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Was ist Mining?
Im Zusammenhang mit der Blockchain-Technologie bezeichnet Mining den Prozess der Suche nach neuen Bl?cken zur Speicherung von Transaktionsdaten in einem Blockchain-Netzwerk.
Der Begriff ist vor allem in Verbindung mit Bitcoin bekannt, wenngleich es auch in vielen anderen bekannten Blockchain-Netzwerken verwendet wird, darunter Litecoin, Dogecoin und Kaspa.
Der Mining-Prozess ist ein belohnungsbasiertes System, bei dem Mining-Knoten (spezialisierte Computer im Netzwerk) miteinander um die L?sung eines algorithmischen Puzzles wetteifern.
Der Knoten, der das R?tsel zuerst l?st, setzt den n?chsten Block zusammen und erh?lt eine Blockbelohnung, die in der von der Blockchain verwendeten Kryptow?hrung ausgezahlt wird.
So würde z. B. ein Bitcoin-Miner für das Mining eines neuen Blocks Bitcoins verdienen, w?hrend ein Litecoin-Miner für das Mining eines neuen Blocks Litecoins erhalten würde.
Mining einfach erkl?rt
Bei der Definition des Blockchain-Minings geht es um den von Bitcoin und vielen anderen Blockchains verwendeten Konsensmechanismus, das sogenannte Proof-of-Work-Mining.?
Bl?cke sind Gruppen von Transaktionen und Daten. Bei Proof-of-Work-Blockchains konkurrieren die Miner um einen Block, indem sie einen algorithmischen Hash-Wert finden, der mit dem Inhalt des Blocks übereinstimmt, sowie eine Nonce, eine nur einmal verwendete Zahl.?
Sobald der korrekte Hash-Wert durch Mining ermittelt wurde, nimmt der Miner ausstehende Transaktionen in den Block auf und erh?lt eine Blockbelohnung, die in Kryptow?hrung ausgezahlt wird.
Mining ist ein energieintensiver Prozess, bei dem Miner auf der Grundlage eines Algorithmus so lange Hashes erzeugen müssen, bis einer der Miner den richtigen Hash findet.
Im gesamten Bitcoin-Netzwerk k?nnen die Hash-Raten 700 Millionen Terahashes pro Sekunde übersteigen. Diese Hashing-Aktivit?t ist die Arbeit beim Proof-of-Work-Mining.
Wie Mining funktioniert
Zum besseren Verst?ndnis des Minings ist es hilfreich, zun?chst die grundlegende Struktur von Blockchains zu verstehen. In Bl?cken werden Transaktionen und Daten gespeichert.
Jeder Block enth?lt au?erdem einen Hash-Wert des Headers des vorherigen Blocks, der die Bl?cke in der Blockchain miteinander verbindet.?
Ein Hash ist eine Dateneingabe, die als hexadezimaler Wert dargestellt wird, wie er vom Hash-Algorithmus vorgegeben wird.
So wird beim Bitcoin-Netzwerk zum Beispiel SHA-256 zur Generierung von Hash-Werten verwendet.
| Dateneingabe (Transaktionen) | SHA-256-Hash-Ausgabe (Transaktionshashes) |
| Alice hat Bob 1 Bitcoin geschickt | 7d1838090ffe4310b9e1688f88ace3299803434b5055906db80c430a4a1371cd |
| Bob hat Carol 2 Bitcoins geschickt | c9f5b245a5e40fda604f49202fd9061c8f96c4e4ba254ab3036218d5ccc1dab3 |
| Alice hat Bob 1 Bitcoin geschickt, Bob hat Carol 2 Bitcoins geschickt | eb98beea33f2acbe868cab0373c1cfc98dcb26d3ecf3bfe487b5b5ecfa0705bc |
Bei jeder Transaktion wird ein eindeutiger Transaktionshash verwendet. Sp?ter im Mining-Prozess werden Transaktionen gepaart und zusammen gehasht.
Hashing kommt im gesamten Protokoll zum Einsatz, von Wallet-Adressen bis hin zum Mining neuer Bl?cke.
Hash-Werte scheinen zuf?llig zu sein, aber derselbe Input generiert mithilfe eines bestimmten Algorithmus immer denselben Output mit fester L?nge.
In Proof-of-Work-Netzwerken werden Transaktionsbl?cke zusammengestellt und von dem Miner, der den korrekten Hash für den Block generiert, zur Blockchain hinzugefügt.
Genauer gesagt muss der Miner einen qualifizierten Hash mit der erforderlichen Schwierigkeit für die L?sung des Blocks finden. Man kann sich jeden Hash als eine Vermutung vorstellen, die jedoch den Regeln des Protokolls folgen muss.
Die Gesamthash-Rate von Bitcoin, d. h. die Anzahl der Hashes, die das Netzwerk-Mining pro Sekunde generiert, ist seit 2021 stetig gestiegen.
Die Mining-Schwierigkeit ?ndert sich basierend auf der kombinierten Hash-Rate für das Netzwerk. Die niedrigstm?gliche Schwierigkeit ist 1.
Die Schwierigkeit für den unten gezeigten Bitcoin-Block betrug fast 84 Billionen. Zum Mining dieses Blocks musste der Miner einen Hash finden, der mit den Blockdaten und der Nonce übereinstimmte, aber auch 19 führende Nullen aufwies.
Der erfolgreiche Hash war 00000000000000000002ff6d98c9f7a961db78b13c67429d18fdee6506c19e21.
Die Nonce, auf die weiter unten ebenfalls eingegangen wird, erh?ht sich bei jedem erfolglosen Versuch, einen Block abzubauen, um eins, beginnend bei null.
Der Miner verdiente 6,35265978 BTC. Dabei handelte es sich zum Teil um neue Bitcoins, die durch das Protokoll gepr?gt wurden, und zum Teil um Netzwerkgebühren, die von Nutzern des Bitcoin-Netzwerks gezahlt wurden.
Merkle-Root: a7acdabb6325bc562125a1e22388f76826affffd085afc96776eb621dea752d6
Der Merkle-Root für den obigen Block ist ein Hash aller 1.720 Transaktionshashes im Block.?
Transaktionshashes werden paarweise gehasht, wobei die resultierenden Hashes erneut gepaart werden und die Paare dann immer wieder gepaart werden, bis sie einen Hash ergeben: den Merkle-Root.
In dieser Hinsicht bietet das Hashing auch eine M?glichkeit, einzelne Transaktionen mit einer eindeutigen Kennung zu identifizieren und einen gesamten Block abzugleichen, um sicherzustellen, dass die Daten unver?ndert sind.
Der Merkle-Root wird zusammen mit dem Hash des vorherigen Blocks Teil des Block-Headers, wodurch die Bl?cke in der Kette miteinander verknüpft werden, wenn Miner neue Bl?cke hinzufügen.
Mining-Typen
Es gibt verschiedene Formen des Mining in Bezug auf die Hardware, die zur Erzeugung von Hashes verwendet wird.
Für einige Mining-Algorithmen, wie z. B. RandomX oder CryptoNight, ist CPU-Mining jedoch immer noch rentabel. Die Rentabilit?t h?ngt vom Wert der zu minenden Kryptow?hrung und den Stromkosten für den Betrieb des Miners ab.
Blockchain-Mining: Anwendungsm?glichkeiten
Das Mining von Blockchains erfüllt mehrere Funktionen, die alle zur Sicherheit und zum Wohlstand des Blockchain-?kosystems beitragen.
Ist Mining legal?
Blockchain-Mining ist in den meisten L?ndern der Welt legal. Allerdings gibt es laut Library of Congress mehrere L?nder, die Kryptow?hrungen ganz oder teilweise verboten haben, einschlie?lich des Minings.
Der Iran, Pakistan, ?gypten, China und andere Staaten beschr?nken oder verbieten die Nutzung oder das Mining von Kryptow?hrungen.
Die Kommunalverwaltungen k?nnen auch Zonen oder Strombeschr?nkungen festlegen, die sich auf die M?glichkeit auswirken k?nnen, Kryptow?hrungen zu minen.
Mining: Vor- und Nachteile
Im Vergleich zu Proof-of-Stake oder anderen Konsensmechanismen bietet das Proof-of-Work-Mining Vorteile. Der Energieverbrauch und die hohen Ger?tekosten zeigen jedoch einige Nachteile auf.
Vorteile
- Krypto-Mining wird im Vergleich zu anderen Konsensmechanismen oft als sicherer angesehen, da die Kosten für das erneute Mining von Bl?cken zur ?nderung einer früheren Transaktion unerschwinglich sind.
- Mining stellt eine st?rker dezentralisierte Methode zur Konsensfindung dar.
- Mit dem Mining-Mechanismus kann jeder an der Konsensfindung teilnehmen und Kryptow?hrung verdienen, indem er zur Sicherung des Netzwerks beitr?gt.
Nachteile
- Mining mit Proof-of-Work ist im Vergleich zu anderen Konsensmechanismen, wie z. B. Proof-of-Stake, wesentlich energieintensiver.
- Einige Proof-of-Work-Mining-Netzwerke, wie z. B. Bitcoin, bieten viel langsamere Transaktionsgeschwindigkeiten.
- Teure Ausrüstungsanforderungen k?nnen das Mining verteuern, wodurch sich die Mining-Hashraten h?ufig auf gut finanzierte Miner oder Mining-Pools
konzentrieren.
Fazit
H?ufig wird Mining als sicherste Methode zum Schutz von Kryptow?hrungstransaktionen und der Integrit?t der Blockchain betrachtet.
Der Prozess dreht sich um die Generierung kryptografischer Hashes, um einen qualifizierten Hash zu finden, der einen neuen Block für Transaktionen ?ffnet.?
Zwar hat das Mining seine Vorteile, wie Sicherheit und verst?rkte Dezentralisierung, doch kann der Prozess auch kostspielig sein, sowohl in Bezug auf die Stromkosten als auch auf die Ausrüstung.
