Beim Kryptowährung-Mining-Prozess geht es um die Erzeugung von Blöcken für die Blockchain. Bekanntestes Beispiel ist hierbei das Bitcoin-Mining.
Wie schon im Beitrag „Was sind Kryptowährungen“ erwähnt, sind Kryptowährungen ein digitales Zahlungsmittel, welches dezentral und unabhängig von Großbanken über die technologische Innovation der digitalen Signaturen und der Blockchain durch ein Peer-to-Peer-Netzwerk realisiert wird.
Sämtliche Transaktionen und auch die Erschaffung der Bitcoins laufen dezentral über das Rechnernetz aller Teilnehmer ab. Dem Bitcoin-Mining kommt dabei eine zentrale Rolle bei der Aufzeichnung und Sicherung der Transaktionen zu.
Beim Mining von Bitcoins tauschen die Nutzer, verallgemeinert gesagt, Rechenleistung ihres Computers gegen Bitcoins um. Diese Rechenleistung dient dem Bitcoin-Netzwerk zur Transaktionsverarbeitung, Synchronisierung und Absicherung. Das Mining stellt somit ein dezentrales Bitcoin-Rechenzentrum dar, in dem man für nützliche Dienste mit einer Auszahlung von Bitcoins belohnt wird. Von den Minern werden Blöcke generiert, welche elementar für das Bitcoin-System sind.
Der Miner muss dabei ein schweres mathematisches Rätsel lösen, um einen neuen Block erzeugen zu dürfen. Wer als erster die Lösung hat, wird als Miner des Blocks akzeptiert und erhält zusätzlich zum Block-Reward auch alle Transaktionsgebühren, die den mit diesem Block bestätigten Transaktionen beigefügt wurden.
Da der Bitcoin jedoch auf eine Anzahl von 21 Millionen limitiert ist, nimmt die Rate der neu geschöpften Bitcoins zwangsläufig im Laufe der Zeit ab und auch der Prozess des Mining wird langwieriger. So wird die Rate nach Ablauf bestimmter Blockintervalle halbiert. Beim Bitcoin ist dies alle 210.000 Blöcke der Fall. Zu Beginn kamen 50 neue Bitcoins pro 10 Minuten im Umlauf, dann 25 und seit Mitte 2016 sind es nur noch 12,5 Bitcoins.
Wie funktioniert das Mining von Bitcoins?
Die Blockchain stellt im Kryptowährungssystem eine Datenstruktur dar, in den relevanten Daten von Transaktionen festgehalten werden und umfasst ein Protokoll, welches speichert, wie diese Daten ausgetauscht und durch eine Verifizierung abgeglichen werden.Dieser Schritt dient dazu herauszufinden, ob eine Partei der ausgeführten Transaktion die entsprechenden Rechte dazu hat.
Die Transaktionen werden nach dieser Überprüfung zu Blöcken zusammengefasst und mit Hilfe der Hash-Funktion als Bit-Nummer verschlüsselt, die als manipulationssicher angesehen werden kann. Nur durch die Zuweisung eines Hash-Codes kann der Block eindeutig identifiziert werden.
Bevor die Blöcke nun erzeugt werden können, müssen die Informationen noch validiert werden. Dabei ist das „Proof-of-Work“-Prinzip das am meisten verbreitete Konzept für diese Validierung. Hierbei wird dem Nutzer eine schwere mathematische Aufgabe gestellt, die dann durch dessen Computer gelöst werden muss, um den Block endgültig zu erschaffen. Dabei passt sich der hinter dem „Proof-of-Work“-Prinzip stehende Algorithmus den Schwierigkeitsgrad der Aufgabe automatisch an die am Mining beteiligte Rechenleistung an.
Je mehr Teilnehmer also an dem Mining partizipieren und je stärker deren Rechenleistung ist, desto schwieriger wird die Aufgabe und desto mehr Rechenleistung wird benötigt um einen Block zu erzeugen.
Dies stellt zugleich auch den größten Kritikpunkt an dem Prinzip dar, denn durch die immer größer werdende Rechenleistunganforderungen steigt auch der Stromverbrauch und mindert somit den Gewinn durch die Belohnung in Bitcoins drastisch.
Nach diesem Vorgang ist die Transaktion viel kürzer, eigentlich nur eine Aneinanderreihung von Buchstaben und Zahlen, auch Hash genannt.
Dieser Hash wird nun mit dem Block an die Blockchain angehangen.
Die Daten die sich einmal in der Blockchain befinden, sind unveränderlich und können nicht mehr gelöscht oder manipuliert werden.
Diese Datenstruktur entspringt der Distributed Ledger Technology, stellt also ein dezentrales Register dar. Dabei besteht die Blockchain aus einer aneinander gereihten Kette von Transaktionsblöcken, wobei die neuen Daten immer an die vorangehenden Kettenglieder angehängt werden und die Blockchain so unaufhörlich linear weiterwächst.
Zudem ist es durch die Verwendung der digitalen Hash-Funktion zum Beispiel möglich Transaktionen fälschungs- und kopiersicher zu signieren. Dafür werden eine einmalige Identifikationsnummer und der dazugehörige geheime Schlüssel benötigt und ermöglicht somit eine Erstellung eines digitalen Fingerabdrucks.
Dabei ist jeder Hash einzigartig. Wenn auch nur ein Zeichen im Block geändert wird, verändert sich der komplette Hash. Zusätzlich benutzt jeder Hash eines Blocks den Hash des vorherigen Blocks. Er bestätigt, dass der jetzige Block und der davor gültig ist und zeigt sofort an, wenn etwas manipuliert wurde. Würde jemand dies versuchen indem er einen sich in der Blockchain befindenden Block ändert, so müsste derjenige auch den Hash verändern.
Wenn jemand die Echtheit des Blocks mit der Hashing Funktion überprüft, würde man direkt merken, dass der Hash nicht mit dem in der Blockchain übereinstimmt. Der Block würde sofort als Fälschung erkannt werden und aus der Blockchain gestrichen werden.
Dabei stellt der Hashwert hierbei das Ergebnis dar, welcher mittels einer Hashfunktion berechnet wurde. Man definiert eine feste Länge des Hashwertes, der oft als eine hexadezimale Zeichenkette (Bit-Nummer) codiert wird.
Die Bildung eines Blocks durch Validierung der Transaktion und dessen Verschlüsselung durch die Hash-Funktion wird als Mining bezeichnet.
Heutzutage ist es leider nicht mehr profitabel mit einem normalen Computer und dessen Hardwarekomponenten zu minen.
Dafür braucht man mittlerweile spezielle Grafikkarten oder Mining-PCs, die den enormen Rechenaufwand erbringen können.
Eine Auswahl finden Sie hier:
