Was hat Bitcoin mit Bergbau zu tun?

Spricht man von der Entstehung neuer Bitcoins ist oft vom sogenannten “Mining” (zu deutsch: Bergbau) die Rede. Diese Analogie rührt daher, dass Bitcoins – ähnlich wie Gold – nicht synthetisch oder aus dem Nichts erzeugt werden können, sondern, dass es einen Prozess des “Schürfens” beziehungsweise Arbeitsaufwand braucht, um an neue Bitcoins zu gelangen.

Warum diese Analogie und der Begriff “Mining” jedoch nicht wirklich treffend und sehr unvorteilhaft gewählt ist, werde ich im Laufe dieses Beitrags erläutern.

Der Sinn vom Mining

Oft ist, vor allem in den gängigen Mainstream-Medien, zu hören und zu lesen, dass der Mining-Prozess dazu gedacht ist, neue Bitcoins zu erstellen und in das Netzwerk zu geben.
Dies ist jedoch nur ein Nebeneffekt und wird dem eigentlichen Sinn des Minings nicht im geringsten gerecht.

In seiner Reinform ist Mining der Prozess der Verifizierung, Abwicklung, Speicherung und Absicherung von Bitcoin Transaktionen. Weil Netzwerkteilnehmer, die einen Beitrag zu jenen Punkten leisten (sogenannte Miner), Arbeitsleistung (auch als “Proof of Work” bezeichnet) dafür aufwenden, werden sie für ihre Mühe damit belohnt, dass sie sich eine festgesetzte maximale Anzahl an neu entstandenen Bitcoins an ihre eigene Adresse schicken dürfen. Diese Auszahlung neuer Bitcoins als Belohnung wird auch als “Coinbase-Transaktion” bezeichnet.

Wie funktioniert das Mining?

Eine Blockchain heißt deswegen Blockchain, weil die Transaktionen, die über das Netzwerk abgewickelt werden sollen, in Pakete gebündelt und zu sogenannten Blöcken zusammengefasst werden. Diese Blöcke wiederum werden über kryptographische Verfahren miteinander verkettet, sodass eine nachträgliche Änderung eines früheren Blocks alle nachfolgenden Blöcke ungültig machen würde. Das hat zur Folge, dass man den Daten in einem Block mehr vertrauen kann, je mehr Folgeblöcke mit diesem Block verkettet sind.

Damit ein neuer Block ans Ende dieser Kette hinzugefügt werden darf, muss dieser nach bestimmten Parametern gültig sein. Der Job der Miner ist es also einen gültigen Block zu finden, diesen mit gültigen Transaktionen voll zu packen und anschließend an das gesamte Netzwerk zu verteilen.
Die Suche nach einem gültigen Block kannst du dir in etwa wie ein Puzzle vorstellen, bei dem nur noch ein einziges Teil fehlt. Das Problem ist jedoch, dass du einen ganzen Berg voll potenziell passender Puzzlestücke hast und nun so lange eines nach dem anderen ausprobieren musst, bis du schlussendlich das richtige findest und das Puzzle vollständig (bzw. hier: der Block gültig) ist.

Wettrennen um das passende Puzzlestück

Innerhalb des Bitcoin Netzwerks suchen zeitgleich viele Miner mit ihren Computern nach dem passenden Teil zur Vollendung des Puzzles. Manche Computer sind sogar so gut im Durchprobieren, dass sie mehrere Billionen Puzzlestücke in weniger als einer Sekunde überprüfen können. Der Berg an Puzzlestücken wird vom Netzwerk aber jedesmal so groß gehalten, dass es durchschnittlich 10 Minuten dauert, bis einer der Miner das richtige Teil findet. Jetzt kannst du mal versuchen dir vorstellen wie groß dieser Haufen sein muss… Und je mehr Teilnehmer mitmachen, desto größer wird er. Das System ist so konstruiert, dass im Intervall von jeweils 2016 Blöcken überprüft wird, ob der Haufen für die derzeitige Zahl an Puzzlefreunden zu groß oder zu klein ist und diesen anschließend entsprechend anpasst.

Da es viel Energie kostet, sich durch eine derart große Menge an Puzzlestücken zu wühlen, bekommt der Miner, dem es zuerst gelingt das passende Teil zu finden das Recht, sich seine Belohnung in Bitcoins auszubezahlen. So wird ein Anreiz geschaffen um möglichst viele Menschen zum mitmachen zu bewegen.

Puzzlen für die Sicherheit

Wie eingangs erwähnt, soll der Mining-Mechanismus auch für die Sicherheit im Netzwerk sorgen. Das System ist, wie bereits erwähnt, selbstregulierend. Je höher der Bitcoin-Preis, desto höher der Anreiz mitzumachen. Mit steigendem Anreiz steigt die Zahl der Teilnehmer und somit die Größe des Haufens, den es durchzuprobieren gilt. Mehr Teile sind wiederum gleichbedeutend mit mehr Energie, die aufgewendet werden muss und so auch mit höherem Kostenaufwand für den einzelnen Miner.

Durch diesen Mechanismus wird gewährleistet, dass bei einem hohen Bitcoin-Preis – und daher potenziell höherem Anreiz für Angreifer – sich möglichst viele Teilnehmer an der Suche nach dem passenden Puzzlestück beteiligen, um die Sicherheit im Netzwerk auf viele Schultern zu verteilen. Da ein Teilnehmer, der versuchen möchte das Netzwerk zu betrügen, schneller raten können muss, als alle anderen Teilnehmer im Netzwerk zusammen und das bei steigender Teilnehmerzahl natürlich auch um so schwieriger wird, ist es bei steigendem Preis und der daraus resultierenden steigenden Anzahl an Minern auch schwieriger und teurer für einen einzelnen Akteur zu betrügen. Das ist es was das Mining, beziehungsweise den Arbeitsbeweis (Proof of Work), so genial macht.

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Ich hoffe dir hat der Artikel gefallen. Natürlich gibt dieser nur einen ganz groben Überblick für Einsteiger und erhebt keinen Anspruch auf die vollständige Abdeckung aller Facetten des Minings. Gerne kannst du mir Anregungen dazu im Blocktrainer Forum schreiben.

Warum das Mining übrigens keine “Stromverschwendung” ist kannst du in diesem Artikel lesen: https://www.blocktrainer.de/wissen/bitcoin-missverstaendnisse/

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