Einführung

Mining ist für die Sicherheit von Proof-of-Work-Blockchains von grundlegender Bedeutung. Durch die Verarbeitung spezifischer Hashes können die Teilnehmer die Sicherheit von Kryptowährungsnetzwerken gewährleisten, ohne dass eine zentrale Behörde erforderlich ist.

Als Bitcoin 2009 zum ersten Mal veröffentlicht wurde, konnte jeder mit einem normalen Computer mit anderen Minern konkurrieren, um einen gültigen Hash für den nächsten Block zu erraten. Dies war möglich, weil die Bergbauschwierigkeit gering war. Es gab nicht viel Hash-Rate im Netzwerk. Daher benötigten Benutzer keine spezielle Hardware, um neue Blöcke zur Blockchain hinzuzufügen.

Es liegt auf der Hand, dass Computer mit einer größeren Kapazität zur Berechnung von Hashes pro Sekunde mehr Blöcke finden würden. Dies führte zu einer enormen Veränderung des Ökosystems. Bergleute lieferten sich eine Art Wettrennen und versuchten, sich im Bergbauwettbewerb einen Vorteil zu verschaffen.

Nach der Iteration mit verschiedenen Arten von Hardware (CPUs, GPUs, FPGAs) führten Bitcoin-Miner schließlich ASICs – anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise – ein. Mit diesen Mining-Geräten können Sie nicht die Seite der Binance Academy durchsuchen oder Fotos Ihrer Katze auf Tweeter veröffentlichen.

Wie der Name schon sagt, werden ASICs erstellt, um eine einzige Aufgabe auszuführen: die Berechnung von Hashes. Aber weil sie speziell für diesen Zweck entwickelt wurden, erfüllen sie dies unglaublich gut. Nun gut, dass die Verwendung anderer Arten von Hardware für das Bitcoin-Mining sehr ungewöhnlich geworden ist.

Was ist ein Mining-Pool?

Gute Hardware kann Ihnen nur bedingt weiterhelfen. Man könnte mehrere leistungsstarke ASICs betreiben und es wäre immer noch nur ein Tropfen auf den heißen Stein des Bitcoin-Minings. Die Chancen, dass Sie einen gültigen Block schürfen, sind sehr gering, selbst wenn Sie viel Geld in Hardware und die enorme Menge an Strom investiert haben, die für das Schürfen erforderlich ist.

Sie haben keine Garantie, wann oder ob Sie überhaupt eine Blockbelohnung erhalten. Wenn Sie auf der Suche nach einer konsistenten Einnahmequelle sind, werden Sie in einem Mining-Pool viel mehr Glück haben.

Nehmen wir an, dass Sie und neun weitere Teilnehmer 0,1 % der gesamten Hash-Leistung im Netzwerk besitzen. Das bedeutet, dass Sie im Durchschnitt pro tausend Blöcke einen gültigen Block finden würden. Bei geschätzten 144 geschürften Blöcken pro Tag würden Sie wahrscheinlich einen gültigen Block pro Woche finden. Abhängig von Ihrem Cashflow und Ihren Investitionen in Hardware und Strom kann der „individuelle Mining“-Ansatz eine praktikable Strategie sein.

Was aber, wenn dieses Einkommen nicht ausreicht, um Gewinn zu erwirtschaften? Sie können sich mit den anderen neun genannten Teilnehmern zusammenschließen. Wenn Sie alle die Hash-Leistung kombinieren, erhalten Sie 1 % der Hash-Rate des Netzwerks. Mit anderen Worten: Im Durchschnitt kommt auf hundert ein gültiger Block, was einem oder zwei Blöcken pro Tag entspricht. Dann würden Sie die Belohnungen unter allen beteiligten Minern aufteilen.

Wir haben gerade kurz einen Mining-Pool beschrieben. Heutzutage sind sie weit verbreitet, da sie den Mitgliedern eine konsistentere Einnahmequelle garantieren.

Wie funktionieren Mining-Pools?

In der Regel gibt es in einem Mining-Pool einen Koordinator, der für die Organisation der Miner verantwortlich ist. Sie stellen sicher, dass Miner unterschiedliche Werte für die Nonce verwenden, und vermeiden so die Verschwendung von Hash-Leistung beim Versuch, die gleichen Blöcke zu erstellen. Diese Koordinatoren sind auch für die Aufteilung der Belohnungen und deren Auszahlung an die Teilnehmer verantwortlich. Es gibt verschiedene Methoden, um die von jedem Miner geleistete Arbeit zu berechnen und die Belohnungen entsprechend zu verteilen.

Pay-per-Share (PPS)-Mining-Pools

Eine der gängigsten Zahlungsmethoden ist Pay-Per-Share (PPS). In diesem System erhalten Sie für jede von Ihnen gesendete „Aktie“ einen festen Betrag.

Ein Share ist ein Hash, der zur Aufzeichnung der Arbeit jedes Miners verwendet wird. Der für jede Aktie gezahlte Betrag ist nominell, erhöht sich jedoch im Laufe der Zeit. Beachten Sie, dass eine Freigabe kein gültiger Hash im Netzwerk ist. Es handelt sich einfach um einen Hash, der den vom Mining-Pool festgelegten Bedingungen entspricht.

Bei PPS werden Sie auch dann belohnt, wenn Ihr Pool keinen gültigen Block findet. Der Poolbetreiber übernimmt die Risiken, daher wird wahrscheinlich eine Gebühr erhoben – entweder im Voraus oder nach Erhalt der eventuellen Belohnung für einen gültigen Block.

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

Ein weiteres beliebtes System ist Pay-Per-Last-N-Shares (PPLNS). Im Gegensatz zu PPS belohnt PPLNS Miner nur, wenn der Pool einen Block erfolgreich abbaut. Wenn der Pool einen Block findet, überprüft er die Anzahl der letzten N gesendeten Anteile (N variiert je nach Pool). Um die Zahlung zu verteilen, dividiert es die Anzahl der gesendeten Aktien durch N und multipliziert das Ergebnis mit der Blockbelohnung (abzüglich der vom Betreiber erhobenen Gebühr).

Nehmen wir ein Beispiel. Wenn die aktuelle Blockbelohnung 12,5 BTC beträgt (ohne Berücksichtigung der Transaktionsgebühr) und die Betreibergebühr 20 % beträgt, beträgt die für Miner verfügbare Belohnung 10 BTC. Wenn N 1.000.000 beträgt und Sie 50.000 Aktien bereitstellen, erhalten Sie 5 % der verfügbaren Belohnung (0,5 BTC).

Es gibt verschiedene Varianten dieser beiden Systeme, sie sind jedoch die gebräuchlichsten. Während wir mehr über Bitcoin sprechen werden, verfügen auch andere beliebte PoW-Kryptowährungen über Mining-Pools. Einige Beispiele sind Zcash, Monero, Grin und Ravencoin.

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Stellen Mining-Pools eine Gefahr für die Dezentralisierung dar?

Während Sie diesen Artikel lesen, schrillen in Ihrem Kopf möglicherweise die Alarmglocken. Ist es nicht gerade die Tatsache, dass kein einzelnes Unternehmen die Blockchain kontrolliert, die Bitcoin so mächtig macht? Was passiert, wenn jemand in der Lage ist, den größten Teil der Hash-Leistung zu erhalten?

Diese Fragen ergeben durchaus Sinn. Wenn eine einzelne Entität in der Lage ist, 51 % der Hashing-Leistung des Netzwerks zu erhalten, kann sie einen 51 %-Angriff starten. Dies würde es Ihnen ermöglichen, frühere Transaktionen rückgängig zu machen oder zu zensieren. Diese Art von Angriff kann einem Kryptowährungs-Ökosystem enormen Schaden zufügen.

Erhöhen Mining-Pools das Angriffsrisiko um 51 %? Die Antwort lautet: vielleicht, aber es ist unwahrscheinlich.

Hash-Raten nach Pool über einen Zeitraum von 24 Stunden, Stand 16. April 2020. Quelle: coindance.com

Theoretisch könnten sich die vier Hauptpools zusammenschließen, um die Kontrolle über das Netzwerk zu erlangen. Aber das würde wenig Sinn machen. Selbst wenn es ihnen gelänge, einen Angriff durchzuführen, würde der Preis von Bitcoin wahrscheinlich sinken, da diese Aktionen dem gesamten System schaden würden. Mit anderen Worten: Alle nach dem Angriff erworbenen Coins würden an Wert verlieren.

Darüber hinaus verfügen Pools nicht immer über die erforderliche Bergbauausrüstung. Die Teilnehmer verweisen ihre Maschinen auf den Server des Koordinators, können aber frei zu anderen Pools migrieren. Für Poolteilnehmer und Betreiber ist es interessant, das Ökosystem dezentral zu halten. Schließlich verdienen sie nur dann Geld, wenn der Mining-Prozess profitabel bleiben kann.

Es gab bereits einige Fälle, in denen die Pools eine besorgniserregende Größe erreichten. In solchen Fällen ergreifen der Pool (und die Mitglieds-Miner) normalerweise Maßnahmen, um die Hash-Rate zu reduzieren.

Schlussbetrachtungen

Die Einführung des ersten Pools hat die Kryptowährungs-Mining-Landschaft für immer verändert. Sie können für Bergleute, die ein gleichmäßigeres Einkommen anstreben, von großem Nutzen sein. Da mehrere mögliche Schemata zur Verfügung stehen, können Bergleute eines finden, das ihren Bedürfnissen am besten entspricht.

Im Idealfall wäre das Bitcoin-Mining deutlich stärker dezentralisiert. Im Moment ist dies jedoch das, was wir als „ausreichend dezentralisiert“ bezeichnen können. So oder so profitiert auf lange Sicht niemand davon, dass ein einzelner Pool den Großteil der Hash-Rate erhält. Die Teilnehmer würden dies vermutlich verhindern – schließlich wird das Bitcoin-Netzwerk nicht von Minern, sondern von Nutzern verwaltet.