Damit können die Nutzer Geld einander schicken, ohne dass sie eine zentrale Stelle dafür benötigen.

Die Schürfer sind der nächste wichtige Teil dieses Puzzles, denn sie stellen die physische Infrastruktur für die Plattform zur Verfügung. Sobald sie die Transaktionen verifiziert und in Blöcke sortiert haben, wissen die Nutzer, dass die Coins, die sie senden und empfangen, sicher sind, und das ist es, was ein funktionierendes Finanznetzwerk schafft. Das ist einfacher, als du vielleicht denkst, zumindest wenn wir den Prozess auf diese vereinfachte Art und Weise beschreiben. Das ist wirklich erstaunlich und hat Anwendungsfälle, an die wir heute vielleicht noch gar nicht gedacht haben, wie es die Natur neuer Technologien ist. Aber es sind das Mining und die Transaktionsbestätigungen, die das Bitcoin-Netzwerk erst möglich machen.

Was ist Bitcoin Mining?

Es gibt zwei grundlegende Konzepte, die man über das Wesen und die Funktionen von Bitcoin-Mining verstehen muss, die beide eine unglaubliche Bedeutung für das gesamte System haben.

Das sind die beiden Facetten:

  • Durch Mining werden neue Bitcoins durch Belohnungen für Arbeit in das Gesamtangebot aufgenommen

  • Mit Bitcoin-Mining werden Transaktionen verifiziert

Angebot und Belohnungen

Wenn Nutzer sich gegenseitig Transaktionen schicken, werden diese in einen Pool unbestätigter Transaktionen aufgenommen, die von den Schürfern des Netzwerks sortiert und überprüft werden. Dieser Verifizierungsprozess wird Mining genannt und besteht im Wesentlichen aus Computern, die komplexe mathematische Gleichungen lösen. Um diese Aufgaben zu lösen, braucht man viel Computerleistung, daher müssen die Schürfer über spezielle Hardware verfügen, um dies zu tun. Der Schlüssel zum Erfolg von Bitcoin liegt jedoch im Nutzen dieses komplexen Problemlösungsprozesses.

Sobald ein Problem gelöst ist, bedeutet das im Wesentlichen, dass ein Block erstellt worden ist. Ein Block ist eine Sammlung verifizierter und bestätigter Transaktionen, die dem Netzwerk Sicherheit beim Handel geben. Alle Schürfer arbeiten an diesen Problemen, um verifizierte Blöcke zu erstellen, und sobald sie zu einer Chain verbunden sind, bilden sie das Bitcoin Ledger und sein Blockchain-Netzwerk.

Sobald ein Schürfer erfolgreich einen Block erstellt, wird er mit Bitcoins belohnt und das Gesamtangebot auf dem Markt wird leicht erhöht. Das sind Belohnungen, die alle vier Jahre deflationär halbiert werden, um die Integrität und den Wert des Bitcoin-Angebots sicherzustellen. Das ist so konzipiert, dass es ein direkter Gegenspieler des derzeitigen Finanzsystems ist.

Transaktionsbestätigungen

Bitcoin-Bestätigungen sind eine der wichtigsten Säulen, die für die Sicherheit des Finanz-Ökosystems sorgen. Wenn ein Nutzer signalisiert, dass er eine Zahlung in Bitcoin vornehmen möchte, wird dies an einen unbestätigten Transaktionspool gesendet und die Schürfer durchlaufen den Verifizierungsprozess. Sobald dieser Verifizierungsprozess abgeschlossen ist, wird der Block erstellt - wir können dies als eine Bestätigung bezeichnen. Sobald diese Gruppe von Transaktionen bestätigt und zu einem Block zusammengefasst ist, beginnen die Schürfer mit der Arbeit am nächsten Block. Blöcke werden übereinander gebaut oder verkettet, so dass es mit jedem neuen Block, der der Chain hinzugefügt wird, schwieriger wird, eine alte Transaktion zu manipulieren oder zu verändern. Wenn ein neuer Block auf einem älteren Block aufbaut, kann die Community darauf vertrauen, dass die Transaktionen, auf denen er aufbaut, gültig und verifiziert sind.

Wie sicher du bist, hängt davon ab, wie viele Bitcoin-Bestätigungen es gegeben hat. Ein weiterer Einflussfaktor ist der Wert, den die Transaktion darstellt. Das Manipulieren von Blöcken erfordert eine extreme Menge an Rechenleistung, viel mehr als das Mining, das ohnehin schon energieintensiv ist, so dass es zum Beispiel für einen kleinen Betrag nicht in Frage kommt.

Verschiedene Arten von Mining

Proof-Of-Work

Der Konsensmechanismus der Blockchain für Bitcoins. Er verlangt von den Schürfern, dass sie komplexe mathematische Probleme mit viel Rechenleistung lösen.

  • Sehr energieaufwendig

  • Erfordert spezielle Hardware

  • Das Mining ist fortlaufend und unbefristet, um Probleme zu lösen und Blöcke zu verifizieren

Proof-Of-Stake

Proof-Of-Stake ist angeblich die Zukunft der Blockchain-Konsensmechanismen. Das Ethereum-Netzwerk arbeitet schon seit einiger Zeit daran, von PoW auf PoS umzusteigen, aber es scheint eine große Herausforderung zu sein, dies tatsächlich umzusetzen. PoS erfordert keinen intensiven Energieverbrauch oder Rechenleistung, sondern ein Volumen des Tokens, das auf der Blockchain nativ ist - zum Beispiel wäre das im Ethereum-Netzwerk ETH.

In diesem System gibt es keine Schürfer, sondern Validatoren. Die Validatoren werden mit allen oder einem Teil der Transaktionsgebühren bezahlt, die in dem Block enthalten sind, den sie validiert haben. Validatoren werden größtenteils danach ausgewählt, wie viel ETH sie besitzen. Wenn sie eine bestimmte Menge besitzen, können sie sich als Validator/in bewerben und werden für ihre Dienste belohnt.

  • Benötigt 99,95 % weniger Energie als Proof-Of-Work

  • Die Validatoren werden auf der Grundlage ihres Token-Besitzes ausgewählt

  • Keine spezielle Hardware

  • Erfordert keine kontinuierliche und unendliche Arbeit

Hybride Konsensmechanismen

Jedes dezentrale Netzwerk kann auf seine eigene Weise funktionieren, da die Entwickler mit verschiedenen dezentralen Konsensmechanismen herumspielen.

Ein Beispiel dafür ist das Solana-Netzwerk, das aufgrund seiner Kombination aus Proof-Of-Stake und Proof-Of-History derzeit eines der schnellsten und günstigsten Netzwerke im Kryptobereich ist. PoH ist eine neue Technologie, die versucht, die Zeit in das Management der Chains einzubeziehen. Durch die Einbeziehung dieser Variable können Zeit und Kosten für die Bestätigung von Blöcken und die Organisation einer Chain drastisch gesenkt werden.

Es gibt noch eine ganze Reihe anderer Arten von Blockchain-Konsensmechanismen, einige der wichtigsten sind:

  • Delegierter Proof-Of-Stake

  • Kapazitätsnachweis

  • Nachweis der abgelaufenen Zeit

  • Identitätsnachweis

  • Autoritätsnachweis

  • Aktivitätsnachweis

Fazit

Das dezentrale Bitcoin-Netzwerk ist vollständig auf das Mining angewiesen, um sein Ökosystem am Laufen zu halten und zu verifizieren. Es ist ein komplexer und komplizierter Weg, jede zentrale Autorität aus einem Finanzsystem zu entfernen und funktioniert sehr gut. Allerdings wird es oft kritisiert, weil es physische Ressourcen wie Energie und spezielle Computerhardware verbraucht.

Es gibt inzwischen andere Konsensmodelle, wie das Ethereum Proof-Of-Stake-Modell, das den Ressourcenverbrauch um 99,95 % reduzieren würde, aber das ist eine große Herausforderung für das Ethereum-Team, während die Zuschauer auf die Veröffentlichung eines vollständigen PoS-Ethereum 2.0 warten.

Im Moment scheint PoW Mining die beste Option zu sein, wenn es darum geht, wie man ein dezentrales Netzwerk objektiv betrachtet. Aber es scheint auch, dass die Tage des PoW-Modells gezählt sind und es nur eine Frage der Zeit ist, bis ein Netzwerk das Rätsel eines effizienteren, sicheren und weniger ressourcenintensiven Blockchain-Konsensmechanismus löst.

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Joshua Sherrard-Bewhay

Joshua Sherrard-Bewhay

Josh ist ein technischer Redakteur für Finanzen und Blockchain mit Erfahrung in Projektdesign, Beratung und Berichterstattung. Er ist erfahren in Whitepaper-Design, Blog-Erstellung und freiberuflichem Journalismus. Seine akademischen Qualifikationen liegen in Internationalen Beziehungen, Umweltgesetzgebung und Völkerrecht. In seiner Freizeit arbeitet er als Nachhaltigkeitsanalyst für ein FinTech-Startup Oxari und als privater Englischlehrer."