Bitcoin Mining ist eines der spannendsten und zugleich mysteriösesten Themen rund um Kryptowährungen. Doch was genau verbirgt sich hinter diesem Begriff? In diesem ausführlichen Essay möchte ich Licht ins Dunkel bringen und die Funktionsweise sowie Hintergründe des Bitcoin Mining detailliert beleuchten.
Dazu werde ich zunächst den historischen Hintergrund von Bitcoin und dem Miningprozess aufzeigen. Anschließend erkläre ich die technischen Prinzipien, auf denen das Mining basiert. Danach zeige ich konkret auf, wie der Ablauf beim Bitcoin Mining funktioniert und welche Hard- und Software dafür benötigt wird. Zudem befasse ich mich mit den Vor- und Nachteilen des Cloud Mining. Abschließend wage ich einen Blick in die Zukunft und skizziere mögliche Entwicklungsszenarien rund um das Bitcoin Mining.
Insgesamt soll dieser Essay eine umfassende Einführung in die faszinierende Welt des Bitcoin Mining bieten und gleichzeitig die menschliche Komponente nicht außer Acht lassen. Denn hinter dem abstrakten Begriff des Mining stehen immer noch Menschen mit ganz eigenen Motiven und Geschichten.
Die Anfänge von Bitcoin und dem Mining
Am 31. Oktober 2008 veröffentlichte eine bis heute unbekannte Person oder Gruppe unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto das Bitcoin Whitepaper. Darin skizzierte Nakamoto die Vision einer digitalen Währung, die dezentral organisiert ist und ohne zentrale Kontrollinstanz wie eine Zentralbank oder Regierung auskommt.
Die Grundidee von Bitcoin war es, ein peer-to-peer Netzwerk zu schaffen, bei dem die Teilnehmer direkt und gleichberechtigt miteinander interagieren. Es sollte kein zentrales Clearing House geben, das Transaktionen abwickelt und kontrolliert. Stattdessen sollten die Nutzer selbst für die Verifizierung und Speicherung der Transaktionen – der Übertragung von Bitcoins zwischen Accounts – verantwortlich sein.
Hier kommt nun der Prozess des Mining ins Spiel. Satoshi Nakamoto erfand ein cleveres Anreizsystem, bei dem Nutzer mit ihrer Rechenleistung die Transaktionsverifizierung übernehmen und dafür mit neu generierten Bitcoins belohnt werden. Dieser Prozess wurde in Anlehnung an den Abbau von Gold „Mining“ getauft.
In den frühen Tagen von Bitcoin konnte man noch problemlos mit einem normalen PC Client Bitcoins minen. Es herrschte eine echte Goldgräberstimmung unter den wenigen Menschen, die sich für die neue Kryptowährung interessierten.
Doch mit zunehmender Bekanntheit und steigendem Bitcoin-Preis änderte sich das Mining grundlegend. Es entwickelte sich ein regelrechter Wettlauf um Rechenleistung. Das Bitcoin-Netzwerk passte die Mining-Schwierigkeit an, so dass immer leistungsfähigere Rechner benötigt wurden. Heute ist profitables Bitcoin Mining nur noch mit spezieller Hardware möglich.
Doch der Reihe nach. Bevor wir uns den aktuellen Gegebenheiten des Bitcoin Mining widmen, müssen wir zunächst verstehen, wie es technisch funktioniert.
Der Ablauf des Bitcoin Mining
In der Anfangszeit von Bitcoin ließ sich das Mining noch problemlos mit der CPU eines normalen Computers durchführen. Doch der zunehmende Wettbewerb erforderte immer leistungsfähigere Hardware. Heute dominieren spezielle ASIC-Miner den Markt, die auf das Lösen der SHA-256 Hash-Funktion zugeschnitten sind.
Beliebte Modelle sind etwa der Antminer S19 von Bitmain oder der Whatsminer M30S von MicroBT. Dies sind kleine Server mit mehreren ASIC-Chips, die eine sehr hohe Hash-Rate im Terra-Hash pro Sekunde Bereich (TH/s) erreichen.
Als Privatperson einfach einen solchen Miner zu betreiben, ist allerdings nicht profitabel. Der Stromverbrauch ist enorm und die Anschaffungskosten liegen schnell im fünfstelligen Bereich.
Aus diesem Grund schließen sich Miner zu Mining Pools zusammen. In diesen Pools wird die Rechenleistung gebündelt und die Belohnung anteilig aufgeteilt. Jeder Teilnehmer erhält einen entsprechenden Anteil, abhängig von seiner bereitgestellten Hash-Power.
Die bekanntesten Mining Pools sind beispielsweise AntPool, F2Pool und Slush Pool. Man meldet sich bei einem Pool seiner Wahl an und konfiguriert die Mining-Software entsprechend. Beliebte Software ist etwa CGMiner, BFGMiner oder EasyMiner.
Dann wird der ASIC-Miner gestartet und beginnt, unter hohem Stromverbrauch Hashes zu berechnen. Findet der Pool einen gültigen Block, wird die Belohnung unter allen Teilnehmern aufgeteilt. Diese erhalten dann ihren Anteil an den neu geschürften Bitcoins und den Transaktionsgebühren auf ihre Wallet.
Neben dem Mining im Pool kann man auch Cloud Mining Services nutzen. Dabei mietet man Rechenleistung bei Anbietern wie Genesis Mining oder Bitcoineer und erhält dafür einen Teil der erzeugten Bitcoins ausgezahlt. Die Investition beschränkt sich auf die gebuchten Hash-Power Pakete, ohne dass man selbst Hardware anschaffen muss.
Abschließend noch ein kurzer Überblick zu den Vor- und Nachteilen der unterschiedlichen Mining-Methoden:
| Pool Mining | Cloud Mining | |
|---|---|---|
| Investition | Hohe Hardware-Kosten | Geringe laufende Kosten |
| Expertise | Einrichtung und Wartung der Hardware und Software | Einfache Bedienung über Web-Interface |
| Ertrag | Unvorhersehbar in Abhängigkeit vom Schwierigkeitsgrad | Garantierte tägliche Auszahlung entsprechend gebuchter Hash-Power |
Sowohl beim Pool Mining als auch beim Cloud Mining ist entscheidend, dass die Stromkosten niedrig sind. Denn diese machen einen großen Teil der gesamten Betriebskosten aus.
Für Privatpersonen empfiehlt sich eher das Cloud Mining oder schlicht der Direktkauf von Bitcoins, anstatt teure Hardware anzuschaffen. Für professionelle Mining-Farmen kann sich hingegen der Betrieb eigener ASIC-Miner lohnen.
Nachdem wir nun einen umfassenden Einblick in die aktuelle Praxis des Bitcoin Mining erhalten haben, wenden wir uns abschließend einem Blick in die Zukunft zu. Wie könnte es in den kommenden Jahren weitergehen?
Technische Grundlagen des Bitcoin Mining
Die zugrunde liegende Innovation von Bitcoin ist die Blockchain. Sie stellt ein öffentliches, verteiltes Hauptbuch (Ledger) aller jemals getätigten Transaktionen dar. Die Blockchain wird auch als „Buch der Wahrheit“ bezeichnet, da eine nachträgliche Manipulation von Transaktionen praktisch unmöglich ist.
Die Blockchain besteht aus einer Kette von Blöcken, in denen jeweils bestimmte Transaktionen zusammengefasst sind. Jeder Block enthält einen kryptografischen Hash – eine Art digitalen Fingerabdruck – des vorherigen Blocks. Damit hängen alle Blöcke zusammen und bilden eine Kette.
Wenn ein neuer Block hinzugefügt wird, müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllt sein, damit er als legitim angesehen wird:
- Der Hash des vorherigen Blocks muss korrekt sein
- Der neue Block muss eine bestimmte Anzahl führender Nullen im Hash aufweisen
- Ein kryptografisches Rätsel (Proof-of-Work) muss gelöst werden
Genau hier kommen die Miner ins Spiel. Mithilfe spezieller Software und Hardware lösen sie diese kryptografischen Rätsel, um neue Blöcke zu erzeugen und an die Blockchain anzuhängen.
Als Belohnung erhalten sie dabei neu generierte Bitcoins sowie die Transaktionsgebühren der im Block enthaltenen Transaktionen. Im Bitcoin-Netzwerk wird alle 10 Minuten ein neuer Block erzeugt und derjenige Miner, der das Rätsel als erstes löst, erhält den Blockreward.
Die Difficulty des Rätsels und die Anforderung an die Anzahl führender Nullen im Hash werden automatisch angepasst. So soll unabhängig von der zur Verfügung stehenden Rechenleistung im Netzwerk immer im Schnitt nur alle 10 Minuten ein neuer Block gefunden werden.
Damit ist das Bitcoin Mining also im Grunde ein Wettbewerb um Rechenleistung, bei dem es gilt, als erstes das kryptografische Rätsel zu knacken und einen gültigen Block zu finden. Je mehr Rechnerleistung man einbringt, desto höher ist die Chance, den Blockreward zu erhalten.
Nach diesem Exkurs in die technischen Grundlagen wenden wir uns nun der praktischen Seite des Bitcoin Mining zu. Wie läuft dieser Prozess konkret ab?
Zukunftsszenarien für das Bitcoin Mining
Das Bitcoin Mining steht vor großen Veränderungen. Zum einen nimmt die Schwierigkeit kontinuierlich zu. Irgendwann werden die Bitcoin-Blöcke und damit die Belohnungen komplett ausgeschöpft sein. Dies ist allerdings erst in ferner Zukunft der Fall.
Bereits viel früher könnte ein anderer Faktor eine große Rolle spielen: Der Energieverbrauch. Schon jetzt verbraucht Bitcoin Mining insgesamt mehr Strom als kleinere Länder. Angesichts steigender Energiepreise und dem wachsenden Umweltbewusstsein gerät das energieintensive Proof-of-Work Verfahren zunehmend in die Kritik.
Einige Experten prognostizieren daher, dass alternative Konsensmechanismen wie Proof-of-Stake an Bedeutung gewinnen werden. Dabei entfällt das energieintensive Mining, die Blockvalidierung erfolgt durch Kryptowährungsbesitzer, die Coins als Einsatz hinterlegen.
Ob sich Proof-of-Stake bei Bitcoin selbst durchsetzt, ist jedoch fraglich. Viele Puristen lehnen dies vehement ab. Realistischer erscheint eine parallele Entwicklung, bei der Bitcoin beim energieintensiven Mining bleibt, während andere Coins wie Ethereum auf Proof-of-Stake umstellen.
Unabhängig von der Zukunft des Mining bleibt die Blockchain-Technologie eine der spannendsten Innovationen unserer Zeit. Auch wenn Bitcoin seiner Rolle als digitales Gold gerecht wird, so ist das eigentliche Potenzial der Blockchain-Technologie vermutlich noch gar nicht ausgeschöpft.
Fazit
Abschließend lässt sich festhalten, dass das Bitcoin Mining ein faszinierender Prozess ist, der allerdings auch viel Komplexität und Dynamik birgt. Das frivole Schürfen der frühen Jahre hat sich zu einem harten Wettbewerb um Rechenleistung entwickelt.
Für den Laien birgt der Direkteinstieg ins Mining viele Fallstricke. Als Privatperson empfiehlt sich der Einstieg über Cloud Mining oder schlicht der Direktkauf von Bitcoins. Aber wer weiß, was die Zukunft bringt? Vielleicht kehrt mit neuen Konsensverfahren wie Proof-of-Stake etwas von der romantischen Goldgräberstimmung zurück.
In jedem Fall sollten wir neben aller Begeisterung für die Technologie auch stets die menschliche Komponente im Auge behalten. Nur wenn wir die Umweltauswirkungen im Blick haben und angemessen reguliert wird, kann sich das Potenzial von Bitcoin und Blockchain langfristig entfalten.