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So funktioniert die ausgefeilte Bitcoin-Ökonomie

Bitcoins sind in aller Munde. (Foto: Jonathan Waller / Flickr Lizenz: CC BY 2.0)

Hinter dem virtuellen Währungssystem Bitcoin steht Computerrechenkraft, die inzwischen 256 Mal höher ist als die der 500 schnellsten Supercomputer zusammengenommen, berichtete kürzlich das Wirtschaftsmagazin Forbes. Doch für wen lohnt es sich überhaupt noch Bitcoins zu minen, wie es im Sprachgebrauch der Community heißt – also mittels Spezialhardware mathematische Gleichungen zu lösen, um Bitcoins zu errechnen?

Vorweg gesagt: Mit einem normalen PC und selbst speziellen parallel geschalteten Grafikkarten ist beim Bitcoin-Mining kein Blumentopf mehr zu gewinnen. Selbst FPGAs – Spezialhardware, in denen die logischen Schaltungen zum Lösen der Gleichungen vorprogrammiert sind – lohnen schon lange nicht mehr, weil die Stromkosten den Wert der errechneten Bitcoins übersteigen. Damit überhaupt ein ganzer Bitcoin zu einem Kurswert von zuletzt rund 800 US-Dollar errechnet werden kann, müssen sich selbst jene mit noch spezialisierterer Hardware – sogenannte ASICs (Englisch für application-specific integrated circuit, also anwendungsspezifische integrierte Schaltung) – zu einem sogenannten Mining-Pool zusammenschließen und die Rechenkraft über das Internet bündeln. Hashing Power nennen Miner die eingebrachte Rechenkraft.

Wann lohnt sich das Minen?

ASICs zum Errechnen von Bitcoin stellen Firmen wie KnCMiner, Avalon, Bitfury, TerraHash, ASICMiner, Black Arrow, RedFury und Butterfly Lab her. Die Anschaffung eines solchen Geräts muss genau kalkuliert werden: Jede Spezialhardware kann nur für begrenzte Zeit genug Rechenkraft aufbringen, damit die Stromkosten nicht den Gewinn der errechneten Bitcoin überwiegen. Wann dieser Zeitpunkt erreicht ist, hängt von verschiedenen Parametern ab: Stromkosten, Bitcoin-Kurs und der insgesamt im Bitcoin-System vorhandenen Rechenkraft.

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(Foto: zcopley / flickr.com, Lizenz: CC-BY-SA)

Je mehr Nutzer sich nämlich daran machen und Bitcoins errechnen wollen, desto höher wird die sogenannte Difficulty. Dahinter steckt ein sich selbst regulierendes mathematisches System: Je mehr Rechenkraft aufgewendet wird, um neue Bitcoins zu errechnen, desto schwerer werden die zu lösenden Aufgaben. „Circa alle zwei Wochen wird die durchschnittliche Berechnungszeit für neue Blöcke ermittelt und die Schwierigkeit der Mining-Puzzles so justiert, dass wieder die Zielzeit von 10 Minuten pro Block erreicht wird“, erklärt Professor Rainer Böhme vom Institut für Wirtschaftsinformatik an der Universität Münster.

Die Website „The Genesis Block“ lässt Miner mit verschiedener Hardware berechnen, ob und wie lange sich die Bitcoin-Produktion für sie finanziell lohnt. Erwartete Kursgewinne sollten dabei keine Rolle spielen: Wer von einem steigenden Kurs ausgeht, kann sich die entsprechenden Bitcoins auch einfach heute gegen Euro oder Dollar kaufen, statt sie zu hohen Stromkosten zu minen.

Auf die Lieferbarkeit kommt es an

Wichtig ist, dass die pünktliche Lieferbarkeit sichergestellt ist. Kommt das ASIC zu spät, könnte die Difficulty schon so stark angestiegen sein, dass sich der Einsatz nicht mehr lohnt. Hier haben Miner schon böse Überraschungen erlebt: So waren beispielsweise ASICs der Firma Butterfly erst deutlich später lieferbar als zunächst angegeben. Das Unternehmen reagierte bis Montag nicht auf eine Bitte um Stellungnahme. „Würden Sie einen Goldesel für weniger verkaufen als den Wert der Dukaten, die er ausspuckt?“, sagt Bitcoin-Experte Böhme zu dem Fall. Fairer verhielt sich hier der Hersteller Avalon, wie der Bitcoin-Experte und Miner Denis Ahrens kürzlich in dem Podcast Freakshow sagte: Nachdem sich die Lieferung so sehr verzögerte, dass sich der Einsatz der ASICs nicht mehr gelohnt hätte, wurden die Bestellungen annulliert.

Werden die zu lösenden Gleichungen, also die Difficulty, zu schwer, steigen Bitcoin-Miner aus, weil die Stromkosten die Belohnung in Form von Bitcoins übersteigen. Dann wird die Difficulty automatisch niedriger, wodurch wiederum der Anreiz steigt, bei dem System mitzumachen. So entsteht automatisch ein Gleichgewicht, das dafür sorgt, dass es immer genug Miner im Bitcoin-System gibt. „Langfristig wird sich Mining nur dort auf der Welt lohnen, wo der Strompreis am billigsten ist oder eine Mining-Wärme-Kopplung realisiert werden kann. Letzteres heißt, die Abwärme wird genutzt und so das Mining querfinanziert“, sagt Böhme von der Uni Münster.

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Miner sind unverzichtbarer Grundpfeiler des Bitcoin-Systems

Die virtuelle Währung ist auf die Miner angewiesen. Sie sorgen nicht nur dafür, dass sie gesamte Bitcoin-Menge von derzeit 12 Millionen in Richtung der maximal möglichen 21 Millionen wächst. Ihre Rechenkraft ist auch notwendig, um die Transaktionen von einem Bitcoin-Konto zu einem anderen durch Rechenkraft abzusichern. Wie beim Berechnen der Bitcoins kommen hier Techniken aus der Kryptografie, der Verschlüsselungstechnik mit Hilfe von Mathematik, zum Einsatz. Für die mathematische Absicherung einer Geldtransaktion nehmen die Miner eine Gebühr in Höhe von beispielsweise 0,0001 Bitcoin.

Diese Gebühr ist derzeit noch sehr gering. Nur 0,76 Prozent der verdienten Bitcoins werden derzeit durch Tansaktionsgebühren verdient. Es ist vorgesehen, dass dieser Anteil mit der Zeit immer weiter ansteigt, wenn es sich kaum noch lohnt, neue Bitcoin zu errechnen – denn immerhin muss ein Anreiz für die Miner bleiben, ihre Rechenkraft weiter für das System zur Verfügung zu stellen.

„Die Gebühren werden den Transaktionen wie Trinkgeld mitgegeben. Es ist im Moment unklar, auf welchem Niveau sich das einpendeln wird“, sagt Bitcoin-Experte Böhme. „Anhaltspunkte sind die Kosten der Transaktionsverifizierung oder ein Kartell der großen Mining-Pools. Die Verarbeitungskosten einer Transaktion sind unabhängig von deren Höhe. Man könnte also auch einen Fixpreis anstreben.“

Die 51-Prozent-Attacke

Auch hier kommt wieder das Spiel der Marktkräfte zum Zuge, da die bereits erwähnte Difficulty beim Lösen der Gleichungen auch bei der Absicherung der Transaktionen zum Tragen kommt. Wichtig ist, den Minern Anreize zu geben, im Bitcoin-System zu bleiben. Denn sollte irgendwann einmal jemand die Kontrolle über 51 Prozent der Rechenkraft im Bitcoin-System erlangen, könnte er den Rest der Miner quasi mathematisch überstimmen, eigene Regeln definieren und damit sämtliche Bitcoin im System übernehmen. Angesichts der dezentral verteilten enormen Rechenkraft im System ist das derzeit allerdings nur ein theoretisches Problem.

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Von Stephan Dörner

Ursprünglich publiziert bei wsj.de.

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4 Reaktionen
Romano Kleinwächter

Es gibt bereits Ansätze die erzeugte Rechenleistung und den damit verbundenen Stromverbrauch sinnvoll zu nutzen, allerdings nicht bei Bitcoins, sondern bei Primecoins.

Bei Primecoins besteht der Proof of Work in der Faktorisierung von großen Primzahlen, welche für die Wissenschaft von hoher Bedeutung sind.

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G. Kaufmann

Obwohl Bitcoin mitterweile als Währung scheinbar einen Durchbruch zu haben scheint, sehe ich es ebenfalls als berechtigte Kritik dass für eine virtualle Währung deren Rechenleistung "eigentlich" keinen wirtschaftlichen Nutzen hat, soviel Strom verbraucht.

Tatsächlich wäre es doch fast sinnvoller eine solche Währung darauf aufzubauen, dass Rechenleistung als "Cloud Computing" sinnvolle Aufgaben berechnet anstatt Hash-Summen die nach mathematischem Schema bestimmte Merkmale erfüllen, welche dann plötzlich als Währung akzeptiert werden.

Das Grund-Konzept des "Cloud Banking" finde ich klasse. Aber die immense Rechenleistung könnte sicherlich sowohl für soziale als auch wirtschaftliche Zwecke sinnvoller eingesetzt werden.

Zum Thema Stromverbrauch:
Ich hoffe die meisten aktiven Bitcoin Miner nutzen wenigstens Solarstrom/Zellen oder zumindest Ökostrom...

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Jens

Die Frage ist, was du bis jetzt dagegen getan hast, das Banken soviel Strom verbrauchen. Abgesehen davon, das man mit Fiatgeld Kriege finanziert.

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Gerhard

Verstehe ich das richtig: auf der Welt wird gepredigt Strom zu sparen und für virtuelle Währung wir er massenweise verheizt?

Antworten

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