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Bitcoin Mining Zentralisierung und 51% Attacke - Mythos oder Realität?

Bitcoin Mining Zentralisierung und 51% Attacke - Mythos oder Realität?

Zuletzt aktualisiert am 21st Jul 2022
Hinweis

In den Medien werden immer wieder Stimmen laut, die mahnen, China kontrolliere den Bitcoin. Die Bitcoin Rechenleistung sei daher zentralisiert und in den Händen der chinesischen Regierung. Diese Meinung resultiert vornehmlich aus der Annahme, dass die meisten Miner in China betrieben werden. Ob diese Informationen tatsächlich richtig sind und ob China deshalb ‚den Bitcoin kontrolliert‘, soll im Folgenden aufgeklärt werden.

Ist China tatsächlich das Bitcoin Mining Land Nr. 1?

Diese Aussage können wir mit dieser Pauschalität nicht einfach so treffen. Niemand kann tatsächlich wissen bzw. empirisch nachweisen, wie viele Miner selbst in China stehen. Diese sind nirgendwo aufgelistet. Mining Farmen Betreiber suchen immer den günstigsten Strompreis. Dieser ist in China zwar tatsächlich niedrig, aber weltweit nicht der niedrigste. 

Russland, Kanada sowie die USA gehören ebenfalls zu den Ländern mit sehr niedrigen Strompreisen. 

Einige dieser Länder haben zusätzlich den geographischen Vorteil, dass man sich weniger Sorgen um die Kühlung der Geräte machen muss. In Sibirien ist es durchschnittlich -2 Grad kalt. Hier sorgen Ventilatoren also bereits für ausreichende Kühlung. Dies spart natürlich immense Kosten.

Da der Strom in China nicht gerade günstig ist (0,17€ pro Kilowattstunde für Endverbraucher 2015; vgl Deutschland 2018: 0,29€/kWh), wenn man das öffentliche Netz nutzt, zapfen viele Miner den Strom schwarz von den Stadtwerken ab. Die chinesische Regierung greift hier hart durch, um diese Miner ausfindig zu machen. Dies erschwert das Minen in China stark, weshalb viele Chinesen ihre Miner nach Kanada verlagern.

Alle Miner sind in China? – Woher der Irrglaube kommt

Die Artikel, die sich darauf berufen, dass die meisten Miner in China stehen, legen die Hashrate des Bitcoin und die Blockfindungsanteile der verschiedenen Miningpools ihrer Interpretation zu Grunde. Hier muss man allerdings aufpassen:

Ein Miningpool ist ein Zusammenschluss von vielen Minern, um die Rechenleistung zu bündeln. Denn nur durch die Bündelung der Rechenleistung ist es heute noch möglich einzelne Blöcke zu finden.

Die 4 großen Mining Pools sind (Stand 20.02.2020):
F2Pool (16,8%) | Poolin (16,6%) | BTC.com (14,5%) | Antpool (10,7)

Bitcoin Mining - Verteilung der Hashrate

Hierbei handelt es sich in der Tat um Betreiber aus China. Insgesamt weisen die Pools eine Marktmacht in Höhe von 58,6% auf. Dies bedeutet aber ausdrücklich nicht, dass alle physischen Miner dieser Mining Pools auch in China stehen, geschweige denn von der chinesischen Regierung kontrolliert werden. Nochmals: in einem Mining Pool schließen sich Miner, die geographisch auf der ganzen Welt verteilt sein können, zu einem Pool zusammen, um die Rechenleistung zu bündeln. Ein Mining Pool setzt also explizit nicht voraus, dass alle Mininggeräte an einem Ort gelagert werden.

Dennoch entstehen aus dieser vermeintlichen Zentralisierung der Miningpower Theorien wie eine Übernahme des Bitcoin Netzwerks durch die chinesische Regierung in Form einer 51% Attacke.

Bitcoin Mining und die Gefahr der 51% Attacke

Wenn sich diese vier oben genannten Pools nun zusammenschließen, wäre es theoretisch möglich eine 51% Attacke auf Bitcoin auszuführen. Bei einer 51% Attacke können Blöcke verifiziert werden, die eigentlich nicht verifiziert werden dürften:

Die Angreifer, welche ja nun die Mehrheit der Hashrate auf sich vereinen, könnten nun den Konsensmechanismus für ihre eigenen Zwecke missbrauchen: Das heißt zum Einen, dass sie Transaktionen manipulieren könnten und double-spends durchführen. Zum anderen könnten sie durch ihre Monopolstellung die neuen Blöcke generieren und dadurch auch die Block-Rewards einnehmen.

Ein solches Szenario führte jedoch zu einem Hardfork, also zu der Entstehung einer anderen Version der Blockchain. Dadurch entstünde eine Blockchain mit honest nodes – sagen wir „die echte Blockchain“, sowie eine Blockchain mit den „compromised oder malicious nodes“. Aufgrund der niedrigen Rechenleistung würde sich eine solche Attacke im Allgemeinen jedoch nur auf die letzten Blöcken auswirken. 

Eine Attacke würde außerdem sofortige Spuren im Netzwerk hinterlassen. Denn um Bitcoin anzugreifen, müsste die Hashrate ebenso in „zwei Komponenten“ unterteilt werden. Wir hätten zum einen die Hashrate, die sich aus der Summe der ehrlichen Nodes ergibt, sowie die Hashrate der Angreifer. Und genau dieser massive Rückgang der Hashrate würde den anderen Minern sofort auffallen. Die durchschnittliche Blockfindungsszeit erhöhte sich aufgrund der gleichbleidenden Difficulty, welche nur alle 14 Tage angepasst wird, hierdurch um ein Vielfaches.

 

Wie wahrscheinlich ist eine solche 51% Attacke tatsächlich?

Eine 51% Attacke durch Mining Pools ist sehr unwahrscheinlich. Dies lässt sich auf folgende Gründe zurückführen:

  • Bei einer 51% Attacke würde alleine durch den Vertrauensverlust und die erstmalige Übernahme des Bitcoin Netzwerks der Kurs ins Bodenlose fallen. Die Angreifer könnten ihre Gewinne wahrscheinlich gar nicht so schnell realisieren wie der Kurs sinken würde.
  • Die Mining Pools erheben eine Gebühr von bis zu 4% für Ihren Service. Das Betreiben eines Pools ist also bereits ein lukratives und nachhaltiges Geschäftsmodell.

Diese würden sich bei einer Attacke selbst schaden. 

  • Staatliche Eingriffe von außen sind kaum möglich, da jeder Pool Nodes operiert, die in verschiedenen Ländern stehen und verwaltet werden (z. B. für Europa, Amerika, Asien).

Wir halten fest, dass eine 51% Attacke im Bereich des Möglichen liegt, aber die Wahrscheinlichkeit gegen Null geht, da keinerlei Interesse der Mining Pools besteht, sich selbst zu schaden.

Fazit: der Mythos der Bitcoin Zentralisierung lebt!

Bei der simplen Betrachtung der Firmensitze der großen Mining Pools kann man durchaus zum Schluss kommen, dass die Hashrate der Bitcoin Blockchain in China zentralisiert ist.
Nimmt man aber alle anderen Faktoren in das Urteil auf, dann merkt man schnell, dass Bitcoin nicht so zentralisiert ist, wie es häufig in der Presse dargestellt wird.

Die großen Mining Pools sitzen zwar in China, sind aber gleichzeitig Konkurrenten. Sie verwalten ihre eigenen Datenzentren und haben eigene Interessen. Bei einem Problem mit einem Pool ist es außerdem möglich, dass tausende Miner zu einem anderen Pool wechseln. Dies soll aus der Perspektive der Betreiber natürlich vermieden werden.

Die Bitcoin Mining Zentralisierung? – Wie denkst du über die Verteilung der Hashrate und Gefahren?

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[Bildquelle: Shutterstock]