Miner: Die Arbeiter im Bitcoin-Netzwerk

Was ist ein Bitcoin-Miner?

Ein Bitcoin-Miner ist eine Person oder ein Unternehmen, das spezielle Rechenleistung für das Bitcoin-Netzwerk bereitstellt.

Mit dieser Rechenleistung versuchen Miner, einen gültigen neuen Block zu finden. Dieses Verfahren nennt sich Proof of Work, kurz PoW. Dabei muss ein Miner nachweisen, dass er einen erheblichen Rechenaufwand erbracht hat, bevor das Netzwerk seinen Block akzeptiert.

Miner sind allerdings nicht automatisch wirtschaftlich erfolgreich. Ob Bitcoin-Mining profitabel ist, hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab:

• dem Bitcoin-Preis,
• den Stromkosten,
• der Leistungsfähigkeit der Mining-Hardware,
• der Netzwerkschwierigkeit,
• den Transaktionsgebühren,
• den Anschaffungs- und Betriebskosten.

Es gibt daher keine Garantie, dass Mining Gewinne erzielt.

Wie funktioniert Proof of Work bei Bitcoin?

Beim Proof-of-Work-Verfahren konkurrieren Miner darum, einen gültigen Hash für einen neuen Block zu finden.

Ein Hash ist vereinfacht gesagt ein digitaler Fingerabdruck von Daten. Schon eine kleine Änderung an den Daten erzeugt einen völlig anderen Hash.

Für einen gültigen Bitcoin-Block muss der erzeugte Hash unterhalb eines vom Netzwerk festgelegten Zielwerts liegen. Miner verändern deshalb wiederholt bestimmte Daten des Blockkandidaten und berechnen jedes Mal einen neuen Hash.

Dieser Vorgang wird millionen-, milliarden- oder sogar billionenfach wiederholt, bis ein Miner zufällig einen passenden Wert findet.

Der Miner, der zuerst einen gültigen Block findet, übermittelt ihn an das Netzwerk. Die übrigen Netzwerkknoten prüfen anschließend, ob der Block alle Bitcoin-Regeln erfüllt.

Was machen Bitcoin-Miner technisch?

Miner übernehmen im Wesentlichen drei Aufgaben:

1. Transaktionen auswählen

Miner wählen unbestätigte Bitcoin-Transaktionen aus dem sogenannten Mempool aus und bündeln sie zu einem möglichen neuen Block.

Häufig bevorzugen sie Transaktionen mit höheren Gebühren, weil diese Gebühren später Teil ihrer Vergütung sein können.

2. Hashes berechnen

Anschließend verändern die Miner bestimmte Blockdaten und berechnen immer wieder neue Hashes.

Eine wichtige veränderbare Zahl ist die sogenannte Nonce. Reicht deren Wertebereich nicht aus, können Miner auch andere Bestandteile des Blocks verändern, um weitere mögliche Hashes zu erzeugen.

3. Einen gültigen Block veröffentlichen

Findet ein Miner einen Hash, der die aktuelle Zielvorgabe erfüllt, sendet er den Block an das Netzwerk.

Die Bitcoin-Nodes prüfen unter anderem:

• ob die Transaktionen gültig sind,
• ob keine Bitcoin doppelt ausgegeben werden,
• ob die Blockgröße und weitere Regeln eingehalten werden,
• ob der Proof of Work gültig ist,
• ob die Blockbelohnung korrekt berechnet wurde.

Nur wenn der Block den Netzwerkregeln entspricht, wird er von den Nodes akzeptiert.

Warum sind Miner für Bitcoin wichtig?

Miner helfen dabei, neue Transaktionen in eine verbindliche Reihenfolge zu bringen und neue Blöcke zur Blockchain hinzuzufügen.

Durch den Proof of Work wird es teuer, bereits bestätigte Blöcke nachträglich zu verändern. Wer einen älteren Block manipulieren wollte, müsste dessen Proof of Work erneut berechnen und anschließend die nachfolgenden Blöcke einholen.

Je mehr Rechenleistung das ehrliche Netzwerk besitzt und je mehr Blöcke auf eine Transaktion folgen, desto aufwendiger wird ein solcher Angriff.

Miner entscheiden allerdings nicht allein über die Regeln von Bitcoin. Die vollständigen Netzwerkknoten prüfen, ob die von Minern vorgeschlagenen Blöcke gültig sind. Ein Miner kann daher nicht einfach beliebige Bitcoin erzeugen oder ungültige Transaktionen durchsetzen.

Was ist die Blockbelohnung?

Die Blockbelohnung ist die Vergütung, die ein erfolgreicher Miner für einen gültigen Block erhalten kann.

Sie besteht aus zwei Bestandteilen:

Blocksubsidy

Die Blocksubsidy umfasst neu erzeugte Bitcoin, die mit einem gültigen Block entstehen.

Diese Menge wird ungefähr alle vier Jahre halbiert. Dieser Vorgang wird als Bitcoin-Halving bezeichnet.

Die maximale Menge von Bitcoin ist durch das Protokoll begrenzt. Mit jedem Halving sinkt die Anzahl der neu ausgegebenen Bitcoin pro Block.

Transaktionsgebühren

Zusätzlich erhält der erfolgreiche Miner die Gebühren der Transaktionen, die er in seinen Block aufgenommen hat.

Mit sinkender Blocksubsidy könnten Transaktionsgebühren langfristig stärker zur Finanzierung des Minings beitragen. Wie hoch diese Gebühren künftig sein werden, hängt jedoch von der Nutzung des Netzwerks und der Nachfrage nach Blockplatz ab.

Welche Hardware nutzen Bitcoin-Miner?

Für professionelles Bitcoin-Mining werden heute überwiegend ASIC-Miner eingesetzt.

ASIC steht für „Application-Specific Integrated Circuit“. Dabei handelt es sich um spezielle Chips, die gezielt für eine bestimmte Aufgabe entwickelt wurden. Beim Bitcoin-Mining ist diese Aufgabe die Berechnung von SHA-256-Hashes.

ASIC-Miner sind deutlich leistungsfähiger und effizienter als normale Computer, Grafikkarten oder Prozessoren.

Entscheidend ist jedoch nicht nur die reine Rechenleistung. Besonders wichtig ist die Energieeffizienz. Sie wird häufig als Energieverbrauch pro Rechenleistung angegeben.

Ein Miner kann trotz leistungsfähiger Hardware unrentabel arbeiten, wenn:

• der Strompreis zu hoch ist,
• die Hardware ineffizient ist,
• die Kühlung hohe Kosten verursacht,
• die Netzwerkschwierigkeit steigt,
• der Bitcoin-Preis fällt,
• Reparatur- oder Ausfallkosten entstehen.

Mining-Pools: Warum arbeiten Miner zusammen?

Ein einzelner Miner kann theoretisch selbstständig nach einem Block suchen. Bei geringer Rechenleistung wäre die Wahrscheinlichkeit eines Blockfunds jedoch sehr niedrig und unregelmäßig.

Deshalb schließen sich viele Miner sogenannten Mining-Pools an.

In einem Mining-Pool bündeln zahlreiche Teilnehmer ihre Rechenleistung. Findet der Pool einen gültigen Block, wird die Vergütung nach einem festgelegten Modell unter den Teilnehmern verteilt.

Dadurch erhalten Miner häufiger kleinere Auszahlungen, anstatt möglicherweise sehr lange auf einen eigenen Blockfund zu warten.

Mining-Pools reduzieren die Schwankungen der Einnahmen, beseitigen aber nicht das wirtschaftliche Risiko des Minings.

Miner und Nodes: Was ist der Unterschied?

Miner und Nodes erfüllen unterschiedliche Aufgaben im Bitcoin-Netzwerk.

Miner verwenden Rechenleistung, um gültige neue Blöcke zu finden. Nodes überprüfen dagegen, ob Transaktionen und Blöcke den Bitcoin-Regeln entsprechen.

Ein Full Node kann beispielsweise kontrollieren:

• ob ein Bitcoin tatsächlich verfügbar ist,
• ob eine digitale Signatur gültig ist,
• ob die Blockbelohnung korrekt ist,
• ob der Proof of Work ausreicht,
• ob die maximale Bitcoin-Menge eingehalten wird.

Miner schlagen neue Blöcke vor. Nodes entscheiden anhand der Protokollregeln, ob sie diese akzeptieren.

Miner und Validatoren: Was ist der Unterschied?

Bitcoin verwendet Proof of Work und damit Miner. Andere Blockchains verwenden teilweise Proof of Stake und sogenannte Validatoren.

Aspekt	Bitcoin-Miner	Validatoren bei Proof of Stake
Konsensverfahren	Proof of Work	Proof of Stake
Eingesetzte Ressource	Rechenleistung und Energie	Hinterlegte Kryptowährungen
Auswahl	Wettbewerb um einen gültigen Hash	Auswahl nach den Regeln des jeweiligen Netzwerks
Hardware	Spezialisierte ASIC-Miner	Häufig normale Server oder leistungsfähige Computer
Vergütung	Blocksubsidy und Transaktionsgebühren	Netzwerkbelohnungen und Gebühren
Hauptrisiko	Stromkosten, Hardwarekosten und Kursschwankungen	Kursrisiko, technische Fehler und mögliche Strafmechanismen
Aufgabe	Gültigen Proof of Work für einen Block finden	Blöcke vorschlagen oder bestätigen

Dieser Vergleich ist vereinfacht. Proof-of-Stake-Systeme unterscheiden sich teilweise erheblich voneinander.

Für Bitcoin gilt: Miner konkurrieren mit Rechenleistung um den nächsten gültigen Block.

Wie wird die Mining-Schwierigkeit angepasst?

Das Bitcoin-Netzwerk passt die Mining-Schwierigkeit regelmäßig an.

Das Ziel besteht darin, dass im Durchschnitt ungefähr alle zehn Minuten ein neuer Block entsteht. Kommt zusätzliche Rechenleistung in das Netzwerk, würden Blöcke ohne Anpassung schneller gefunden. Sinkt die Rechenleistung, würden sie langsamer entstehen.

Deshalb wird die Schwierigkeit nach jeweils 2.016 Blöcken angepasst.

Wurden diese Blöcke schneller als vorgesehen gefunden, steigt die Schwierigkeit. Hat es länger gedauert, sinkt sie.

Die tatsächliche Zeit zwischen einzelnen Blöcken kann trotzdem stark schwanken. Die zehn Minuten sind lediglich ein langfristiger Durchschnittswert.

Was passiert, wenn zwei Miner gleichzeitig einen Block finden?

Es kann vorkommen, dass zwei Miner fast gleichzeitig jeweils einen gültigen Block veröffentlichen.

Dann sehen Teile des Netzwerks vorübergehend unterschiedliche Versionen der Blockchain. Beide Blöcke können zunächst gültig sein.

Die Miner bauen anschließend auf einer der beiden Ketten weiter. Sobald eine Kette mehr kumulierten Proof of Work besitzt, setzt sie sich normalerweise als Hauptkette durch.

Der Block der anderen Kette wird nicht dauerhaft Teil der Haupt-Blockchain. Die darin enthaltenen Transaktionen können später erneut in einen anderen Block aufgenommen werden, sofern sie weiterhin gültig sind.

Für den Miner des nicht übernommenen Blocks bedeutet das in der Regel, dass er die zugehörige Blockbelohnung nicht dauerhaft erhält.

Wie wirkt sich Mining auf den Bitcoin-Kurs aus?

Mining bestimmt den Bitcoin-Kurs nicht direkt.

Der Marktpreis entsteht hauptsächlich durch Angebot und Nachfrage auf Handelsplätzen. Trotzdem bestehen indirekte Zusammenhänge zwischen Mining und dem Bitcoin-Markt.

Beispielsweise beeinflusst der Bitcoin-Preis die Einnahmen der Miner. Fällt der Preis deutlich, können ältere oder ineffiziente Mining-Geräte unrentabel werden.

Steigen dagegen Preis und Gebühren, kann zusätzliche Rechenleistung wirtschaftlich attraktiv werden.

Mining-Daten wie Hashrate, Schwierigkeit oder Miner-Einnahmen werden deshalb häufig zur Marktbeobachtung verwendet. Sie eignen sich jedoch nicht als zuverlässige alleinige Kursprognose.

Eine steigende Hashrate bedeutet nicht automatisch, dass der Bitcoin-Kurs steigen wird. Ebenso muss ein Rückgang der Hashrate nicht zwangsläufig einen dauerhaften Kursverlust ankündigen.

Welche Risiken haben Bitcoin-Miner?

Bitcoin-Mining ist ein kapital- und energieintensives Geschäft.

Zu den wichtigsten Risiken gehören:

Bitcoin-Preisrisiko

Die Einnahmen werden überwiegend in Bitcoin erzielt. Fällt der Bitcoin-Preis, sinkt der Gegenwert der Einnahmen, während viele Kosten unverändert bleiben.

Stromkosten

Strom ist einer der größten laufenden Kostenfaktoren. Bereits kleine Änderungen des Strompreises können die Rentabilität erheblich beeinflussen.

Hardwarekosten

ASIC-Miner können hohe Anschaffungskosten verursachen. Gleichzeitig verlieren ältere Geräte häufig an Wettbewerbsfähigkeit, wenn effizientere Modelle erscheinen.

Steigende Netzwerkschwierigkeit

Kommt mehr Rechenleistung in das Netzwerk, steigt langfristig häufig die Schwierigkeit. Ein einzelner Miner erhält dann mit derselben Hardware einen kleineren Anteil an der gesamten Mining-Leistung.

Technische Ausfälle

Defekte Geräte, Überhitzung, mangelhafte Kühlung, Internetausfälle und Wartungsprobleme können Einnahmen reduzieren.

Halving-Risiko

Durch ein Halving sinkt die Blocksubsidy. Bleiben Bitcoin-Preis und Gebühren unverändert, können sich die Einnahmen der Miner erheblich verringern.

Regulatorische Risiken

Je nach Standort können sich Vorschriften zu Energieverbrauch, Steuern, Netzanschlüssen, Lärmschutz oder Genehmigungen ändern.

Pool-Risiken

Mining-Pools können Gebühren verlangen, Auszahlungen verzögern oder technische Probleme haben. Außerdem kann eine starke Konzentration von Rechenleistung auf wenige Pools für das Netzwerk unerwünscht sein.

Können Miner Bitcoin kontrollieren?

Miner haben Einfluss darauf, welche gültigen Transaktionen sie in ihre eigenen Blockkandidaten aufnehmen.

Sie können jedoch nicht ohne Weiteres:

• ungültige Bitcoin erzeugen,
• fremde Bitcoin ohne gültige Signatur ausgeben,
• die maximale Bitcoin-Menge verändern,
• ungültige Blöcke gegen die Regeln der Nodes durchsetzen,
• beliebige Protokollregeln allein ändern.

Selbst ein Miner mit großer Rechenleistung ist an die Regeln gebunden, die von den Nodes überprüft werden.

Sehr große Anteile an der gesamten Hashrate können dennoch Risiken verursachen. Ein Angreifer könnte beispielsweise versuchen, eigene Transaktionen rückgängig zu machen oder bestimmte Transaktionen vorübergehend nicht aufzunehmen. Auch dabei bestehen jedoch technische, wirtschaftliche und praktische Grenzen.

Häufige Fragen zu Bitcoin-Minern

Brauche ich als Bitcoin-Nutzer einen eigenen Miner?

Nein. Du kannst Bitcoin senden, empfangen und selbst verwahren, ohne Mining-Hardware zu besitzen.

Miner arbeiten im Hintergrund daran, Transaktionen in neue Blöcke aufzunehmen.

Wer entscheidet, welcher Block gültig ist?

Die Bitcoin-Nodes prüfen jeden vorgeschlagenen Block nach den Protokollregeln.

Ein Block wird nur akzeptiert, wenn unter anderem die Transaktionen und der Proof of Work gültig sind.

Bestätigen Miner einzelne Transaktionen?

Miner nehmen Transaktionen in Blöcke auf. Sobald eine Transaktion in einem gültigen Block enthalten ist, besitzt sie eine Bestätigung.

Jeder weitere Block, der danach entsteht, erhöht die Anzahl ihrer Bestätigungen.

Können Miner Transaktionen ablehnen?

Ein Miner kann entscheiden, eine gültige Transaktion nicht in seinen eigenen Block aufzunehmen.

Andere Miner können diese Transaktion jedoch weiterhin auswählen. Miner können eine gültige Transaktion daher nicht dauerhaft allein aus dem gesamten Netzwerk verbannen.

Warum werden Transaktionen mit höheren Gebühren bevorzugt?

Der Platz in einem Bitcoin-Block ist begrenzt. Miner wählen deshalb häufig Transaktionen aus, die im Verhältnis zu ihrer Datengröße höhere Gebühren bieten.

So können sie ihre möglichen Einnahmen aus Transaktionsgebühren erhöhen.

Entstehen durch Mining neue Bitcoin?

Ja. Über die Blocksubsidy werden neue Bitcoin nach einem festgelegten Zeitplan ausgegeben.

Die Menge sinkt durch regelmäßige Halvings, bis die maximale vorgesehene Anzahl nahezu vollständig ausgegeben ist.

Ist Bitcoin-Mining für Privatpersonen noch profitabel?

Das hängt stark von Stromkosten, Hardware, Kühlung, Poolgebühren, Netzwerkschwierigkeit und Bitcoin-Preis ab.

Mit normalen Computern ist profitables Bitcoin-Mining heute üblicherweise nicht realistisch. Auch mit ASIC-Hardware besteht keine Gewinngarantie.

Ist Bitcoin-Mining Glücksspiel?

Der Fund eines einzelnen Blocks besitzt einen starken Zufallsanteil. Je mehr Rechenleistung ein Miner bereitstellt, desto höher ist seine statistische Wahrscheinlichkeit, einen Block zu finden.

Das Geschäftsmodell als Ganzes hängt jedoch zusätzlich von Kosten, Effizienz, Technik und Marktbedingungen ab.

Fazit: Miner sichern das Proof-of-Work-System von Bitcoin

Bitcoin-Miner bündeln Transaktionen, berechnen Hashes und konkurrieren darum, den nächsten gültigen Block zu finden.

Als Gegenleistung können erfolgreiche Miner die Blocksubsidy und die Transaktionsgebühren des Blocks erhalten. Miner tragen damit zur Verarbeitung von Transaktionen und zur Sicherheit der Bitcoin-Blockchain bei.

Sie kontrollieren das Netzwerk jedoch nicht allein. Nodes prüfen jeden Block und akzeptieren nur Daten, die den Bitcoin-Regeln entsprechen.

Aus wirtschaftlicher Sicht ist Mining mit erheblichen Risiken verbunden. Stromkosten, Hardwarepreise, Netzwerkschwierigkeit, Halvings und der volatile Bitcoin-Preis können die Rentabilität stark verändern.