WIE FUNKTIONIERT BITCOIN MINING

13th April 2017

WIE FUNKTIONIERT BITCOIN MINING

Regierungen mit traditionellen Fiat-Geldsystemen drucken bei Bedarf einfach mehr Geld. Bei Bitcoin hingegen wird Geld nicht gedruckt – sondern entdeckt. Auf der ganzen Welt sind Computer mit dem ‚Mining‘ von Coins (Münzen) beschäftigt und konkurrieren dabei miteinander.

WAS GESCHIEHT BEIM MINING?

Benutzer schicken sich gegenseitig über das Bitcoin-Netzwerk rund um die Uhr Bitcoins zu. Werden diese Transaktionen jedoch nirgends aufgezeichnet, kann auch niemand nachvollziehen, wer jeweils was bezahlt hat. Als Antwort darauf, fasst das Bitcoin-Netzwerk alle während eines bestimmten Zeitraums erfolgten Transaktionen in einer als Block bezeichneten Liste zusammen. Aufgabe des Miners ist es, diese Transaktionen zu bestätigen und sie in einem Hauptbuch (Ledger) aufzuzeichnen.

EINFÜHRUNGSVIDEO ÜBER DAS BITCOIN-MINING (ENGLISCH)

von bitcoinmining.com 

JETZT WIRD GEHASHT

 

Dieses Hauptbuch besteht aus einer langen – auch als ‚Blockchain‘ bezeichneten – Liste von Blocks. Es kann dazu dienen, jede beliebige zwischen irgendwelchen Bitcoin-Adressen irgendwann im Netzwerk erfolgte Transaktion näher in Augenschein zu nehmen. Sobald ein neuer Transaktionsblock entsteht, wird er der Blockchain hinzugefügt, wodurch eine immer länger werdende Liste aller jemals im Bitcoin-Netzwerk stattgefundenen Transaktionen zustande kommt. Alle Beteiligten erhalten eine konstant aktualisierte Kopie des Blocks, damit sie über das jeweilige Geschehen informiert sind.

Ein Hauptbuch muss allerdings verlässlich sein – und das, auch wenn alles auf digitale Weise geschieht. Wie kann man sich aber sicher sein, dass die Blockchain intakt bleibt und niemals manipuliert wird? An diesem Punkt kommen die Miners ins Spiel.

Nach der Bildung eines Transaktionsblocks wird dieser von den Miners bearbeitet. Dazu nehmen sie die in einem Block enthaltene Information und wenden darauf eine mathematische Formel an. Dadurch wird etwas völlig anderes geschaffen, das viel kürzer ist und aus einer anscheinend willkürlichen Reihenfolge von Buchstaben und Nummern – einem sogenannten Hash – besteht. Dieser Hash wird dann am Ende der Blockchain zusammen mit dem Block gespeichert.

Solch ein Hash verfügt über interessante Eigenschaften. Er lässt sich aus einer Ansammlung von Daten wie einem Bitcoin-Block einfach erstellen. Allerdings ist es anhand des reinen Erscheinungsbildes des Hashs praktisch unmöglich herauszufinden, welche Daten ihm tatsächlich zugrundeliegen. Auch wenn sich aus einer dermaßen umfangreichen Datenmenge sehr leicht ein Hash generieren lässt, so ist jeder einzelne dennoch absolut einzigartig. Schon bei der Abwandlung eines im Bitcoin-Block enthaltenen Zeichens verändert sich der ganze Hash.

Miners verwenden zur Hash-Erzeugung nicht nur die in einem Block enthaltenen Transaktionen, sondern nutzen hierbei auch andere Dateninformation. Dazu gehört u. a. der Hash des letzten in der Blockchain gespeicherten Blocks.

Da zur Erstellung von jedem Block-Hash der Hash des vorangegangenen Blocks verwendet wird, entsteht auf diese Weise die digitale Version eines Wachssiegels. Dadurch wird bestätigt, dass der jeweilige Block – und jeder nachfolgende – zulässig ist, denn im Falle einer Manipulierung würde jeder davon Kenntnis erhalten.

Sobald man versuchen würden, eine Transaktion vorzutäuschen, und dafür einen bereits in der Blockchain gespeicherten Block modifiziert, würde das zu einer Änderung des Block-Hashs führen. Bei einer Überprüfung der Authentizität des Blocks unter Einsatz der Hash-Funktion käme heraus, dass der Hash sich von dem bereits mit dem Block in der Blockchain gespeicherten unterscheidet. Der Block würde sofort als Fälschung erkannt.

Da jeder Blockhash zur Generierung des Hashs des nächsten Blocks hinzugezogen wird, würde eine Manipulation auch den Hash des Folgeblocks ungültig machen. So käme eine Kettenreaktion zustande, die alles außer Gleichgewicht brächte.

DER KONKURRENZKAMPF UM COINS

Auf diese Weise ‚versiegeln‘ Miners also einen Block. Um das zu tun, konkurrieren sie alle miteinander und verwenden dazu eine speziell fürs Block-Mining entwickelte Software. Jedes Mal, wenn jemand erfolgreich einen neuen Hash erstellt, erhält derjenige dafür eine Belohnung von 25 Bitcoins. Gleichzeitig wird die Blockchain aktualisiert und alle dem Netzwerk Zugehörigen erfahren davon. Darin besteht der eigentliche Anreiz, Mining zu betreiben und die Transaktionen am Laufen zu halten.

Das Problem dabei ist, das sich eine auf gesammelten Daten basierende Hash-Erzeugung äußerst einfach gestaltet, da Computer so etwas wirklich gut beherrschen. Das Bitcoin-Netzwerk muss die Generierung also erschweren, da ansonsten jedermann alle Sekunden lang Hunderte von Transaktionsblocks hashen würde und das Mining aller Bitcoins somit innerhalb von Minuten abgeschlossen wäre. Dementsprechend verkompliziert das Bitcoin-Protokoll das Ganze absichtlich dadurch, dass ein sogenannter ‚Arbeitsnachweis‘ erforderlich ist.

Das Bitcoin-Protokoll gibt sich nicht mit irgendeinem alten Hash zufrieden, sondern verlangt, dass der Block-Hash ein bestimmtes Format – wie z. B. eine festgelegte Anzahl an Nullen – zu Beginn aufweist. Man kann vor der Generierung eines Hashs aber nie wissen, wie dieser letztendlich aussieht. Sobald dem Ganzen auch nur eine neue Dateninformation hinzugefügt wird, wird dadurch eine komplette Hash-Änderung in Gang gesetzt.

Miners dürfen die in einem Transaktionsblock vorhandenen Daten zwar nicht antasten, doch müssen sie die zur Erstellung eines Hashs verwandten Daten ändern. Um das zu erreichen, benutzen sie eine weitere willkürliche, ‚Nonce‘ genannte Dateninformation. Diese dient zusammen mit den Transaktionsdaten zur Generierung eines Hashs. Sollte der Hash nicht dem erforderlichen Format entsprechen, wird die Nonce geändert und das Ganze erneut gehasht. Häufig ist eine Vielzahl an Versuchen erforderlich, bis eine brauchbare Nonce gefunden wird, während gleichzeitig alle anderen Miners des Netzwerks ebenfalls damit beschäftigt sind. Auf diese Weise verdienen Miners ihre Bitcoins.

 

INFORMATIONSGRAFIK ZUM BITCOIN-MINING (ENGLISCH)

WHAT IS BITCOIN MINING

por bitcoinmining.com

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