Mining
Mining ist der Prozess, durch den
Krypto-Transaktionen gebündelt, verifiziert und in einem digitalen Ledger, der
Blockchain, aufgezeichnet werden. Die von den Minern geleistete Arbeit ist für die Aufrechterhaltung der Integrität des Netzwerks unerlässlich und ermöglicht die Einführung neuer Coins in das System.
Im traditionellen Finanzsystem werden
Fiatwährungen von Zentralbanken gedruckt und von Geschäftsbanken in Umlauf gebracht. Im Gegensatz dazu liegt bei Kryptowährungen die Ausgabe neuer Coins nicht in den Händen einer zentralisierten Stelle. Stattdessen werden neue Kryptowährungseinheiten durch den Prozess des Minings erzeugt, der einer Reihe von Regeln folgt, die im zugrundeliegenden Protokoll festgelegt sind. Während das Protokoll die grundlegenden Regeln definiert, geben die sogenannten
Konsensalgorithmen vor, wie diese Regeln befolgt werden (z.B. bei der Validierung von Transaktionen).
Bei Bitcoin werden die Teilnehmer am Mining-Prozess als Mining-
Knoten (oder einfach nur als Miner) bezeichnet. Sie spielen eine Schlüsselrolle für die Sicherheit des Blockchain-Netzwerks. Die Aufgabe eines Miners besteht darin, unbestätigte Transaktionen aus dem Memory Pool zu sammeln und sie zu einem
Kandidatenblock zusammenzustellen, den er dann zu validieren versucht.
Bei der Erstellung eines Kandidatenblocks fügt ein Miner eine zusätzliche Transaktion an, mit der er sich die
Blockbelohnung sendet. Diese Transaktion wird als Coinbase-Transaktion bezeichnet und ist oft die erste, die in einem Block aufgezeichnet wird.
Nachdem eine Liste mit unbestätigten Transaktionen erstellt wurde, wird jede Transaktion gehasht. Die entsprechenden Ausgaben werden in Paaren organisiert, die ebenfalls gehasht werden und neue Ausgaben erzeugen, die wiederum in Paaren organisiert und gehasht werden. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis ein einziger Hashwert entsteht, der als Root-Hash oder Wurzel des
Merkle-Baums bezeichnet wird.
Der Root-Hash wird dann mit dem Hash des zuvor bestätigten Blocks kombiniert, zusammen mit einer Pseudo-Zufallszahl, die
Nonce genannt wird, sowie einigen anderen Parametern. Diese Elemente werden dann ebenfalls gehasht und ergeben den Block-Hash für diesen Kandidatenblock.
Der Miner ist jedoch nur dann erfolgreich, wenn die resultierende Ausgabe (Block-Hash) für seinen Kandidatenblock unter einem vorgegebenen Wert (Zielwert) liegt. Dies bedeutet, dass der Prozess auf Versuch und Irrtum basiert und der Miner zahlreiche Hash-Funktionen mit verschiedenen Nonces ausführen muss, um eine gültige Ausgabe zu erhalten. Der erste Miner, der einen gültigen Hash findet, validiert seinen Kandidatenblock und erhält die Blockbelohnung. Der gesamte Prozess dauert im Durchschnitt zehn Minuten.
Nachdem ein Block validiert wurde, wird er der Blockchain hinzugefügt und die Miner beginnen mit der Arbeit am nächsten Block. Der von den Minern erzeugte gültige Hash fungiert als Beweis für ihre Arbeit, weshalb der Bitcoin-Konsensalgorithmus
Proof of Work (Arbeitsnachweis) genannt wird. Jeder bestätigte Block hat einen eindeutigen Block-Hash, der als Kennung dient.
Die
Blockbelohnung wird vom Bitcoin-Protokoll festgelegt und alle 210.000 Blöcke (d.h. etwa alle vier Jahre) reduziert. Sie betrug ursprünglich 50 BTC und liegt jetzt bei 6,25 BTC.