Was ist Bitcoin Mining? Trends und Herausforderungen

Bitcoin Mining ist der Prozess, bei dem neue Bitcoins erzeugt werden, indem Transaktionen auf der Blockchain, einer öffentlich verteilten Datenbank, die die Geschichte aller Bitcoin-Transaktionen enthält, validiert und aufgezeichnet werden. Mining ist ein Rechenprozess, der mit enormer Rechenleistung durchgeführt wird. Jeder Bitcoin-Miner auf der ganzen Welt trägt zu einem dezentralisierten Peer-to-Peer-Netzwerk bei, um das Zahlungsnetzwerk vertrauenswürdig und sicher zu machen. Um neue Blöcke von Transaktionen zur Blockchain hinzuzufügen, müssen die Miner komplexe mathematische Probleme lösen, die als Proof-of-Work bezeichnet werden. Wenn eine Lösung gefunden wird, wird eine Belohnung in Form von Bitcoin und Gebühren für die geleistete Arbeit an den Miner (oder die Miner), der die Lösung zuerst gefunden hat, vergeben. Im Laufe der Zeit wird die Belohnung für das Mining von Bitcoin reduziert. Dieser Belohnungsprozess geht weiter, bis 21 Millionen Bitcoin im Umlauf sind. Sobald diese Zahl erreicht ist, wird erwartet, dass die Bitcoin-Belohnung aufhört, und die Bitcoin-Miner werden durch Gebühren belohnt, die für die geleistete Arbeit gezahlt werden. Bitcoin Mining ist wesentlich für den Netzwerkbetrieb, um einen Konsens über den aktuellen Zustand des Ledgers zu erzielen. Es ist auch entscheidend für die Absicherung des Netzwerks gegen Angriffe. Bitcoin Mining ist jedoch auch mit einigen Herausforderungen und Einschränkungen konfrontiert, wie zum Beispiel der Skalierbarkeit, der Effizienz, der Zentralisierung und der Nachhaltigkeit. Es gibt verschiedene Vorschläge und Initiativen, um das Bitcoin Mining zu verbessern, wie zum Beispiel die Verwendung von grünerer Energie, die Verwendung von effizienterer Hardware oder die Verwendung eines alternativen Konsensmechanismus.

Was ist Bitcoin Mining?

Bitcoin Mining ist der Prozess, bei dem neue Bitcoins erzeugt werden, indem Transaktionen auf der Blockchain, einer öffentlich verteilten Datenbank, die die Geschichte aller Bitcoin-Transaktionen enthält, validiert und aufgezeichnet werden. Mining ist ein Rechenprozess, der mit enormer Rechenleistung durchgeführt wird. Jeder Bitcoin-Miner auf der ganzen Welt trägt zu einem dezentralisierten Peer-to-Peer-Netzwerk bei, um das Zahlungsnetzwerk vertrauenswürdig und sicher zu machen. Um neue Blöcke von Transaktionen zur Blockchain hinzuzufügen, müssen die Miner komplexe mathematische Probleme lösen, die als Proof-of-Work bezeichnet werden. Wenn eine Lösung gefunden wird, wird eine Belohnung in Form von Bitcoin und Gebühren für die geleistete Arbeit an den Miner (oder die Miner), der die Lösung zuerst gefunden hat, vergeben. Im Laufe der Zeit wird die Belohnung für das Mining von Bitcoin reduziert. Dieser Belohnungsprozess geht weiter, bis 21 Millionen Bitcoin im Umlauf sind. Sobald diese Zahl erreicht ist, wird erwartet, dass die Bitcoin-Belohnung aufhört, und die Bitcoin-Miner werden durch Gebühren belohnt, die für die geleistete Arbeit gezahlt werden.

Warum wird Bitcoin Mining benötigt?

Bitcoin Mining ist ein wesentlicher Bestandteil des Netzwerkverfahrens, um einen Konsens über den aktuellen Zustand des Ledgers zu erzielen. Es ist auch entscheidend für die Absicherung des Netzwerks gegen Angriffe. Mit anderen Worten, Bitcoin Mining ist zentral dafür, dass Menschen sicher Bitcoin-Transaktionen durchführen können. Um zu verstehen, warum, schauen wir uns genauer an, wie Bitcoin funktioniert. Das Bitcoin-Netzwerk ist ein global verteiltes öffentliches Ledger, das aus einer riesigen Liste von zeitgestempelten Transaktionen besteht. Zum Beispiel könnte ein Ledger-Eintrag anzeigen, dass Person A 1 Bitcoin an Person B um 10 Uhr am Montag gesendet hat. Das Ledger wird ungefähr alle 10 Minuten aktualisiert, indem Blöcke hinzugefügt werden, die eine Liste von neuen Transaktionen enthalten. Das Vorhandensein des Ledgers, das freiwillig von Tausenden von Teilnehmern, die als Nodes bezeichnet werden, gespeichert wird, ermöglicht es jedem, sowohl den aktuellen Zustand als auch die vollständige Historie des Bitcoin-Besitzes zu sehen. Von Design her gibt es keine zentrale Autorität, die entscheidet, welche Transaktionen zu neuen Blöcken hinzugefügt werden sollen. Stattdessen wird der Zustand des Ledgers (auch die “Wahrheit” genannt) gemeinsam und durch Koordination von Nodes gemäß dem Bitcoin-Protokoll ermittelt. Diese Dezentralisierung ist es, was Bitcoin einige seiner interessantesten Eigenschaften verleiht - nämlich Zensurresistenz und Erlaubnislosigkeit.

Wie funktioniert Bitcoin Mining?

Hier ist ein vereinfachtes Beispiel, um den Prozess zu erklären. Nehmen wir an, du bittest deine Freunde, eine Zahl zwischen 1 und 100 zu erraten. Deine Freunde müssen nicht die genaue Zahl erraten; sie müssen nur die ersten sein, die eine Zahl erraten, die kleiner oder gleich deiner Zahl ist. Wenn du dir die Zahl 19 ausdenkst und ein Freund kommt mit 21, ein anderer mit 55 und noch ein anderer mit 83, verlieren sie, weil sie alle mehr als 19 geraten haben. Aber wenn du noch drei Freunde übrig hast, und der nächste 16 rät, gewinnt er, und die anderen bekommen keine Chance mehr zu raten. Derjenige, der 16 geraten hat, war der erste, der eine Zahl kleiner oder gleich 19 geraten hat. In diesem Fall repräsentiert die Zahl, die du gewählt hast, 19, den Ziel-Hash, den das Bitcoin-Netzwerk für einen Block erstellt, und die zufälligen Vermutungen deiner Freunde sind die Vermutungen der Miner.

• Der Hash. Im Mittelpunkt des Bitcoin Mining steht der Hash. Der Hash ist eine 64-stellige hexadezimale Zahl, die das Ergebnis ist, wenn die Informationen, die in einem Block enthalten sind, durch den SHA256-Hashing-Algorithmus geschickt werden. Dieser Teil des Prozesses dauert wenig Zeit - in der Tat kannst du in weniger als einer Sekunde einen Hash erzeugen, indem du etwas Inhalt in einen Online-SHA256-Hash-Generator einfügst. Dies ist die Verschlüsselungsmethode, die Bitcoin verwendet, um einen Block-Hash zu erstellen. Das Schwierige ist jedoch, diesen Hash wieder in den Inhalt zu entschlüsseln, den du eingefügt hast: Ein 64-stelliger Hash kann mit moderner Hardware Jahrhunderte dauern, bis er entschlüsselt ist. Ein Hash könnte so aussehen (dies ist der vorherige Absatz, der durch einen Hash-Generator gelaufen ist): a54f83a5db7371eeefa2287a0ede750ac623e49a8ba29f248eb785fe0a678559 Hier ist derselbe Absatz, aber das erste Wort ist falsch geschrieben als “Aa” statt “At”: fbfa33ff980d1492b3a9275a1eb945d89bd6b699ca19c3c470021b8f253654af Wie du sehen kannst, ändert sich der Hash komplett, wenn du nur einen Wert in diesem Inhalt änderst. Das ist es, was den Hash so sicher macht. Um einen gültigen Block zu erzeugen, muss der Miner einen Hash finden, der kleiner oder gleich dem Ziel-Hash ist. Das ist das mathematische Problem, das die Miner lösen müssen.
• Die Mining-Hardware. Um das mathematische Problem zu lösen, benötigen die Miner spezielle Hardware, die in der Lage ist, Milliarden von Berechnungen pro Sekunde durchzuführen. Die Mining-Hardware hat sich im Laufe der Jahre stark weiterentwickelt, angefangen von einfachen CPUs (Central Processing Units) über GPUs (Graphics Processing Units) bis hin zu ASICs (Application-Specific Integrated Circuits), die speziell für das Bitcoin Mining entwickelt wurden. ASICs sind die leistungsfähigsten und effizientesten Mining-Geräte, die heute verfügbar sind, aber auch die teuersten und energieintensivsten. Die Miner müssen daher die Kosten für die Hardware, den Stromverbrauch und die Kühlung berücksichtigen, bevor sie sich für das Mining entscheiden.
• Die Mining-Software. Neben der Hardware benötigen die Miner auch eine spezielle Software, die mit dem Bitcoin-Netzwerk kommuniziert und die Mining-Aufgaben ausführt. Die Mining-Software ist dafür verantwortlich, neue Transaktionen vom Netzwerk zu empfangen, sie in einen Block zu packen, einen Hash für den Block zu berechnen und ihn an das Netzwerk zu senden. Die Mining-Software muss auch ständig nach neuen Blöcken Ausschau halten, die von anderen Minern gefunden wurden, und ihren eigenen Arbeitsfortschritt entsprechend anpassen. Die Mining-Software ermöglicht es den Minern auch, ihre Mining-Statistiken zu überwachen, wie die Hash-Rate, die Temperatur, den Stromverbrauch und die erwartete Rentabilität. Es gibt verschiedene Mining-Software für verschiedene Betriebssysteme und Hardware-Konfigurationen. Einige der beliebtesten sind CGMiner, BFGMiner, BitMinter und BTCMiner.
• Die Mining-Pools. Da das Bitcoin Mining sehr wettbewerbsfähig und schwierig geworden ist, ist es für einzelne Miner fast unmöglich, einen Block allein zu finden. Die meisten Miner schließen sich daher Mining-Pools an, die Gruppen von Minern sind, die ihre Rechenleistung bündeln, um die Chancen auf die Lösung eines Blocks zu erhöhen. Wenn ein Pool einen Block findet, wird die Belohnung unter den Mitgliedern aufgeteilt, basierend auf der Menge der Arbeit, die jeder Miner beigetragen hat. Die Mining-Pools ermöglichen es den Minern, eine stabilere und vorhersehbarere Einkommensquelle zu haben, anstatt auf das Glück zu vertrauen. Es gibt viele verschiedene Mining-Pools, die unterschiedliche Gebühren, Auszahlungsmodelle und Sicherheitsmaß.

Wie wird die Schwierigkeit des Bitcoin Mining angepasst?

Die Schwierigkeit des Bitcoin Mining ist ein Maß dafür, wie schwer es ist, einen gültigen Hash zu finden, der kleiner oder gleich dem Ziel-Hash ist. Die Schwierigkeit wird vom Bitcoin-Netzwerk alle 2016 Blöcke oder etwa alle zwei Wochen angepasst, um die durchschnittliche Blockzeit von 10 Minuten beizubehalten. Wenn die Hash-Rate des Netzwerks steigt, was bedeutet, dass mehr Miner dem Netzwerk beitreten oder die Hardware verbessern, wird die Schwierigkeit erhöht, um das Mining schwieriger zu machen. Wenn die Hash-Rate des Netzwerks sinkt, was bedeutet, dass weniger Miner dem Netzwerk beitreten oder die Hardware verschlechtern, wird die Schwierigkeit verringert, um das Mining einfacher zu machen. Die Schwierigkeit ist ein wichtiger Faktor, der die Rentabilität des Bitcoin Mining beeinflusst. Je höher die Schwierigkeit, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, einen Block zu finden, und desto mehr Ressourcen müssen die Miner aufwenden.

Was sind die Umweltauswirkungen des Bitcoin Mining?

Das Bitcoin Mining ist ein energieintensiver Prozess, der einen hohen Stromverbrauch und eine hohe Wärmeabgabe erfordert. Das Bitcoin Mining verbraucht schätzungsweise mehr Strom als viele Länder, wie zum Beispiel die Schweiz, die Niederlande oder Argentinien. Laut dem Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index (CBECI) verbrauchte das Bitcoin-Netzwerk im April 2021 etwa 149 TWh pro Jahr, was etwa 0,68% des globalen Stromverbrauchs entspricht. Das Bitcoin Mining hat daher einen erheblichen Einfluss auf die Umwelt, insbesondere auf den CO2-Fußabdruck, die Luftverschmutzung und die Wasserknappheit. Die Umweltauswirkungen des Bitcoin Mining hängen jedoch stark von der Art der Energiequelle ab, die die Miner verwenden. Einige Miner verwenden erneuerbare Energien, wie zum Beispiel Wasserkraft, Windkraft oder Solarenergie, um ihre Hardware zu betreiben, während andere fossile Brennstoffe, wie zum Beispiel Kohle, Öl oder Gas, verwenden, die mehr Treibhausgase emittieren. Laut dem CBECI stammten im April 2021 etwa 39% der Energie, die für das Bitcoin Mining verwendet wurde, aus erneuerbaren Quellen, während 61% aus nicht erneuerbaren Quellen stammten.

Wie kann das Bitcoin Mining verbessert werden?

Das Bitcoin Mining ist ein innovativer und revolutionärer Prozess, der das Bitcoin-Netzwerk sichert und betreibt, aber es ist auch mit einigen Herausforderungen und Einschränkungen konfrontiert, wie zum Beispiel der Skalierbarkeit, der Effizienz, der Zentralisierung und der Nachhaltigkeit. Es gibt verschiedene Vorschläge und Initiativen, um das Bitcoin Mining zu verbessern, wie zum Beispiel:

• Die Verwendung von grünerer Energie: Einige Miner versuchen, ihren ökologischen Fußabdruck zu reduzieren, indem sie erneuerbare Energien verwenden oder ihre Hardware an Orten mit niedrigeren Temperaturen oder überschüssiger Energie installieren, um die Kühlungs- und Betriebskosten zu senken. Einige Beispiele sind die Miner in Island, die Geothermie nutzen, oder die Miner in Sichuan, China, die Wasserkraft nutzen.
• Die Verwendung von effizienterer Hardware: Einige Miner versuchen, ihre Hardware zu optimieren oder zu aktualisieren, um die Leistung zu steigern und den Energieverbrauch zu senken. Einige Beispiele sind die Miner, die von GPUs zu ASICs wechseln, oder die Miner, die spezielle Kühl- oder Übertaktungssysteme verwenden.
• Die Verwendung eines alternativen Konsensmechanismus: Einige Vorschläge zielen darauf ab, den Proof-of-Work-Mechanismus, der das Bitcoin Mining antreibt, durch einen anderen Mechanismus zu ersetzen oder zu ergänzen, der weniger Ressourcen verbraucht oder mehr Skalierbarkeit bietet. Einige Beispiele sind der Proof-of-Stake-Mechanismus, der die Miner durch die Menge der Bitcoin, die sie besitzen, anstelle der Rechenleistung, die sie beitragen, belohnt, oder der Proof-of-Space-Mechanismus, der die Miner durch die Menge des Speicherplatzes, den sie zur Verfügung stellen, anstelle der Rechenleistung, die sie beitragen, belohnt.

Kann ich mit meinem Smartphone Bitcoins minen?

Nein, es ist nicht möglich, mit einem Smartphone Bitcoins zu minen. Das liegt daran, dass das Bitcoin Mining sehr viel Rechenleistung erfordert, die ein Smartphone nicht liefern kann. Außerdem verbieten Google und Apple das Mining von Kryptowährungen auf ihren Android- und iOS-Geräten, um die Hardware und den Akku zu schützen.

Wenn du Bitcoin mit deinem Smartphone verdienen möchtest, gibt es andere Möglichkeiten, wie zum Beispiel:

• Die Teilnahme an Cloud-Mining-Diensten, die das Mining für dich in der Ferne durchführen und dir einen Anteil an den Gewinnen geben.
• Die Teilnahme an Belohnungs- oder Werbeaktionen, die dir Bitcoin oder andere Kryptowährungen für das Ansehen von Videos, das Ausfüllen von Umfragen oder das Erledigen von Aufgaben geben.
• Die Teilnahme an einer neuen Kryptowährung, die speziell für das mobile Mining entwickelt wurde.

Fazit:

Bitcoin Mining ist ein innovativer und revolutionärer Prozess, der das Bitcoin-Netzwerk sichert und betreibt, aber es ist auch ein komplexer und ressourcenintensiver Prozess, der viel technisches Wissen und Verantwortung erfordert. Bitcoin Mining ist nicht für jeden geeignet und es beinhaltet verschiedene Risiken und Abwägungen. Die Nutzer sollten immer ihre eigenen Recherchen durchführen, die Vor- und Nachteile abwägen und die Auswirkungen verstehen, bevor sie sich für das Mining von Bitcoin entscheiden.

Kontakt:

Twitter |Telegram |Reddit |Discord