Kernaussagen

• Mining-Pools ermöglichen es einzelnen Minern, ihre Rechenleistung zu bündeln und die Blockbelohnungen anteilig zu teilen. Dadurch erhalten sie eine gleichmäßigere Einnahme als beim Solo-Mining.

• Zu den gängigen Auszahlungsarten gehören Pay-Per-Share (PPS), Full Pay-Per-Share (FPPS) und Pay-Per-Last-N-Shares (PPLNS). Jede hat unterschiedliche Abwägungen zwischen Einkommensstabilität und Pool-Gebühren.

• Stratum V2, ein Mining-Protokoll der nächsten Generation, soll die Dezentralisierung verbessern, indem es einzelnen Minern erlaubt, ihre eigenen Block-Templates auszuwählen, statt sich auf Poolbetreiber zu verlassen.

Einleitung

Kryptowährungs-Mining ist entscheidend für die Sicherheit von Proof-of-Work-Blockchains. Indem die Teilnehmer Hashes mit bestimmten Eigenschaften berechnen, helfen sie dabei, das Blockchain-Netzwerk zu sichern, ohne dass es eine zentrale Instanz braucht.

Als Bitcoin 2009 zum ersten Mal gestartet wurde, konnte jede Person mit einem normalen PC mit anderen Minern konkurrieren, um einen gültigen Hash für den nächsten Block zu erraten. Das lag daran, dass die Mining-Schwierigkeit damals niedrig war und es nicht viel Hashrate im Netzwerk gab. Daher benötigtest du keine spezialisierte Hardware, um neue Blöcke hinzuzufügen.

Als das Netzwerk wuchs, beteiligten sich Miner in einem Wettrüsten um bessere Hardware. Nachdem CPUs, GPUs und FPGAs durchlaufen wurden, haben sich Bitcoin-Miner auf ASICs (Application-Specific Integrated Circuits) festgelegt. Diese Geräte sind für genau diese Aufgabe gebaut: Hashes berechnen und sonst nichts. So sind sie beim Mining extrem effizient, aber für allgemeine Rechenaufgaben ungeeignet.

Da ASICs so leistungsstark sind, ist es inzwischen unüblich, andere Hardwaretypen für das Bitcoin-Mining zu verwenden. Selbst mit leistungsfähigen ASICs ist die Wahrscheinlichkeit jedoch extrem gering, dass ein einzelner Miner allein einen Block findet—angesichts der riesigen gesamten Hashrate des Netzwerks. Genau hier kommen Mining-Pools ins Spiel.

Was ist ein Mining-Pool?

Ein Mining-Pool ist eine Gruppe von Minern, die ihre Rechenleistung kombinieren und die daraus resultierenden Bitcoin-Blockbelohnungen anteilig teilen. Anstatt dass jeder Miner allein arbeitet und nur eine geringe Chance hat, einen Block zu finden, findet der Pool Blöcke häufiger und verteilt die Belohnungen an alle teilnehmenden Mitglieder.

Betrachte ein vereinfachtes Beispiel: Du besitzt 0,1 % der gesamten Hashing-Power des Netzwerks. Beim Solo-Mining könntest du statistisch gesehen etwa einen Block pro Woche finden, aber das tatsächliche Ergebnis ist sehr variabel. Du könntest Wochen oder Monate ohne irgendeinen Fund verstreichen lassen. Wenn du dich dagegen einem Pool mit anderen Minern anschließt, die zusammen 1 % des Netzwerks halten, findet der Pool häufiger Blöcke, und du erhältst einen stetigen Anteil proportional zu deinem Beitrag.

Mining-Pools werden breit genutzt, weil sie einen vorhersehbareren Einnahmestrom bieten. Nach der Halbierung im April 2024, durch die die Block-Subsidy auf 3,125 BTC gesenkt wurde (entspricht ungefähr 450 BTC pro Tag über alle Blöcke verteilt), wurde eine konstante Einnahme für Miner mit knappen Margen noch wichtiger.

Wie funktionieren Mining-Pools?

Ein Mining-Pool hat typischerweise einen Koordinator (den Poolbetreiber), der die Miner so organisiert, dass sie an unterschiedlichen Teilen des Problems arbeiten. Der Koordinator weist unterschiedliche Nonce-Bereiche zu, damit Miner keine Hash-Power verschwenden, um identische Blöcke zu erzeugen.

Der Koordinator ist außerdem dafür verantwortlich, die Belohnungen aufzuteilen und auszuzahlen. Miner reichen „Shares“ ein, um zu belegen, dass sie Arbeit leisten. Ein Share ist ein Hash, der eine niedrigere Schwierigkeitsstufe erfüllt, die der Pool vorgibt—nicht unbedingt einer, der für das tatsächliche Netzwerk gültig wäre. Der Pool verfolgt diese Shares, um den Beitrag jedes Miners zu messen.

Wenn der Pool erfolgreich einen Block mined, wird die Belohnung (Block-Subsidy plus Transaktionsgebühren) gemäß dem Auszahlungsmodell des Pools und dem Anteil jedes Miners an der geleisteten Arbeit unter den Teilnehmern aufgeteilt.

Auszahlungsarten von Mining-Pools

Pay-Per-Share (PPS)

Bei PPS erhältst du für jeden gültigen Share, den du einreichst, eine feste Auszahlung—unabhängig davon, ob der Pool tatsächlich einen Block findet. Der Poolbetreiber trägt das Varianzrisiko, weshalb PPS-Pools typischerweise höhere Gebühren verlangen. Diese Methode bietet Minern das vorhersehbarste Einkommen.

Full Pay-Per-Share (FPPS)

FPPS erweitert das PPS-Modell, indem zusätzlich zur Block-Subsidy ein geschätzter Anteil der Transaktionsgebühren berücksichtigt wird. Der Pool berechnet eine erwartete Gesamtreward pro Block (3,125 BTC Subsidy plus geschätzte Transaktionsgebühren) und zahlt Miner pro Share aus, als wären die Blöcke mit der erwarteten Rate gefunden worden. FPPS ist in den letzten Jahren bei großen Pools zur dominierenden Auszahlungsart geworden, weil institutionelle Miner stabilen, vorhersehbaren Cashflow priorisieren.

Pay-Per-Last-N-Shares (PPLNS)

Im Gegensatz zu PPS belohnt PPLNS Miner nur dann, wenn der Pool erfolgreich einen Block findet. Wenn ein Block gefunden wird, prüft der Pool die zuletzt N eingereichten Shares (wobei N je nach Pool variiert). Deine Auszahlung entspricht deinem Anteil an diesen N Shares, multipliziert mit der Blockbelohnung, abzüglich der Gebühr des Betreibers.

PPLNS-Pools verlangen typischerweise niedrigere Gebühren als PPS-Pools, aber Miner haben eine höhere Umsatzschwankung. Diese Methode verhindert Pool Hopping, weil die Belohnungen an eine kontinuierliche Beteiligung gekoppelt sind und nicht an sofortige Shares.

Auswahl einer Auszahlungsart

Die Entscheidung zwischen FPPS und PPLNS hängt von deinen Prioritäten ab. FPPS bietet ein stabiles Einkommen zu leicht höheren Kosten und eignet sich daher für Miner, die einen vorhersehbaren Cashflow benötigen, um feste Ausgaben wie Strom und Kreditraten zu decken. PPLNS bietet niedrigere Gebühren, aber variablere Erträge, was für Miner attraktiv ist, die Schwankungen beim Einkommen akzeptieren können.

Sind Mining-Pools eine Bedrohung für die Dezentralisierung?

Da eine kleine Anzahl von Pools den Großteil der Hash-Rate von Bitcoin kontrolliert, sind Bedenken hinsichtlich der Zentralisierung berechtigt. Wenn ein einzelner Pool oder eine verbundene Gruppe von Pools 51 % der Hash-Rate akkumulieren würde, könnten sie theoretisch einen 51%-Angriff starten. Dadurch könnten sie Transaktionen zensieren oder kürzlich durchgeführte Transaktionen rückgängig machen.

In der Praxis mindern jedoch mehrere Faktoren dieses Risiko. Erstens besitzen und kontrollieren einzelne Miner innerhalb eines Pools typischerweise ihre eigene Hardware, sodass sie jederzeit zu einem anderen Pool wechseln können, wenn sie mit den Entscheidungen eines Pool-Betreibers nicht einverstanden sind. Zweitens würde ein erfolgreicher Angriff sehr wahrscheinlich den Bitcoin-Preis einbrechen lassen, wodurch der Wert der eigenen Bestände und die Investition in Hardware des Angreifers zerstört würden. Drittens beobachtet die breitere Community die Pool-Größen genau und hat historisch Pools, die zu groß werden, unter Druck gesetzt.

Dennoch bedeutet eine Zentralisierung auf Pool-Ebene, dass Poolbetreiber eine erhebliche Macht darüber haben, wie Block-Templates aufgebaut werden: Sie entscheiden, welche Transaktionen aufgenommen oder ausgeschlossen werden. Das schafft einen potenziellen Zensierungs-Hebel, insbesondere in Rechtsordnungen, in denen Regulierer konforme Pools dazu drängen könnten, bestimmte Transaktionen zu filtern.

Stratum V2 und Mining-Dezentralisierung

Stratum V2 ist ein Mining-Protokoll der nächsten Generation, das dazu entwickelt wurde, einige der Zentralisierungsbedenken traditioneller Mining-Pools anzugehen. Das wichtigste Merkmal ist die „Job Negotiation“, mit der einzelne Miner ihre eigenen Block-Templates erstellen können, statt das zu akzeptieren, was der Poolbetreiber vorgibt.

Im älteren Stratum-V1-Protokoll (das noch von den meisten Pools verwendet wird) erstellt der Poolbetreiber das Block-Template und entscheidet, welche Transaktionen aufgenommen werden. Miner berechnen lediglich Hashes auf dem Template, das sie erhalten. Mit Stratum V2 Job Negotiation können Miner auswählen, welche Transaktionen in ihre Blöcke gehen, während sie weiterhin Auszahlungen vom Pool erhalten.

Weitere Verbesserungen in Stratum V2 umfassen ein effizienteres Binärprotokoll (das den Bandbreiten-Overhead reduziert), eine integrierte Verschlüsselung (zum Schutz vor Hashrate-Entführungen) sowie eine bessere Authentifizierung zwischen Minern und Pools.

Die Einführung von Stratum V2 verlief schrittweise. Einige Pools und Firmware-Anbieter haben Verbesserungen der Transportebene umgesetzt, aber die vollständige Unterstützung für Job Negotiation ist derzeit noch begrenzt. Viele große Poolbetreiber waren langsam bei der Übernahme, weil es ihre Kontrolle über den Blockaufbau reduziert. Übersetzungs-Proxies existieren, die es Minern mit älteren ASICs (die nur Stratum V1 sprechen) ermöglichen, sich mit V2-Pools zu verbinden. So ist eine schrittweise Einführung möglich, ohne Hardware austauschen zu müssen.

FAQ

Was ist die aktuelle Bitcoin-Blockbelohnung?

Nach der Halbierung im April 2024 beträgt die Bitcoin-Blockbelohnung 3,125 BTC pro Block. Diese Belohnung wird aufgeteilt in die Block-Subsidy (3,125 BTC) und Transaktionsgebühren, die je nach Netzwerkauslastung variieren. Bei ungefähr 144 Blöcken pro Tag werden täglich etwa 450 BTC durch Mining ausgegeben.

Wie wähle ich einen Mining-Pool aus?

Wichtige Faktoren sind: Auszahlungsart (FPPS für Stabilität, PPLNS für niedrigere Gebühren), Pool-Gebühr in Prozent, Server-Latenz zu deinem Standort (beeinflusst die Rate veralteter Shares), Mindest-Auszahlungsschwellen, Custodial- vs. Non-Custodial-Auszahlungen sowie die Richtlinien des Pools zu Transaktionszensur und Template-Transparenz. Wenn du zwei Pools parallel für ein paar Wochen testest, kannst du die effektiven Erträge besser vergleichen.

Kontrollieren Mining-Pools Bitcoin?

Mining-Pools besitzen nicht die Hardware, auf die sie zeigen; die Miner besitzen sie. Miner können ihre Hash-Power jederzeit auf einen anderen Pool umleiten. Obwohl Poolbetreiber vorübergehend Einfluss auf den Aufbau von Block-Templates haben, ist ihre Macht durch die wettbewerbsgetriebene Natur des Marktes und die Gefahr begrenzt, dass Miner den Pool verlassen.

Was ist Stratum V2 und warum ist das wichtig?

Stratum V2 ist ein aktualisiertes Kommunikationsprotokoll für das Mining, das es einzelnen Minern ermöglicht, eigene Block-Templates zu erstellen, statt sich auf Poolbetreiber zu verlassen. Dadurch sinkt das Zentralisierungsrisiko, wenn Pools entscheiden, welche Transaktionen aufgenommen werden, und potenziell verbessert sich die Zensurresistenz im gesamten Bitcoin-Netzwerk.

Abschließende Gedanken

Mining-Pools haben das Mining von Bitcoin von einer individuellen Tätigkeit hin zu einer Zusammenarbeit verändert. Sie bieten Minern dafür ein berechenbareres Einkommen, im Gegenzug teilen sich die Miner die Belohnungen. Der Trade-off ist, dass inzwischen eine kleine Anzahl von Poolbetreibern eine erhebliche Einflussmöglichkeit auf die Blockproduktion des Netzwerks hat.

Weiterführende Lektüre

• Was ist Proof of Stake (PoS)?

• Bitcoin-Halbierung: Was sie ist und warum sie wichtig ist

• Was ist ein 51%-Angriff?

• Was sind Blockchain-Transaktionsgebühren?

• Was ist Cloud Mining?