Wichtige Erkenntnisse
Das Mining von Kryptowährungen ist ein wichtiger Teil des Prozesses zur Ordnung und Validierung von Blockchain-Transaktionen. Mining ist auch dafür verantwortlich, neue Einheiten von Kryptowährungen zu erstellen.
Während die Arbeit der Miner intensive Rechenressourcen erfordert, hilft sie dabei, ein Blockchain-Netzwerk sicher zu halten.
Miner sammeln ausstehende Transaktionen und organisieren sie in Blöcken, die dann an das Netzwerk gesendet werden. Wenn der Block von den validierenden Knoten genehmigt wird, erhält der Miner die Blockbelohnung.
Die Rentabilität des Krypto-Minings hängt von Faktoren wie der Effizienz der Hardware, den Stromkosten, der Marktvolatilität und eventuellen Änderungen der Blockchain-Protokolle ab.
Was ist Krypto-Mining?
Stellen Sie sich ein globales digitales Hauptbuch vor, in dem jede Kryptowährungstransaktion aufgezeichnet wird. Mining stellt sicher, dass dieses Hauptbuch genau und sicher bleibt. Miner verwenden spezialisierte Computer, um Rätsel (im Wesentlichen Zahlen zu erraten) zu lösen, um ausstehende Transaktionen zu organisieren und zu bestätigen. Der erste, der es löst, erhält eine Belohnung in Form von Kryptowährung.
Krypto-Mining ist ein Prozess, der die Sicherheit von Kryptowährungen wie Bitcoin (BTC) gewährleistet. Es ist der Prozess, durch den Benutzertransaktionen überprüft und dem öffentlichen Hauptbuch der Blockchain hinzugefügt werden. Mining ist eines der entscheidenden Elemente, das es dem Bitcoin-Netzwerk ermöglicht, dezentralisiert zu sein, was bedeutet, dass es ohne eine zentrale Autorität funktionieren kann.
Mining-Operationen sind auch dafür verantwortlich, neue Coins zum bestehenden Angebot hinzuzufügen. Obwohl dies wie das Drucken von Geld erscheinen mag, folgt das Krypto-Mining einer Reihe von fest kodierten Regeln, die den Prozess regeln und verhindern, dass jemand willkürlich neue Coins erstellt. Diese Regeln sind in die zugrunde liegenden Protokolle eingebaut und werden vom verteilten Netzwerk von Knoten durchgesetzt.
Um neue Einheiten von Kryptowährungen zu erstellen, verwenden Miner ihre Rechenleistung, um komplexe kryptografische Rätsel zu lösen. Der erste Miner, der das Rätsel löst, erhält das Recht, einen neuen Block von Transaktionen zur Blockchain hinzuzufügen und ihn an das Netzwerk zu übertragen.
Wie funktioniert Krypto-Mining?
Die kurze Antwort
1. Transaktionen werden in Blöcken gruppiert. Wenn jemand Kryptowährung sendet oder empfängt, werden ausstehende Transaktionen in einem "Block" gruppiert, der auf die Bestätigung wartet.
2. Miner lösen ein Rätsel. Miner verwenden Computer, um eine spezielle Zahl zu erraten, die Nonce genannt wird, die, wenn sie mit den Blockdaten kombiniert wird, ein Ergebnis unter einer bestimmten Zielzahl produziert. Es ist wie ein digitales Lotterielos, das ein Rätsel beinhaltet.
3. Hinzufügen zur Blockchain
Der erste Miner, der das Rätsel löst, darf seinen Block zur Blockchain hinzufügen. Andere Miner überprüfen diesen Block, um sicherzustellen, dass er gültig ist.
4. Belohnungen verdienen
Der gewinnende Miner erhält eine Belohnung, die neu geschaffene Kryptowährung und Transaktionsgebühren aus dem Block, den er gemint hat, umfasst.
Die lange Antwort
Wenn neue Blockchain-Transaktionen durchgeführt werden, werden sie an einen Pool gesendet, der als Speicherpool (oder Mempool) bezeichnet wird. Validierende Knoten sind dafür verantwortlich, die Gültigkeit von Transaktionen zu überprüfen. Die Aufgabe eines Miners besteht darin, diese ausstehenden Transaktionen zu sammeln und sie in Blöcken zu organisieren. Beachten Sie, dass einige Miner auch validierende Knoten betreiben, aber Mining-Knoten und validierende Knoten technisch unterschiedlich sind.
Sie können einen Block als Seite des Blockchain-Hauptbuchs betrachten, in dem mehrere Transaktionen aufgezeichnet werden (neben anderen Daten). Genauer gesagt ist ein Mining-Knoten dafür verantwortlich, unbestätigte Transaktionen aus dem Speicherpool zu sammeln und sie zu einem Kandidatenblock zusammenzustellen.
Der Miner versucht dann, diesen Kandidatenblock in einen bestätigten Block zu verwandeln. Dazu muss er ein komplexes mathematisches Problem lösen, das eine Menge an Rechenressourcen erfordert. Für jeden erfolgreich geminten Block erhält der Miner jedoch eine Blockbelohnung, die aus neu geschaffenen Kryptowährungen plus Transaktionsgebühren besteht. Lassen Sie uns einen genaueren Blick darauf werfen.
Schritt 1: Hashing von Transaktionen
Der erste Schritt beim Mining eines Blocks besteht darin, ausstehenden Transaktionen aus dem Speicherpool zu entnehmen und diese einzeln durch eine Hash-Funktion zu übermitteln. Jedes Mal, wenn ein Datensatz durch eine Hash-Funktion verarbeitet wird, wird ein Ausgabe fester Größe, genannt Hash, generiert.
Im Kontext des Minings besteht der Hash jeder Transaktion aus einer Zeichenfolge von Zahlen und Buchstaben, die als Identifikator fungiert. Der Transaktionshash repräsentiert alle Informationen, die in dieser Transaktion enthalten sind.
Zusätzlich zum Hashing und zur Auflistung jeder Transaktion einzeln fügt der Miner auch eine benutzerdefinierte Transaktion hinzu, in der er sich selbst die Blockbelohnung zusendet. Diese Transaktion wird als Coinbase-Transaktion bezeichnet und ist das, was brandneue Coins erstellt. In den meisten Fällen ist diese Transaktion die erste, die in einem neuen Block aufgezeichnet wird, gefolgt von einer Gruppe ausstehender Transaktionen, die auf Bestätigung warten.
Schritt 2: Erstellen eines Merkle-Baums
Nachdem jede Transaktion gehasht wurde, werden die Hashes in das organisiert, was als Merkle-Baum (auch als Hash-Baum bekannt) bezeichnet wird. Ein Merkle-Baum wird erzeugt, indem Transaktionshashes paarweise organisiert und dann gehasht werden.
Die neuen Hash-Ausgaben werden dann in Paare organisiert und erneut gehasht, und der Prozess wird wiederholt, bis ein einzelner Hash erstellt wird. Dieser letzte Hash wird als Root-Hash (oder Merkle-Root) bezeichnet und ist im Grunde der Hash, der alle vorherigen Hashes repräsentiert, die zu seiner Erzeugung verwendet wurden.
Schritt 3: Finden eines gültigen Block-Headers (Block-Hash)
Ein Block-Header fungiert als Identifikator für jeden einzelnen Block, was bedeutet, dass jeder Block einen einzigartigen Hash hat. Bei der Erstellung eines neuen Blocks kombinieren Miner den Hash des vorherigen Blocks mit dem Root-Hash ihres Kandidatenblocks, um einen neuen Block-Hash zu generieren. Sie müssen auch eine willkürliche Zahl hinzufügen, die als Nonce bekannt ist.
Wenn ein Miner also versucht, seinen Kandidatenblock zu bestätigen, muss er den Root-Hash, den Hash des vorherigen Blocks und eine Nonce kombinieren und alles durch eine Hash-Funktion führen. Ihr Ziel ist es, dies wiederholt zu tun, bis sie einen gültigen Hash erstellen können.
Der Root-Hash und der Hash des vorherigen Blocks können nicht geändert werden, daher müssen Miner den Nonce-Wert mehrere Male ändern, bis ein gültiger Hash gefunden wird. Um als gültig betrachtet zu werden, muss die Ausgabe (Block-Hash) kleiner sein als ein bestimmter Zielwert, der durch das Protokoll bestimmt wird. Beim Bitcoin-Mining muss der Block-Hash mit einer bestimmten Anzahl von Nullen beginnen – dieser Zielwert ist als Mining-Schwierigkeit bekannt.
Schritt 4: Broadcast des geminten Blocks
Wie wir gesehen haben, müssen Miner den Block-Header wiederholt mit verschiedenen Nonce-Werten hashen. Sie tun dies, bis sie einen gültigen Block-Hash finden. Wenn ein Miner einen gültigen Block-Hash findet, sendet er diesen Block an das Netzwerk. Dann überprüfen alle anderen validierenden Knoten, ob der Block gültig ist und fügen, falls ja, den neuen Block zu ihrer Kopie der Blockchain hinzu.
An diesem Punkt wird der Kandidatenblock zu einem bestätigten Block, und alle Miner gehen dazu über, den nächsten Block zu minen. Miner, die nicht rechtzeitig einen gültigen Hash finden konnten, verwerfen ihren Kandidatenblock, da ein neues Mining-Rennen beginnt.
Was passiert, wenn zwei Blöcke gleichzeitig gemint werden?
Manchmal senden zwei Miner gleichzeitig einen gültigen Block, und das Netzwerk hat dann zwei konkurrierende Blöcke. Die Miner beginnen dann, den nächsten Block basierend auf dem Block zu minen, den sie zuerst erhalten haben, was dazu führt, dass sich das Netzwerk vorübergehend in zwei verschiedene Versionen der Blockchain aufspaltet.
Der Wettbewerb zwischen diesen Blöcken geht weiter, bis der nächste Block über einen der konkurrierenden Blöcke gemint wird. Wenn ein neuer Block gemint wird, wird der Block, der davor kam, als Gewinner betrachtet. Der Block, der dann aufgegeben wird, wird als verwaister Block oder als abgestandener Block bezeichnet, was dazu führt, dass alle Miner, die diesen Block gewählt haben, zurückwechseln, um die Kette des gewinnenden Blocks zu minen.
Was ist die Mining-Schwierigkeit?
Die Mining-Schwierigkeit wird regelmäßig vom Protokoll angepasst, um eine konstante Rate für die Erstellung neuer Blöcke sicherzustellen, was zu einer stabilen und vorhersehbaren Ausgabe neuer Coins führt. Die Schwierigkeit wird proportional zur Menge der für das Netzwerk bereitgestellten Rechenleistung (Hash-Rate) angepasst.
Jedes Mal, wenn neue Miner dem Netzwerk beitreten und der Wettbewerb wächst, steigt die Hash-Schwierigkeit, was verhindert, dass die durchschnittliche Blockzeit sinkt. Umgekehrt, wenn viele Miner das Netzwerk verlassen, sinkt die Hash-Schwierigkeit, was das Minen eines neuen Blocks erleichtert. Diese Anpassungen halten die durchschnittliche Blockzeit konstant, unabhängig von der gesamten Hash-Leistung des Netzwerks.
Arten des Kryptowährungs-Mining
Es gibt mehrere Möglichkeiten, Kryptowährungen zu minen. Ausrüstung und Prozesse ändern sich, wenn neue Hardware und Konsensalgorithmen auftauchen. Typischerweise verwenden Miner spezialisierte Recheneinheiten, um komplizierte kryptografische Gleichungen zu lösen. Lassen Sie uns einige der gängigsten Mining-Methoden betrachten.
CPU-Mining
Das Mining mit der Central Processing Unit (CPU) umfasst die Verwendung der CPU eines Computers, um die durch das Proof of Work (PoW) Modell erforderlichen Hash-Funktionen auszuführen. In den frühen Tagen von Bitcoin waren die Mining-Kosten und Eintrittsbarrieren niedrig, und die Schwierigkeit konnte von einer regulären CPU bewältigt werden. Jeder konnte damals versuchen, Krypto zu minen.
Als jedoch immer mehr Menschen begannen, BTC zu minen, und die Hash-Rate des Netzwerks zunahm, wurde profitables Mining zunehmend schwierig. Das Aufkommen spezialisierter Mining-Hardware mit größerer Rechenleistung machte das CPU-Mining schließlich nahezu unmöglich. Heute ist das CPU-Mining wahrscheinlich keine praktikable Option mehr, da die meisten Miner spezialisierte Hardware verwenden.
GPU-Mining
Grafikprozessoren (GPUs) sind dafür konzipiert, eine Vielzahl von Anwendungen gleichzeitig zu verarbeiten. Obwohl sie typischerweise für Videospiele oder Grafik-Rendering verwendet werden, können sie auch zum Mining eingesetzt werden.
GPUs sind relativ kostengünstig und flexibler als hochspezialisierte Mining-Hardware. GPUs können verwendet werden, um einige Altcoins zu minen, aber ihre Effizienz hängt von der Mining-Schwierigkeit und dem Algorithmus ab.
ASIC-Mining
Ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC) ist dafür konzipiert, einen einzigen spezifischen Zweck zu erfüllen. Im Krypto-Bereich bezieht sich der Begriff auf spezialisierte Hardware, die ausschließlich für das Mining entwickelt wurde. ASIC-Mining ist bekannt für seine hohe Effizienz, ist aber relativ teuer.
Da ASIC-Miner an der Spitze der Mining-Technologie stehen, ist der Preis einer Einheit viel höher als der einer CPU oder GPU. Darüber hinaus kann der ständige Fortschritt der ASIC-Technologie ältere ASIC-Modelle schnell unrentabel machen. Dies macht das ASIC-Mining zu einer der teuersten Möglichkeiten, um zu minen, aber es ist die effizienteste und kann rentabel sein, wenn es im großen Stil durchgeführt wird.
Mining-Pools
Da jede Blockbelohnung nur an den ersten erfolgreichen Miner vergeben wird, ist die Wahrscheinlichkeit, einen Block zu minen, extrem gering. Miner mit einem kleinen Prozentsatz der Mining-Power haben eine sehr geringe Chance, den nächsten Block alleine zu entdecken. Mining-Pools bieten eine Lösung für dieses Problem.
Mining-Pools sind Gruppen von Minern, die ihre Ressourcen (Hash-Power) bündeln, um ihre Chancen auf den Gewinn von Blockbelohnungen zu erhöhen. Wenn der Pool erfolgreich einen Block findet, teilen die Miner im Pool die Belohnung gemäß dem Arbeitsaufwand, den sie jeweils beigetragen haben.
Mining-Pools können einzelnen Minern in Bezug auf Hardware- und Stromkosten zugutekommen, aber ihre Dominanz im Mining hat Bedenken hinsichtlich der Zentralisierung und potenzieller 51%-Angriffe aufgeworfen.
Cloud-Mining
Anstatt Ausrüstung zu kaufen, mieten Cloud-Miner Rechenleistung von einem Cloud-Mining-Anbieter. Es ist eine einfachere Möglichkeit, mit dem Mining zu beginnen, birgt jedoch Risiken wie Betrug oder geringere Rentabilität. Wenn Sie sich entscheiden, Cloud-Mining auszuprobieren, stellen Sie sicher, dass Sie einen seriösen Anbieter wie Binance wählen.
Was ist Bitcoin Mining und wie funktioniert es?
Bitcoin ist das beliebteste und am besten etablierte Beispiel für eine minable Kryptowährung; Bitcoin-Mining basiert auf dem PoW-Konsensalgorithmus.
PoW ist der ursprüngliche Blockchain-Konsensmechanismus, der von Satoshi Nakamoto geschaffen wurde und 2008 im Bitcoin-Whitepaper eingeführt wurde. Kurz gesagt, PoW bestimmt, wie ein Blockchain-Netzwerk Konsens zwischen allen verteilten Teilnehmern ohne Drittanbieter-Intermediäre erreicht. Dies geschieht, indem erhebliche Investitionen in Strom und Rechenleistung erforderlich sind, um böse Akteure abzuschrecken.
Wie wir gesehen haben, werden ausstehende Transaktionen in einem PoW-Netzwerk von Minern, die um die Lösung von Rätseln mit spezialisierter Mining-Hardware konkurrieren, geordnet und in Blöcke hinzugefügt. Der erste Miner, der eine gültige Lösung findet, kann seinen Block an die Blockchain senden, und wenn die validierenden Knoten ihren Block akzeptieren, erhält der Miner die Blockbelohnung.
Die Menge an Krypto in einer Blockbelohnung variiert von einer Blockchain zur anderen. Zum Beispiel können Miner auf der Bitcoin-Blockchain ab Dezember 2024 3,125 BTC als Blockbelohnung erhalten. Aufgrund des Halving-Mechanismus von Bitcoin verringert sich die Menge an BTC in einer Blockbelohnung alle 210.000 Blöcke (ungefähr alle vier Jahre) um die Hälfte.
Ist Krypto-Mining rentabel?
Obwohl es möglich ist, mit dem Mining von Kryptowährungen Geld zu verdienen, erfordert es sorgfältige Überlegungen, Risikomanagement und Forschung. Es beinhaltet auch Investitionen und Risiken wie Hardwarekosten, Volatilität der Kryptowährungspreise und Änderungen der Kryptowährungsprotokolle. Um diese Risiken zu mindern, engagieren sich Miner oft in Risikomanagementpraktiken, während sie potenzielle Kosten und Nutzen bewerten.
Die Rentabilität des Krypto-Minings hängt von mehreren Faktoren ab. Einer davon sind Änderungen der Kryptowährungspreise. Wenn die Preise für Kryptowährungen steigen, steigt auch der Fiat-Wert der Mining-Belohnungen. Umgekehrt kann die Rentabilität mit sinkenden Preisen zurückgehen.
Die Effizienz der Mining-Hardware ist auch ein entscheidender Faktor für die Bestimmung der Mining-Rentabilität. Mining-Hardware kann teuer sein, sodass Miner die Kosten der Hardware mit den potenziellen Belohnungen, die sie generieren kann, abwägen müssen. Ein weiterer Faktor, der berücksichtigt werden sollte, sind die Stromkosten; wenn diese zu hoch sind, könnten sie die Einnahmen übersteigen und das Mining unrentabel machen.
Darüber hinaus muss die Mining-Hardware möglicherweise relativ häufig aufgerüstet werden, da sie dazu neigt, relativ schnell veraltet zu sein. Neue Modelle werden alte übertreffen, und wenn Miner nicht das Budget haben, um ihre Maschinen aufzurüsten, werden sie wahrscheinlich Schwierigkeiten haben, wettbewerbsfähig zu bleiben.
Last but not least können auf Protokollebene bedeutende Änderungen auftreten. Beispielsweise kann das Halving von Bitcoin die Rentabilität des Minings beeinflussen, da es die Belohnung für das Mining eines Blocks halbiert. In anderen Fällen kann der Mining-Prozess durch andere Validierungsmethoden ersetzt werden. Zum Beispiel wechselte Ethereum im September 2022 vollständig vom PoW- zum Proof of Stake (PoS)-Konsensmechanismus, was das Mining überflüssig machte.
Schlussgedanken
Das Mining von Kryptowährungen ist ein kritischer Teil von Bitcoin und anderen PoW-Blockchains, da es hilft, das Netzwerk sicher zu halten und die Ausgabe neuer Coins konstant zu halten.
Mining hat bestimmte Vorteile und Nachteile. Der offensichtlichste Vorteil ist das potenzielle Einkommen aus Blockbelohnungen. Dies wird jedoch von einer Reihe von Faktoren beeinflusst, einschließlich der Stromkosten und der Marktpreise. Bevor Sie mit dem Krypto-Mining beginnen, sollten Sie Ihre eigenen Nachforschungen anstellen (DYOR) und alle potenziellen Risiken bewerten.
Weiterführende Literatur
Was ist Blockchain und wie funktioniert sie?
Wie minet man Kryptowährungen?
Was ist Krypto-Staking und wie funktioniert es?
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