Weil die digitale Währung Bitcoin immer beliebter wird, fragen sich viele Menschen, wie der Prozess der Herstellung der Krypto-Währung tatsächlich funktioniert. Wie werden Bitcoins erzeugt? Wie wird eine Transaktion erfasst? An dieser Stelle kommt das Bitcoin-Mining ins Spiel.

Was ist Bitcoin Mining?

Wie die meisten Krypto-Währungen werden auch Bitcoins durch Mining generiert. Menschen, die dieses Mining durchführen, werden Miner (Bitcoin-Bergleute) genannt.

Immer wenn Bitcoin irgendwohin generiert wird, wird der Datensatz dieser Transaktion zur Blockchain hinzugefügt. Die Blockchain besteht aus Blöcken, die in einem öffentlich verteilten Hauptbuch miteinander verbunden sind.

Eine der Highlights von Bitcoin ist seine Integrität. Bei der Aufrechterhaltung der Integrität spielen die Bergleute eine wichtige Rolle.

Sie stellen sicher, dass keine doppelten Transaktionen getätigt werden.

Transaktionen nennt man alle finanziellen Vorgänge, die mit demselben Bitcoin stattfinden.

Zum Mining müssen Computer ein mathematisches Problem lösen, das als Hash bezeichnet wird. Der erste Miner im Netzwerk, der dies tut, wird mit neuem Bitcoin belohnt.

Das Lösen eines Hashs als Teil des Bitcoin-Mining-Prozesses ist so komplex, dass dazu High-Performance-Computing benötigt wird. Einer der vielversprechendsten deutschen Ansprechpartner auf diesem Gebiet ist die Frankfurter Northern Data AG. Das Unternehmen spezialisiert sich auf den Bau und Betrieb der HPC-Infrastruktur für Kunden mit rechenintensiven Anwendungen wie Blockchain, Bitcoin, IoT, KI usw. Um das Problem zu lösen, werden aus diesem Grund dazu normalerweise Spezialcomputer, sogenannte Mining-Rigs, verwendet und keine normalen PCs.

Für das Mining ist Software als auch Mining-Hardware erforderlich. Aufgrund der steigenden Kosten tendieren Miner dazu, sich zusammenzuschließen, um ihre Ressourcen zu bündeln. Diese werden als Mining-Pools bezeichnet.

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Wie funktioniert Bitcoin-Mining

Die Bitcoin-Mining-Knoten sind in einem globalen Netzwerk miteinander verbunden, die jeweils eine Kopie der Blockchain besitzen.

Weil es keine zentrale Behörde oder Vermittler wie Banken zur Validierung und Aufzeichnung von Transaktionen gibt, besteht die Aufgabe dieser Knoten darin, die Gültigkeit jeder neuen Transaktion zu überprüfen, bevor sie der Blockchain hinzugefügt wird.

Sobald dies geschieht, gilt die Transaktion als bestätigt. Da die Miner ihr Einkommen maximieren möchten, werden Transaktionen mit höheren Gebühren schneller bestätigt.

Nicht bestätigte Transaktionen liegen im ‚mempool‚, bis sie bestätigt werden. Hier sind die wichtigsten Möglichkeiten, die heute für das Schürfen zur Verfügung stehen:

CPU-Mining
Die Verwendung der CPU (Zentraleinheit des Computers) reichte zum Schürfen lange Zeit aus, da die MiningSchwierigkeiten sehr gering waren. Als Bitcoin jedoch anfing, sich durchzusetzen, suchten die Miner nach leistungsfähigeren Lösungen.

GPU-Mining
Eine GPU (Grafikverarbeitungseinheit) ist eine spezielle Komponente, die Computern hinzugefügt wird, um komplexere Berechnungen durchzuführen. Ursprünglich sind GPUs dazu gedacht, Computerspiele mit hohen Grafikanforderungen auszuführen.

FPGA-Mining
FPGA ist eine externe Hardware, die an einen Computer angeschlossen werden kann, um eine Reihe von Berechnungen auszuführen. Die Hardware funktioniert wie eine GPU, nur 3- bis 100-mal schneller. Der Nachteil ist, dass sie schwieriger zu konfigurieren sind, weshalb sie im Mining nicht so häufig verwendet wurden wie GPUs.

ASIC-Mining
Ab 2013 wurde das ASIC-Mining als neue Mining-Art eingeführt. ASIC steht für Application Specific Integrated Circuit, einer speziellen Hardware, die ausschließlich zum Abbau von Bitcoin hergestellt wird. Im Gegensatz zu GPUs, CPUs und FPGAs konnten sie für nichts anderes verwendet werden. Ihre Funktion wurde fest in die Maschine codiert.

Bitcoin Mining Pools
Die Idee ist einfach: Mehrere Miner schließen sich zu einem „Pool“ zusammen, damit sie ihre Rechenpower kombinieren und effektiver konkurrieren können.

Sobald der Pool einen Bitcoin generiert hat, wird die Belohnung auf die Pool-Mitglieder verteilt, je nachdem, wie viel Bergbaukraft jeder von ihnen beigetragen hat.

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Hash Rate und Bitcoin Mining Schwierigkeiten

Hash rate wird die geschätzte Anzahl von Terahashes pro Sekunde genannt, die das Bitcoin-Netzwerk in den letzten 24 Stunden ausführt. Die „Hash Rate“ misst, wie oft ein Miner im Bitcoin-Netzwerk pro Sekunde versucht, ein Bitcoin zu berechnen. Je höher die Hash-Rate eines Bergmanns oder Mining-Pools ist, desto größer ist die Chance, dass sie erfolgreich sind.

Eng verwandt mit der Hash Rate ist die Bitcoin Mining Difficulty (Schwierigkeiten), die als Diagramm dargestellt wird. Dieses Diagramm enthält einen Überblick darüber, wie schwierig es aktuell ist, einen neuen Block in der Blockchain aufzubauen.

Ungefähr alle zehn Minuten wird dieses Diagramm erstellt. Es fungiert als effektives Check- und Balances-System. Mit zunehmender Hash-Rate steigt auch die Sicherheit des Netzwerks.

Lohnt sich Bitcoin-Mining?

Niemand weiß, wie hoch der Preis von Bitcoin in Zukunft sein wird, deshalb ist es schwer vorherzusagen, ob Bitcoin-Mining rentabel sein wird. Wer plant, seine abgebauten Bitcoins in Zukunft in eine andere Währung umzuwandeln, für den hat diese Variable erhebliche Auswirkungen auf die Rentabilität.

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