Was ist Bitcoin-Mining und ist es profitabel?

„Mining“ (dt. Bergbau) ist historisch gesehen ein Begriff für die Arbeit der Bergleute (sogenannte Kumpel), die unter Tage nach Gold und anderen Metallen graben. Heutzutage gibt es eine neue Art von Kumpeln, die auf eine völlig andere Weise und nach völlig anderen Schätzen suchen.

Bitcoin-Miner, ausgestattet mit High-Tech-Computern anstatt mit einer Schaufel, sind essenziell für das Bitcoin-Ökosystem: Sie liefern die wichtige Rechenleistung, welche gebraucht wird, um die Blockchain aufrechtzuerhalten und die tausenden von täglichen Transaktionen zu verifizieren, während sie gleichzeitig die Immunität des Netzwerks gegen Hacker sicherstellen, dessen Fähigkeit zur Verfolgung des Handel sowie die (einzige) Möglichkeit, neue Bitcoins (BTC) zu erschaffen, bereitstellen.

Erfahren Sie mehr über Bitcoin und wie es funktioniert

Die Kunst des Bitcoin-Minings ist noch nicht einmal zehn Jahre alt, aber der mögliche Profit hat es bereits von einem Hobby, an dem sich jeder versuchen konnte, in einen industrialisierten, energieintensiven Markt verwandelt.

Dezentralisierung ist die Kernidee von Bitcoin und obwohl die Bedeutung der Blockchain bekannt ist, wird oft übersehen, wie dieses öffentliche Hauptbuch tatsächlich funktioniert, da es weder von einer Einzelperson noch einer einzigen Entität kontrolliert wird. Was ist also Bitcoin-Mining und wie funktioniert es?

Was ist Bitcoin-Mining?

Bitcoin-Mining ist der Prozess, der sicherstellt, dass Bitcoin wie geplant funktioniert, und es ist der einzige Weg, um neues Angebot auf den Markt zu bringen. Miner sind Individuen oder Unternehmen, die Rechenleistung beitragen, um bei der Aufrechterhaltung und dem Betrieb des Blockchain-Netzwerks zu helfen, das Bitcoin als digitaler Währung zugrunde liegt. Diese Rechner sind dafür verantwortlich, alle Bitcoin-Transaktionen zu verifizieren, und bekommen im Gegenzug die Gelegenheit, neu erschaffene Bitcoins „abzubauen“ („Mining“).

Obwohl das Internet ein schnelles und universales Kommunikationsnetz rund um die Welt geschaffen hat, wurde die Entwicklung eines tatsächlich dezentralisierten, globalen Systems von drei Grundfragen gebremst: Erstens, wer würde all die Transaktionen aufzeichnen (und die Kosten für diese Aufzeichnung tragen), wenn niemand die Kontrolle übernimmt? Zweitens, wer würde diese „Archivare“ kontrollieren? Und drittens, wie können Menschen zur Ausübung dieser Tätigkeit motiviert werden?

Satoshi Nakamoto, der Gründer von Bitcoin, beantwortete alle drei Fragen. Menschen – Miner genannt – würden ihre eigenen Rechner verwenden, um die Blockchain zu betreiben und aufrechtzuerhalten und somit helfen, die Transaktionen anderer zu organisieren. Die Rechner anderer Miner würden dann den Ablauf dieses Prozesses überprüfen, um einen öffentlichen Konsens darüber zu erreichen, welche Transaktionen bestätigt werden sollten – stimmt die Information vom ursprünglichen Miner nicht mit jener überein, die allen anderen vorliegt, liegt ein Fehler nahe. Für diese Arbeit bekommen die Miner Transaktionsabgaben ausgezahlt und sie erhalten, solange weiterhin neue Bitcoins erschaffen werden, eine Gelegenheit, einen dieser neuen Bitcoin zu gewinnen, die das Protokoll etwa alle zehn Minuten in den Markt entlässt.

Der Einsatz der Bitcoin-Miner zum Betreiben der Blockchain war die Lösung für viele Probleme, die früheren Systemen ein Ende bereitet hatten. Es handelt sich zum einen um einen dezentralisierten Ansatz: Das Hauptbuch ist nicht unter der Kontrolle eines einzelnen und jeder kann darauf zugreifen und die aufgezeichneten Transaktionen verifizieren. Zum anderen gibt es Anreize: Die Miner haben einen Grund, ihre Hardware zu benutzen und für den Strom zu bezahlen, der benötigt wird, um die Blockchain zu betreiben, da sie mit neuen Bitcoins belohnt werden. Zusammen genommen ist dieses System zudem wirksam gegen Hacker abgesichert: Die Tatsache, dass das Bitcoin-Mining von einer riesigen Anzahl an Rechnern auf der ganzen Welt anstatt von einer einzelnen Quelle betrieben wird, macht es höchst unwahrscheinlich (allerdings nicht unmöglich), dass jemand die Kontrolle über mehr als fünfzig Prozent des Netzwerks erlangen könnte, um die Gesamtkontrolle zu übernehmen.

Wie funktioniert Bitcoin-Mining überhaupt?

Modernes Bitcoin-Mining nutzt mehrheitlich leistungsstarke und für genau diesen Zweck gebaute Rechner, sogenannte „Rigs“, auf welchen Tag und Nacht die entsprechende Software läuft. Alle Rigs sind für genau denselben Zweck gebaut: für das Mining neuer Bitcoins. Dafür müssen sie aber dabei helfen, das öffentliche Hauptbuch aktuell zu halten und die Arbeit der anderen Miner zur Erhaltung der Blockchain zu prüfen. Jeder Bitcoin weltweit ist durch Mining entstanden, d.h., dass jeder Bitcoin im Besitz eines Miners ist, bis dieser entscheidet, ihn zu verkaufen.

Jede Bitcoin-Transaktion tritt zunächst mit dem Status „pending“ (unerledigt) oder „unconfirmed“ (nicht bestätigt) ins Netzwerk ein, es gibt also einen konstanten Strom von Inhalten, die von Minern verifiziert werden müssen, damit die Transaktion bestätigt werden kann. Wenn eine Bank eine Zahlung über eine Debitkarte erlaubt, handelt es sich um das gleiche Prinzip. Diese Transaktionen enthalten alle für die Transaktion benötigten Informationen, etwa die Wallet-Adressen beider Parteien, das Datum und andere optionale Daten wie Transaktionscodes, Referenzzahlen oder Mitteilungen.

Bitcoin-Mining und Hashes

Miner (auch als Mining-Knoten bezeichnet) beginnen dann automatisch, diese Daten zu organisieren. Zunächst reduzieren sie alle Informationen in der Transaktion in einen „Hash“: einen alphanumerischen String (Zeichenfolge) mit 64 Zeichen. Nicht nur werden dadurch große Mengen an Informationen in eine kleinere Datei komprimiert, die Informationen, die nun im Hash gesammelt sind, werden zudem verschlüsselt. Ist der Hash erstellt, kann die ihm zugrunde liegende Information nicht verändert werden, ohne den Hash zu ändern, was den Rest der Miner, welche die Blockchain betreiben, darauf aufmerksam machen würde.

Von Bedeutung ist, dass die Blockchain chronologisch organisiert ist und die Mining-Software automatisch die jüngste Transaktion aufgreift, bevor sie zur zweitjüngsten weitergeht, dann zur drittjüngsten und so weiter. Ist eine Transaktion gehasht, wird sie mit der Information einer anderen Transaktion kombiniert, um einen neuen Hash zu erstellen. Transaktionen werden weiter zusammengefügt und unter einem einzigen Hash kombiniert, bis sie einen Block bilden. Diese Blöcke werden zusammengefügt, um die Kette von Transaktionen wachsen zu lassen (daher die Bezeichnung „Blockchain“).

Bitcoin-Mining und Nonces

Während dieses Prozesses liefern sich Miner ein Rennen darum, den Block zuversiegeln, damit dieser in die Kette eingefügt werden kann. Nur der Miner, der den Block versiegelt, wird mit neuen Bitcoins belohnt. Das Versiegeln kompletter Blocks ist aber eher ein Glücksspiel als eine Frage von Können. Miner eifern darum, den zufälligen Block-Hash zu finden, nach dem das Bitcoin-Protokoll sucht, indem sie in der Hoffnung, den richtigen zu finden, schnell eine Vielzahl an Vermutungen (Nonces genannt) eingeben.

Das Zufallsprinzip in diesem Prozess bedingt, dass Miner keine Muster ausmachen oder bessere Einsichten dahingehend erlangen können, welcher Hash als nächstes zum Versiegeln eines Blocks und damit zum Erhalten neuer Bitcoins benötigt wird: Es ist alles eine Frage des Glücks. Sie können allerdings ihre Chancen maximieren – je mehr Rechenleistung ein Miner hat, desto öfter kann er „raten“. Es gilt dasselbe Prinzip wie in einer Lotterie: Es ist möglich, weitere Tipps abzugeben, um die eigenen Gewinnchancen zu erhöhen, aber es gibt keine Garantie für einen Gewinn – egal, wie oft man spielt.

Hat ein Miner einen neuen Block versiegelt, wird eine Block-Nummer erstellt, die sequentiell dem zuvor hinzugefügten Block folgt und den neuen Block mathematisch an die anderen Transaktions-Blocks in der Kette bindet, die bereits von dem auf Konsens basierenden Netzwerk bestätigt und verifiziert wurden.

Wurde der neue Block der Blockchain hinzugefügt, muss er von anderen Minern bestätigt werden. Der Miner, der den Block versiegelt hat, muss seine Bestätigung (Proof-of-Work, PoW) von anderen Minern prüfen lassen, um sicherzustellen, dass die Information korrekt ist. Dies geschieht, indem mehrere andere Miner den Hash des Blocks darauf prüfen, ob er mit der Information übereinstimmt, die er repräsentiert, und einen Konsens darüber erreichen, ob der neue Block legitim ist oder nicht. Das konsens-basierte Modell verhindert, dass Betrüger vergangene oder neue Transaktionen manipulieren oder Bitcoins ausgeben können, über die sie nicht mehr verfügen, da die Blockchain erkennt, ob eine neue Transaktion bereits ausgegebene Bitcoins enthält.

Hierbei agieren Miner im Prinzip als gegenseitige Revisoren ihrer Arbeit, um sicherzustellen, dass alle den Regeln folgen.

Warum wird Bitcoin-Mining betrieben?

Der Miner, der den PoW komplettiert, um der Blockchain einen neuen Block hinzuzufügen – indem er dabei hilft, eine Gruppe von Transaktionen über einen bestimmten Zeitraum zu verifizieren – wird doppelt belohnt: Er bekommt den neuen Bitcoin,den das Protokoll erstellt, sowie die damit verbundenen Transaktionsgebühren. Auf diesem Wege kann er Bitcoins erwerben, ohne sie kaufen zu müssen.

Das Bitcoin-Protokoll bestimmt die Geschwindigkeit und das Volumen, mit dem neue Bitcoins auf den Markt gelangen. Neue Bitcoins werden alle zehn Minuten an erfolgreiche Miner übertragen, aber der kontrollierende Algorithmus wird eigentlich nicht durch die Zeit bestimmt. Stattdessen passt er die Schwierigkeit des Versiegelns neuer Blöcke durch Miner an, um den Vorrat neuer Bitcoins stabil bei dieser Geschwindigkeit zu halten. Das bedeutet, dass die Geschwindigkeit, mit der neue Bitcoins erstellt werden, unabhängig davon ist, wie viele Miner oder wie viel Rechenleistung am Vorgang beteiligt sind. Die gebotene Belohnung bleibt ebenso unverändert, auch wenn mehr Miner beteiligt sind, und die Zahl der neuen zur Verfügung gestellten Bitcoin bleibt gleich, unabhängig davon, wie viel Rechenleistung verwendet wird. Der einzige Faktor, der sich ändert, ist die Wahrscheinlichkeit für einen einzelnen Miner, die Belohnung einzustreichen.

Während neue Bitcoins weiterhin alle zehn Minuten erstellt werden, verändert sich das Volumen neuer Bitcoins, die an erfolgreiche Miner übertragen werden, indem es sich etwa alle vier Jahre halbiert (technisch gesprochen alle 210 000 Blöcke). Als Bitcoin 2009 zum ersten Mal von Satoshi „abgebaut“ wurde, lag die Belohnung bei 50 BTC; dies fiel 2012 auf 12,5 BTC und 2016 auf das aktuelle Niveau. Der nächste Einschnitt, auf 6,25 BTC, wird für 2020 erwartet und Miner hoffen, dass das niedrigere Volumen durch höhere Preise ausgeglichen wird.

Es können insgesamt nur 21 Millionen Bitcoins existieren und die große Mehrheit wurde bereits erstellt – im April 2018 erreichte die Währung einen Stand von 17 Millionen Bitcoins. Die gleich bleibende Erstellungsrate bei immer geringer werdendem Volumen neuer Bitcoins bedeutet, dass der letzte Bitcoin erst um das Jahr 2140 abgebaut werden wird.

Miner bekommen zusätzlich zu den neu erstellten Bitcoins auch Transaktionsgebühren ausgezahlt. Die gewaltigen Summen, die Zahlungsanbieter und Banken von den Milliarden an Transaktionen abschöpfen, die wir tagtäglich tätigen, wird oft als einer der Gründe genannt, warum Bitcoin und andere Kryptowährungen notwendig sind. Oft besteht aber das Missverständnis, dass die Verwendung von Bitcoins gratis ist, obwohl es „nur“ billiger ist als jene Optionen, welche das traditionelle Finanzsystem derzeit anbietet. Miner müssen keine Transaktionsgebühren verlangen. Vor nicht allzu langer Zeit war es sogar üblich, diese nur bestimmten, etwa besonders großen oder kleinen, Transaktionen aufzuerlegen, doch die Einnahmenausdiesen Transaktionsgebühren steigen stetig und ihr Einfluss auf das Einkommen von Minern dürfte weiter wachsen.

Ist Bitcoin-Mining profitabel?

Kurz gesagt ist es unmöglich zu bestimmen, ob die Praxis des Bitcoin-Minings im Allgemeinen profitabel ist oder nicht. Es gibt schlichtweg zu viele Variablen: Die Kosten für die benötigte Hardware und Energie variieren weltweit extrem stark und die zu erwartenden Resultate hängen davon ab, inwieweit der Miner mit einer wachsenden Zahl an Wettstreitern um dieselbe Belohnung konkurrieren kann.

Genauso wie die Wahrscheinlichkeit für einen Goldgräber, ein Nugget zu finden, abnehmen würde, wenn mehr Menschen im selben Territorium graben, verringern sich die Chancen eines Bitcoin-Miners, neue Bitcoins und die Transaktionsgebühren einzustreichen, wenn mehr Konkurrenz am Markt aktiv ist. Es gibt keine anderen Bitcoin-Vorräte und Miner müssen um denselben Schatz wetteifern oder darauf verzichten.

Während nicht sicher ist, ob Bitcoin-Mining derzeit profitabel sein kann gilt Folgendes als sicher: Erstens haben die meisten Bitcoin-Miner in den ersten Jahren Gewinne gemacht. Zweitens müssen zumindest einige Miner von ihrer Tätigkeit profitieren, da es ansonsten keinen Anreiz für sie geben würde, weiterzumachen. Und drittens ist Bitcoin-Mining, obwohl manche Miner wohl weiterhin Geld damit verdienen können, definitiv weniger profitabel als früher und die Konkurrenz ist härter als jemals zuvor.

Dieser dritte Punkt zeigt sich darin, wie schwierig es geworden ist, einen neuen Block zu versiegeln und die Belohnung dafür zu bekommen. Laut blockchain.com ist die Schwierigkeit, einen neuen Block zu finden (gemessen an der von allen Minern beigetragenen Hashing-Leistung), 2018 exponentiell gestiegen, was den Anstieg der Konkurrenz deutlich zeigt.