Das ist der 5. Teil unserer Blogserie über Bitcoin und BlockchainFür alle, die Teil 1Teil 2, Teil 3 und Teil 4 nicht gelesen haben, empfehlen wir das vorab zu tun.

Mining ist ein Prozess, mit dem die ins Netz gestellte Transaktion geprüft wird und im Falle ihre Richtigkeit in die gesamte Transaktionskette bei allen Netzwerkteilnehmern eingeschrieben wird. Die Netzwerk-Mitglieder, die über die für das Mining ausreichende Rechnerkapazitäten verfügen, heißen Miner. Die Miner prüfen die Richtigkeit jeder Transaktion, damit die Gesamtkette (das Kontobuch) aktuell und korrekt bleibt. Dafür bekommen sie eine Vergütung in Bitcoins.

In unserem Beispiel können sowohl Max als auch Rita, als auch Alex Miner sein, müssen es aber nicht. Miner muss hingegen wie schon gesagt, nicht nur der Netzwerkteilnehmer sein, er muss auch über die notwendige Hardware und Software verfügen, die es ihm ermöglicht, die Transaktionen zu prüfen.

Nachdem Rita ihren Wunsch, 4 Bitcoins an Alex zu überweisen, als Transaktionsnachricht in Form eines Hash ins Netz schickt (und wir wissen schon, dass alle Nachrichten im Bitcoin-Netzwerk als ein Hash dargestellt werden), starten die Miner ihr Prüfverfahren. Das ist rechnerisch eine aufwendige Aufgabe, die man für das allgemeine Wissen nicht unbedingt verstehen muss. Wir schreiben trotzdem paar Sätze dazu:

Zu der Hash-Zeichenfolge von Rita muss eine einfache Zahl X gefunden werden, so dass die ursprüngliche Zeichenfolge von Rita mit Zehn Nullen vorne ergänzt wird. Dafür braucht man heutzutage ca. 10 bis 20 Minuten. So wird ein unikaler Hash erstellt.

Der Miner, der die Zahl zuerst gefunden hat, benachrichtigt alle anderen Miner, die die Lösungssuche dann abbrechen und anfangen, die gefundene Lösung vom ersten Miner zu prüfen. Nachdem die meisten Miner bestätigt haben, dass die Lösung richtig ist, Rita die Bitcoins hat und dass Rita die Transaktion initiiert hat (hier hilft die digitale Signatur!), wird die Transaktion in die gesamte Kette bei jedem Netzwerkteilnehmer eingetragen, heißt bei allen Miners. Anders gesagt wird in dem Moment das weltweit geführte Kontobuch um eine neue Transaktion erweitert und in allen lokalen Kontobüchern widergespiegelt.

Alle neuen Transaktionen werden durch Teilnehmer der Blockchain validiert, bevor sie dem Netzwerk hinzugefügt werden. Diejenigen Teilnehmer, die an der Validierung arbeiten, erhalten dafür eine Belohnung.

Alle neuen Transaktionen werden durch Teilnehmer der Blockchain validiert, bevor sie dem Netzwerk hinzugefügt werden. Diejenigen Teilnehmer, die an der Validierung arbeiten, erhalten dafür eine Belohnung.

Für die Prüfung und die Erstellung eines Bitcoins bekommt der Miner, wie schon gesagt, eine Vergütung – auch „Block Reward“ benannt. Die Vergütung für die Erstellung wird nach einer festgelegten Gesamtzahl erfolgter Prüfungen halbiert (das nennt man „Bitcoin Halving“). Am Anfang belief sich die Vergütung auf 50 Bitcoins. Stand heute sind es 6,25 Bitcoins. Am Ende (ungefähr im Jahre 2140), wenn der letzte Bitcoin generiert sein wird, gibt es keine Vergütung für die Miner mehr. Die Miner werden jedoch für die Transaktionsprüfungen weiterhin vergütet. Mining ist somit wie ein Wettbewerb. Die Chancen, ihn zu gewinnen, steigen für einen Miner proportional mit dem Anteil seiner Rechnerkapazitäten im Vergleich zu dem gesamten Netzwerk. Hat der Miner 1% der Rechnerkapazitäten, so hat er ca. 1% Gewinnchancen. Hat er 51% der Rechnerkapazitäten, so hat er 51% Gewinnchancen. In dem Fall kann er sogar (rein theoretisch!) die Transaktionen zu eigenen Gunsten fälschen. Das kann aus dem folgenden Grund passieren: Miner, die mindestens 51% der Hashrate kontrollieren, produzieren langfristig mehr Blöcke als der Rest des Netzwerks und können damit (theoretisch!) eigene gefälschte Transaktionsgeschichten in alle lokalen Bücher eintragen, bzw. Transaktionen, zu denen der Kontoinhaber tatsächlich kein Geld hatte. Das ist ein bekanntes Problem, das 51%-Attacke heißt. Das erklären wir im nächsten Teil.

Lesen Sie im Teil 6:

  • Double-Spending: doppelte Ausgabe der gleichen Einheiten
  • 51%-Attacke: das meist gefürchtete Problem beim Blockchain

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Quellen:
cryptography Info Page (metzdowd.com)
Bitcoin – Browse Files at SourceForge.net
mempool – Bitcoin Explorer

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