03 Mining: Wie entsteht ein Coin?

Wie entstehen Bitcoins? Diese Frage sorgt oft für Verwirrung. Eine Antwort wie „durch die Miner“ macht es nicht unbedingt einfacher. Die Verwirrung beginnt damit, dass es niemanden gibt, der Bitcoins herausgibt, und sie endet damit, dass kaum jemand versteht, was die Miner in Wahrheit machen.

Es ist aber gar nicht so schwierig. Um das Mining zu begreifen, müssen Sie lediglich an ein Glücksspiel denken. Stellen Sie sich vor, Christoph und Martin würfeln um die Wette. Die Regeln sind simpel: Jeder von beiden hat einen Würfel mit sechs Seiten. So würfeln beide gleichzeitig und das so oft sie können. Sobald einer von ihnen eine sechs würfelt, bekommt er 50 Bitcoins gutgeschrieben. Dann geht es von vorne los: sie würfeln so lange, bis einer von beiden eine sechs hat und 50 Bitcoins bekommt. Und so weiter.

Die Bitcoins entstehen dabei einfach. Das sagt das Protokoll des Programms. So wie Ihr Windows sagt, dass ein Ordner in einem Fenster angezeigt wird. Wenn Christoph seine sechs würfelt, entsteht eine neue Adresse – ein Konto – und erhält ein Guthaben von 50 Bitcoins. Er bekommt dann den privaten Schlüssel (= das Passwort) für diese Adresse und kann über die Bitcoins verfügen.

[/text_block]

Ungefähr so funktioniert das Bitcoin-Mining. Natürlich benutzen die Miner keine Würfel, sondern Computerprogramme. Und sie suchen nicht nach einer sechs, sondern nach einer bestimmten „Hash“. Hash ist englisch und bedeutet „das Zerhäckselte“. Kryptographen meinen mit einer Hash-Funktion einen Algorithmus, der eine Nachricht in eine zufällige Zeichenfolge zerlegt. Ein einfaches Beispiel wäre der Befehl: Ersetze jeden Buchstaben eines Wortes durch die Zahl im Alphabet. So wird aus „Christoph“ „3818915169“. Damit haben wir eine ganz einfache Hash.

Beim Bitcoin ist die Zerstückelung natürlich viel komplizierter. Die Miner jagen die Botschaft durch einen sogenannten SHA-256-Algorithmus, der durch verrückte mathematische Operationen aus ihr etwas ganz anderes macht, das man unmöglich wiedererkennen kann, weil es völlig zufällig aussieht. Aus „Christoph“ wird beispielsweise „1ea70b52803d11061ccce1dfee88098dd01dffc17108431635b4e5983724cd34“, und aus „Christof“ würde „ed0d637c646246e31539bd7b4aa67863c0b213eb9cf2e3be3d273b0af86aa31a“ werden. Ein einzelner anderer Buchstabe ändert also die gesamte Zeichenfolge.

So wie Christoph und Martin solange würfeln, bis sie eine sechs haben, zerstückeln die Miner zufällige Zeichenfolgen, bis diese eine bestimmte Bedingung erfüllen. Zum Beispiel, dass sie mit einer 0 anfangen. Sie können auf es ja mal probieren. Hier gibt es einen SHA-256-Generator. Zerhäckseln Sie doch solange zufällige Botschaften, bis die Hash mit einer 0 beginnt. Genau das machen die Miner.

Was passiert aber, wenn Martin einfach einen zweiten und einen dritten Würfel auspackt? Oder wenn sich herumspricht, dass man durch Würfeln Bitcoins bekommt, die etwas wert sind, und sich dann noch Thomas und Sarah dazusetzen und mitwürfeln? Da jeder so oft würfeln darf, wie er möchte, würden bald hunderte von Würfeln über den Tisch purzeln und man käme mit dem Aufschreiben der vielen neuen Bitcoins gar nicht mehr hinterher. Es würden plötzlich viel mehr Bitcoins als zuvor entstehen.

[/text_block]

Satoshi Nakamoto, der Gründer des Bitcoins, hat dafür eine Lösung eingebaut. Beim Bitcoin passt sich nämlich von Zeit zu Zeit die Schwierigkeit an. Das passiert, wenn die Aufgabe 2016 Mal erfüllt wurde. Wenn also Martin und Christoph gemeinsam 2016 mal eine sechs gewürfelt und jedesmal 50 Bitcoin bekommen haben, ändert sich das Ziel. Die Schwierigkeit kann sinken, so dass wir zum Beispiel nur mindestens eine 5 würfeln müssen; oder sie kann steigen, so dass wir zwei sechsen würfeln müssen.

Was passiert, hängt davon ab, wie viele Würfel die Spieler bisher je Sekunde geworfen haben. Wenn es viele Würfel sind, steigt die Schwierigkeit, wenn es wenig sind, sinkt sie. Der Algorithmus des Bitcoin sagt, dass etwa alle zehn Minuten ein neuer Block gefunden werden soll. Das bedeutet, nur einer von allen, die unser Würfelspiel mitspielen, darf ein Mal je zehn Minuten Erfolg haben. Die Aufgabe muss daher schon recht schwierig sein.

Beim Bitcoin hat sich die Schwierigkeit bisher etwa 180 mal geändert. Sie hat nun einen Wert von 52.278.304.846. Was das genau bedeutet, ist nicht so wichtig. Es ist sehr sehr schwierig. Stellen Sie sich vor, Sie müssten mit 15 Würfeln 15 Sechsen würfeln. Das wäre schon extrem schwierig – aber noch lange nicht so schwierig wie das Minen von Bitcoins. Alle Bitcoin-Miner zusammen würfeln 385.198.210.000.000.000 Mal in jeder Sekunde – sie bilden so oft eine Hash – und es dauert zehn Minuten, bis einer von ihnen Erfolg hat. Bitcoin-Mining ist mittlerweile so schwierig geworden, das man es nicht mehr auf einem normalen PC machen kann. Um mithalten zu können, braucht man spezielle Geräte, die Asics genannt werden. Es gibt große Rechenzentren, in denen viele Asics stehen, die rund um die Uhr versuchen, Bitcoins zu finden – und dabei doch nur ein paar Mal am Tag Erfolg haben.

Galileo hatte in 2017 dazu eine sehr anschauliche Dokumentation erstellt.

Aber die Schwierigkeit ist nicht das einzige, was sich beim Bitcoin-Mining ändert. Alle 210.000 Blöcke – wenn die beiden also beim Würfeln 210.000 Mal einen Erfolg hatten – ändert sich die Belohnung der Miner. Und zwar halbiert sie sich. Erst bekommen die Miner 50 Bitcoin je gelöster Aufgabe. Dann sind es 25, dann 12,5, dann 6,25, dann 3,125, und so weiter, bis es irgendwann nur noch 0,00000001 Bitcoin sind. Aber bis dahin wird noch sehr viel Zeit vergehen. Denn es dauert ungefähr 4 Jahre, bis 210.000 Blöcke gefunden sind. Derzeit sind wir in der dritten Phase, in der die Miner 12,5 Bitcoin bekommen. Voraussichtlich im Mai 2020 wird die vierte Phase beginnen. Dann bekommen die Miner nur noch 6,25 Bitcoin.

Daher entstehen im Lauf der Zeit immer weniger Bitcoins. Satoshi Nakamoto hat sich dabei, so sagt man, an einer Goldmine orientiert. Auch dort finden die Miner immer weniger Gold, und die Mühe, Gold zu finden, wird immer schwieriger. Daher ist Bitcoin viel mehr ein virtuelles Gold als ein virtueller Euro. Was das nun bedeutet, ist aber eine ganz andere Frage.[/text_block]