Wie funktioniert Bitcoin-Mining?

Wie funktioniert Bitcoin-Mining, ganz einfach erklärt?

Stell dir eine Lotterie vor, bei der die Lose Strom kosten. Jeder Miner erstellt seinen eigenen Blockkandidaten und kauft dann so schnell wie möglich Lose, indem er Hashes berechnet. Die meisten Lose gewinnen nicht. Etwa alle 10 Minuten zieht irgendwo auf der Welt jemand den Hauptgewinn, zeigt ihn allen, und das Rennen um den nächsten Block beginnt.

Welche Schritte umfasst das Mining eines Blocks?

Die Animation oben zeigt sie anhand von Block 969.006. Hier sind sie in Worten:

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   Transaktionen sammeln

   Wartende Transaktionen aus dem Mempool übernehmen, beginnend mit der höchsten Gebühr pro Datenmenge, und eine Coinbase-Transaktion hinzufügen, die den Miner bezahlt.

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   Merkle-Root bilden

   Die Transaktionen paarweise und Ebene für Ebene hashen, bis ein einzelner Hash für alle steht.

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   Header ausfüllen

   Sechs Felder in 80 Byte: Version, Hash des vorherigen Blocks, Merkle-Root, Zeit, Zielwert und Nonce.

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   Hash berechnen, Nonce ändern, wiederholen

   Den Header zweimal mit SHA-256 hashen. Ist das Ergebnis zu groß, die Nonce ändern und es erneut versuchen.

5. 5

   Unter dem Zielwert landen

   Ein Hash unter dem Zielwert ist der Arbeitsnachweis. Andere Nodes prüfen ihn mit einem einzigen Hash.

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   Belohnung erhalten

   Der Block wird Teil der Blockchain. Seine Coinbase-Transaktion zahlt die Blocksubvention plus Gebühren aus. Alle machen mit dem nächsten Block weiter.

Wenn die 4,3 Milliarden möglichen Nonces aufgebraucht sind, was bei einer modernen Maschine deutlich weniger als eine Sekunde dauert, ändert der Miner stattdessen ein freies Feld in der Coinbase-Transaktion. Dadurch entsteht eine neue Merkle-Root und eine neue Reihe von Nonces, die ausprobiert werden können.

Warum ist Bitcoin Mining so schwierig?

Weil SHA-256 nicht vorhergesagt werden kann. Ändert man ein Bit im Header, ändert sich der Hash komplett. Es gibt also keine Abkürzung. Der einzige Weg zum Gewinn ist Ausprobieren. Das Ziel ist so festgelegt, dass das ganze Netzwerk etwa 10 Minuten braucht.

Wenn mehr Maschinen dazukommen, werden Blöcke eine Zeit lang schneller gefunden. Bei der nächsten Anpassung wird das Ziel dann schwieriger. Wenn Miner aufhören, wird es leichter. Der Leitfaden zur Schwierigkeit zeigt live, wann die nächste Änderung kommt.

Kann ich selbst versuchen, einen Block zu minen?

Ja, direkt hier. In deinem Browser läuft echtes doppeltes SHA-256 mit einem vereinfachten Block. Stell die Schwierigkeit auf 5 oder 6 führende Nullen ein und beobachte, wie viel länger es dauert:

Jede zusätzliche Null macht es ungefähr 16-mal schwieriger. Echte Blöcke brauchen etwa 19 oder 20. Wie das Hashen genau funktioniert, wie du einen Header Byte für Byte bearbeiten kannst und was für einen Angriff mit 51% nötig wäre, erfährst du unter Proof of Work.

Warum braucht Bitcoin Mining?

Bei Bitcoin gibt es keine Bank, die entscheidet, welche Zahlungen zuerst stattgefunden haben. Das übernimmt das Mining. Jeder Block ordnet eine Gruppe von Transaktionen. Da jeder Block auf dem vorherigen aufbaut, müsste man bei einer Änderung an einer alten Zahlung die gesamte Arbeit seitdem wiederholen. Deshalb lässt sich eine bestätigte Zahlung nur schwer rückgängig machen.

So wird auch neues Bitcoin ausgegeben, nach einem festen Zeitplan, bei dem sich die Menge alle vier Jahre halbiert. Mehr zur Belohnung erfährst du in Blockbelohnung und Halving.

Kann man selbst Bitcoin minen?

Mit einem spezialisierten ASIC, günstigem Strom und einem Mining-Pool ist das möglich, auch wenn die Gewinnspannen gering sind. Ein Smartphone oder Laptop ist millionenfach zu langsam, um etwas zu bewirken.

Der einfachste Einstieg ist die CloudMineCrypto-App. Mit dem kostenlosen Tarif, Werbung, Spielen, Angeboten und täglichen Check-ins kannst du kostenlos minen. Du brauchst keine Hardware und hast weder Lärm noch Stromkosten. Auszahlungen gehen über Lightning, Bitcoin on-chain oder BNB Smart Chain an deine eigene Wallet. Kostenpflichtige Tarife sind eine optionale Ergänzung. Die Rewards sind Schätzungen auf Basis aktueller Netzwerkdaten und nicht garantiert.

Häufig gestellte Fragen

Quellen und weiterführende Informationen

1. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System (das Whitepaper) · Satoshi Nakamoto, 2008
2. Leitfaden zur Blockchain: Header, Merkle-Bäume und Arbeitsnachweis · Bitcoin-Entwicklerdokumentation
3. Mining-Ratgeber: Solo-Mining und Mining-Pools · Bitcoin-Entwicklerdokumentation
4. Block-Hashing-Algorithmus · Bitcoin-Wiki
5. Merkle-Bäume · Bitcoin-Wiki
6. Schwierigkeit · Bitcoin-Wiki

Die aktuellen Zahlen auf dieser Seite stammen von der CloudMineCrypto-API oder von den jeweils genannten öffentlichen Blockchain-Diensten. Sie werden regelmäßig aktualisiert und sind dort gekennzeichnet, wo sie erscheinen. Dieser Ratgeber dient der Information und ist keine Finanzberatung. CloudMineCrypto ist kein Anlageprodukt. Die Rewards in der App sind Schätzungen und nicht garantiert.