Unter Bitcoin-Mining versteht man die Methode, Bitcoin-Transaktionen in der Blockchain zu verifizieren und neue Bitcoins zu generieren, so als würde eine Zentralbank neues Fiatgeld drucken.

So werden Bitcoins tatsächlich geschürft und das sind die weiteren Faktoren, die mit dem Bitcoin-Mining in Zusammenhang stehen.

Blockchain und Bitcoin verstehen

Bevor wir verstehen, wie Bitcoins tatsächlich geschürft werden, ist es wichtig, das Konzept der Blockchain und von Bitcoin zu verstehen.

Betrachten wir Blockchain als ein Hauptbuch, in dem alle Kryptowährungstransaktionen aufgezeichnet werden. Eine Blockchain ist eine Art digitale Datenstruktur, die ein Hauptbuch digital durchgeführter Transaktionen ermöglicht und dieses in einem verteilten Computernetzwerk teilt. Kurz gesagt ist eine Blockchain eine Möglichkeit, Daten in einem verteilten Hauptbuch digital zu dokumentieren.

Bitcoin basiert vollständig auf einem Blockchain-Netzwerk, das Transaktionen in einem riesigen Computernetzwerk speichert und aufzeichnet. Jeder Block speichert Transaktionen, die erst dann zur Blockchain hinzugefügt werden, wenn sie von Minern überprüft und validiert wurden. Danach ist es unmöglich, Änderungen an den Transaktionen vorzunehmen, da sie sich bereits in der Blockchain befinden.

Digitale Währungen wie Bitcoin verwenden die Distributed-Ledger-Technologie, die ein einzigartiges Merkmal der Blockchain-Technologie ist, da sie sicherstellt, dass keine Datensätze geändert werden können, und somit eine viel bessere Transparenz der Transaktionen bietet. Das Bitcoin-Blockchain-Netzwerk verwendet die neuesten kryptografischen Algorithmustechniken von SHA-256, die für die Umwandlung der Daten in eine einzigartige Zeichenfolge verantwortlich sind.

Was ist Bitcoin-Mining?

Bitcoin-Mining ist ein komplexer rechnerischer und technologischer Prozess zur Validierung von Bitcoin-Transaktionen über das Bitcoin-Netzwerk. Es ist wie ein Prozess zur Validierung eines Blocks im Kettennetzwerk und zur Bezahlung in Bitcoin.

Personen, die an diesem Mining-Prozess beteiligt sind, werden als Miner bezeichnet. Der Grund, warum es „Mining“ heißt, ist, dass wie bei jeder anderen Form natürlicher Ressourcen nur eine begrenzte Anzahl an Bitcoins verfügbar ist. Die maximale Menge an Bitcoins, die erstellt oder geschürft werden können, beträgt 21 Millionen. Genau wie beim echten Mining muss man beim Bitcoin-Mining Energie investieren, um Bitcoins zu generieren oder zu erstellen. Und hier liegt die Energie in Form von elektrischer Energie vor, um Bitcoins zu schürfen. Die Miner konkurrieren gegeneinander, um komplexe Hash-Puzzles zu lösen, die kryptografisch codiert sind, um die Blöcke mit den Transaktionen zu verifizieren.

Bei diesem Ratewettlauf erhält derjenige, der als erster Miner die Zahl errät, die Chance, das Transaktionsbuch im Bitcoin-Blockchain-Netzwerk zu aktualisieren und erhält außerdem eine Belohnung in Form von neu geprägten Bitcoins. Es ist zu beachten, dass das Erraten der spezifischen Zahlen vollständig vom Computer durchgeführt wird. Je leistungsfähiger also ein Computer ist, desto mehr Vermutungen kann ein Miner pro Sekunde anstellen und somit erhöhen sich die Gewinnchancen bei diesem Wettlauf. Bitcoin-Mining wird hauptsächlich durchgeführt:

A)      Um neue Münzen in Umlauf zu bringen und laufende Transaktionen zu validieren.

B)      Um Fälschungen und Doppelausgaben zu verhindern.

C)      Das Hauptbuch dezentral führen.

Wie funktioniert Bitcoin-Mining?

Lassen Sie uns den Mining-Prozess aufschlüsseln, um zu verstehen, wie er funktioniert und was zum Starten des Prozesses erforderlich ist:

Einrichten leistungsstarker Hardwareressourcen

Bevor ein Miner mit dem Prägen von Bitcoins beginnen kann, muss er seine eigenen Anlagen mit leistungsstarken Computerressourcen und anderen speziellen Werkzeugen einrichten, um die komplexen Rätsel effizient lösen zu können. Als Mining-Hardware benötigt er entweder Grafikprozessoren (GPUs) mit fortschrittlichen Grafikkarten, Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) oder anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs) für effizientes und effektives Mining.

Derzeit ist ASIC-basierte Hardware am weitesten fortgeschritten und kann riesige Mengen an Hashes pro Sekunde erstellen. Allerdings ist derart fortschrittliche Hardware kostspielig und kann mehrere Tausend Dollar kosten.

Installieren von Mining-Software und E-Wallets

Neben leistungsstarken Hardwareanforderungen benötigen Miner spezielle Software wie CG Miner, XMR Miner und Multiminer. Viele dieser Softwareprogramme können kostenlos heruntergeladen werden und sind auf Windows- und Mac-Computern lauffähig. Sobald die Software mit der erforderlichen Hardware verbunden ist, sind Sie bereit für das Bitcoin-Mining.

Der Miner benötigt außerdem ein E-Wallet, um seine Belohnungen als Bitcoins zu speichern. Ein Bitcoin-Wallet ist ein digitaler Ort, der das Speichern, Übertragen und Akzeptieren von Bitcoins oder anderen Kryptowährungen erleichtert.

Mining Pool oder Solo Mining

Miner können wählen, ob sie alleine schürfen oder im Pool schürfen möchten. Da es nicht so einfach ist, alleine zu schürfen, wurden Mining-Pools erfunden. In einem Mining-Pool werden Gruppen von Minern gebildet, um die zunehmenden Schwierigkeiten des Minings zu bewältigen. Jeder Miner wird für seinen Arbeitsanteil bezahlt.

Das Mining von Bitcoins in einem Pool mit kombinierter Rechenleistung fördert außerdem effizientes Mining mit reduzierter Mining-Schwierigkeit zum Lösen eines Blocks. Dies fördert auch die Teilnahme kleiner Miner, die die Chance haben, Bitcoin zu verdienen, auch wenn sie nur einen bestimmten Teil der Belohnung erhalten.

Mehr Miner = Zuverlässiges + sichereres Netzwerk

Starten Sie den Bitcoin-Mining-Prozess

Sobald die Einrichtung abgeschlossen ist und ein Miner entschieden hat, ob er/sie Pool-Mining oder Solo-Mining betreiben möchte, muss er als Nächstes die komplexen mathematischen Hash-Puzzles lösen, um die Transaktionen in einem Bitcoin-Blockchain-Netzwerk zu validieren. Lassen Sie uns tiefer eintauchen, um zu verstehen, wie ein Miner ein Hash-Puzzle löst und eine Transaktion verifiziert:

Wenn Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk initiiert werden, wird für jede Transaktion der kryptografische Hash von der Mining-Software erstellt, die alle Transaktionen bündelt, die zum Generieren eines Blocks mithilfe der Verschlüsselung SHA-256 erforderlich sind. Dabei handelt es sich um eine Einwegfunktion, die einen Text beliebiger Länge in eine 256-Bit-Zeichenfolge umwandelt. Dieser Gruppierungsprozess wird als Merkle-Baum oder Hash-Baum bezeichnet, wobei jeder Blattknoten den Hash eines Blocks darstellt und Nicht-Blattknoten den Hash ihrer untergeordneten Knoten haben.

Darüber hinaus sind alle Blöcke mithilfe einer „verknüpften Liste“ verbunden, die auf Speicheradressen vorheriger und nachfolgender Blöcke verweist, die jeweils die relevanten Transaktionsdaten enthalten.

Sobald der Merkle-Baum generiert ist, werden diese Transaktionsdaten verwaltet und in Blöcken organisiert, die über einen Proof-of-Work-Algorithmus (PoW) eine eigene Adresse haben. Um ein validierter Block zu sein, muss er PoW enthalten, wodurch sichergestellt wird, dass die Blöcke mit einer bestimmten Geschwindigkeit abgebaut werden und gleichzeitig die Integrität des Blocks gewahrt bleibt.

Wenn die Prüfung dieser Transaktionen abgeschlossen ist, wird der Block dem Bitcoin-Netzwerk hinzugefügt und zum Mining vorbereitet. Die Miner verwenden diese Informationen weiter, um ein Hash-Puzzle zu knacken und so eine Transaktion zu verifizieren. Alle Miner liefern sich ein Wettrennen, um den Hash für ein bestimmtes Ziel zu finden, nachdem sie den Schwierigkeitsgrad analysiert haben.

Dieses „komplexe spezifische Ziel“ bezieht sich auf das Finden einer 64-stelligen Hexadezimalzahl, einem sogenannten Hash, der wie folgt aussieht:

00000000000000000004b79c7879218f025311e5194557644b119d30220ca18f

Jeder Block hat also einen einzigartigen Hash, der ihm zugeordnet ist und immer eine 64-stellige Zahl ist. Der spezifische Ziel-Hash wird vom Netzwerk nach jeweils 2.016 Blöcken festgelegt. Ziel ist es, die Mining-Schwierigkeit so aufrechtzuerhalten, dass im Durchschnitt alle 10 Minuten ein Block geschürft wird. Die Bitcoin-Mining-Schwierigkeit ist ein Maß dafür, wie schwierig es ist, einen Hash unter dem Zielwert zu finden. Und die Hash-Rate definiert die Rate, mit der der Computer eines Miners eine bestimmte Anzahl von Vermutungen pro Sekunde anstellen kann.

Der Miner konzentriert sich ständig auf die Zahlenfolge, die an den gehashten Inhalt des vorherigen Blocks angehängt wird. Und wenn dieser neue Hash kleiner oder gleich dem Ziel-Hash ist, wird er als Lösung akzeptiert. Die übrigen Miner und Bitcoin-Sicherheitsknoten prüfen, ob der Block korrekt ist oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird der Block dem offiziellen Bitcoin-Blockchain-Netzwerk hinzugefügt.

Und wer es zuerst knackt (der erste Miner), gewinnt die Blockbelohnung (aktuell 6,25 BTC pro Block) und darf die Transaktion auf der Blockchain autorisieren.

Welche Anreize gibt es für Bitcoin-Miner?

Warum sollte ein Miner die Validierung von Transaktionsdaten ohne Anreiz durchführen, insbesondere wenn der Mining- und Validierungsprozess enorme Infrastruktur- und Energiekosten verursacht? Miner validieren die Transaktionen und lösen das komplizierte mathematische Rätsel, da sie stark durch eine Belohnung in Form von kostenlosen Bitcoins und einer Transaktionsgebühr (ein bestimmter Prozentsatz der Transaktionen, die der Miner in den Block eingefügt hat) motiviert werden.

Bitcoin-Miner-Zahlung = Blockbelohnung + Transaktionsgebühren

Derzeit erhalten Bitcoin-Miner 6,25 Bitcoins für jeden Block, der einem Bitcoin-Blockchain-Netzwerk hinzugefügt wird. Als Bitcoin 2009 eingeführt wurde, erhielt jeder Block-Miner 50 Bitcoins als Belohnung. Nach und nach wurde die Belohnung 2012 auf 25 Bitcoins, 2016 auf 12,5 Bitcoins und 2020 auf 6,25 Bitcoins begrenzt. Dieser Vorgang wird als Bitcoin-Halbierung bezeichnet, bei der die Blockbelohnungen in zwei Hälften geteilt werden. Dies geschieht nach dem Mining von jeweils 210.000 Blöcken, was etwa vier Jahre dauert.

Arten des Bitcoin-Mining

Bitcoin-Mining kann auf verschiedene Arten und Weisen erfolgen, wobei jede Form unterschiedliche Hashing-Leistungen und Blockbelohnungen bietet. Hier sind die verschiedenen Möglichkeiten, Bitcoin zu minen:

CPU-Mining

Als Bitcoin 2009 eingeführt und zum ersten Mal geschürft wurde, geschah dies über Zentraleinheiten (CPUs), die auch als das Gehirn eines Computers bezeichnet werden und alle Schaltkreise enthalten, die zur Verarbeitung der Eingabe- und Ausgabeergebnisse erforderlich sind. In den Anfangstagen von Bitcoin war es einfach, es über CPUs zu schürfen, da es nur sehr wenige Schürfer gab und Bitcoin sich auch noch in der Anfangsphase befand.

GPU-Mining

Als die Akzeptanz und Popularität von Bitcoin im Laufe der Zeit zunahm und gleichzeitig der Wettbewerb unter den Minern wuchs, kam das Mining mit Grafikprozessoren (GPU) ins Spiel.

GPU-basierte Systeme, die hauptsächlich für Spiele und moderne Videobearbeitung verwendet werden, erwiesen sich beim Mining als effizienter und haben eine bessere Hash-Rate als CPUs. Die erste Software für GPU-Mining wurde 2010 eingeführt. Das GPU-Mining von Bitcoin war jedoch ziemlich kurzlebig und wurde 2015 durch eine neue Art von Hardware ersetzt – ASIC.

ASIC-Mining

ASIC ist die Abkürzung für anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis und eine Art Hardware, die ausschließlich für das Mining von Kryptowährungen entwickelt wurde. ASIC wurde 2012 eingeführt und erwies sich als 200-mal leistungsstärker als einfache GPU-Miner. ASIC-Mining-Rigs sind jedoch sehr teuer und kosten zwischen 2.000 und 15.000 US-Dollar. Aufgrund des unterschiedlichen Stromverbrauchs und der unterschiedlichen Stromkosten sowie der Netzwerkprobleme kann der Kauf von ASIC-Minern sehr kostspielig sein.

FPGA-Mining

FPGA steht für Field-Programmable Gate Array (FPGA) und ist in Bezug auf Geschwindigkeit und Kosteneffizienz die bessere Wahl zwischen GPU-Minern und ASIC-Minern. FPGAs können auch eine hohe Hashing-Leistung stabilisieren, da sie nicht wie ASIC-Miner auf das Mining einer bestimmten Münze oder eines bestimmten Algorithmus festgelegt sind. Diese Art von Hardwaretechnologie gibt dem Miner die Flexibilität, das Setup wiederzuverwenden, wenn er seine Mining-Aktivität gegen etwas anderes eintauscht. FPGA-Miner sind eine gute Option für Krypto-Enthusiasten, die keine riesigen Summen in Mining-Hardware investieren möchten.

Cloud-Mining 

Dies ist eine neue Art, Bitcoins zu schürfen, bei der der Miner einen Cloud-Mining-Dienst kaufen oder einen Vertrag mit einem Cloud-Mining-Anbieter abschließen kann, der auf Kryptowährungs-Mining-Rigs spezialisiert ist. Dies ermöglicht es dem Miner, Bitcoins zu schürfen, ohne die versunkenen Kosten und Wartungsanforderungen für die Einrichtung der Mining-Hardware tragen zu müssen. Man muss jedoch sehr vorsichtig sein, um einen renommierten Cloud-Miner auszuwählen und jegliche Art von Betrug oder Schwindel zu vermeiden.

Ist Bitcoin-Mining rentabel?

Bitcoin-Mining mag profitabel aussehen, aber ist es das auch wirklich? Der Erfinder von Bitcoin, Satoshi Nakamoto, hat Bitcoin-Mining so konzipiert, dass es umso schwieriger wird, das mathematische Problem zu lösen, je leistungsfähiger das Mining-Netzwerk ist. Der Schwierigkeitsgrad wird also an die kombinierte Mining-Leistung des gesamten Netzwerks angepasst.

Einfach ausgedrückt: Je mehr Miner miteinander konkurrieren, desto schwieriger wird es, das Rätsel zu lösen. Diese Regelung wurde getroffen, um die Stabilität aufrechtzuerhalten und einen stetigen Zufluss neuer Bitcoins zu gewährleisten, um die Inflation unter Kontrolle zu halten. Die Mining-Schwierigkeit ist so eingestellt, dass im Durchschnitt alle zehn Minuten ein neuer Block hinzugefügt wird.

Rentabilitätsfaktoren im Bergbau

Wie oben erläutert, ist der Bitcoin-Mining-Prozess direkt mit Belohnungen verbunden, und daher möchten die Leute ihn für hohe Gewinne nutzen. Es ist jedoch nicht immer so einfach, Ihr Mining profitabel zu machen. Berücksichtigen und überprüfen Sie daher die unten genannten Faktoren, die einen erheblichen Einfluss auf die Rentabilität des Minings haben:

  • Hash-Rate

  • Belohnungen blockieren

  • Mining-Schwierigkeit

  • Strom- und Stromverbrauchsgebühren

  • Mining-Pool-Gebühren

  • Der Marktpreis von Bitcoin