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Bitcoin-Mining

Was ist Bitcoin-Mining?

Es besteht die Möglichkeit, dass Sie den Begriff „Bitcoin-Mining“ hören und Ihre Gedanken beginnen, in die westliche Fantasie der Spitzhacken zu wandern. Schmutz, und auffallend reich. Wie sich herausstellt, diese Analogie ist nicht weit entfernt.

Bitcoin-Mining wird von leistungsstarken Computern durchgeführt, die komplexe mathematische Rechenprobleme lösen. Diese Probleme sind so komplex, dass sie nicht von Hand gelöst werden können und kompliziert genug sind, um selbst unglaublich leistungsstarke Computer zu belasten.

Die zentralen Thesen

  • Bitcoin-Mining ist der Prozess der Schaffung neuer Bitcoins durch das Lösen eines Rechenrätsels.
  • Bitcoin-Mining ist notwendig, um das Transaktionsbuch zu führen, auf dem Bitcoin basiert.
  • Bergleute sind in den letzten Jahren sehr anspruchsvoll geworden und verwenden komplexe Maschinen, um den Bergbaubetrieb zu beschleunigen.
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Das Ergebnis des Bitcoin-Minings ist zweifach. Zuerst, wenn Computer diese komplexen mathematischen Probleme im Bitcoin-Netzwerk lösen, sie produzieren neue Bitcoins (ähnlich wenn ein Bergbaubetrieb Gold aus dem Boden extrahiert). Und zweitens, durch das Lösen von mathematischen Rechenaufgaben, Bitcoin-Miner machen das Bitcoin-Zahlungsnetzwerk vertrauenswürdig und sicher, indem sie seine Transaktionsinformationen überprüfen.

Wenn jemand Bitcoin irgendwohin schickt, es wird eine Transaktion genannt. Transaktionen im Geschäft oder online werden von Banken dokumentiert, Kassensysteme, und physische Quittungen. Bitcoin-Miner erreichen dasselbe, indem sie Transaktionen in „Blöcken“ zusammenfassen und sie zu einem öffentlichen Datensatz namens Blockchain hinzufügen. Knoten führen dann Aufzeichnungen dieser Blöcke, damit sie in Zukunft verifiziert werden können.

Wenn Bitcoin-Miner einen neuen Transaktionsblock zur Blockchain hinzufügen, Teil ihrer Aufgabe ist es, sicherzustellen, dass diese Transaktionen korrekt sind. Bestimmtes, Bitcoin-Miner stellen sicher, dass Bitcoin nicht dupliziert wird, eine einzigartige Eigenart digitaler Währungen, die als Doppelausgaben bezeichnet wird. Bei gedruckten Währungen, Fälschungen sind immer ein Thema. Aber im Allgemeinen, Wenn Sie 20 US-Dollar im Geschäft ausgeben, diese Rechnung liegt in der Hand des Sachbearbeiters. Mit digitaler Währung, jedoch, es ist eine andere Geschichte.

Digitale Informationen lassen sich relativ leicht reproduzieren, also mit Bitcoin und anderen digitalen Währungen, Es besteht die Gefahr, dass ein Spender eine Kopie seines Bitcoins anfertigen und an eine andere Partei senden kann, während er das Original behält.

Besondere Überlegungen

Belohnung von Bitcoin-Minern

Mit bis zu 300 000 Käufe und Verkäufe an einem einzigen Tag, Die Überprüfung jeder dieser Transaktionen kann für Bergleute eine Menge Arbeit bedeuten. Als Entschädigung für ihre Bemühungen Miner erhalten Bitcoin, wenn sie der Blockchain einen neuen Transaktionsblock hinzufügen.

Die Menge an neuem Bitcoin, die mit jedem abgebauten Block freigesetzt wird, wird als Blockbelohnung bezeichnet. Die Blockbelohnung wird alle 210 halbiert, 000 Blöcke (oder etwa alle vier Jahre). In 2009, es war 50. Im Jahr 2013, es war 25, 2018 waren es 12,5, und im Mai 2020, es wurde auf 6,25 halbiert.

Bitcoin halbierte erfolgreich seine Mining-Belohnung – von 12,5 auf 6,25 – zum dritten Mal am 11. Mai 2020.

Dieses System wird bis etwa 2140 andauern. Zu diesem Zeitpunkt Miner werden mit Gebühren für die Verarbeitung von Transaktionen belohnt, die Netzwerkbenutzer zahlen. Diese Gebühren stellen sicher, dass die Miner weiterhin den Anreiz haben, zu minen und das Netzwerk am Laufen zu halten. Die Idee ist, dass der Wettbewerb um diese Gebühren dazu führt, dass sie nach Abschluss der Halbierungen niedrig bleiben.

Diese Halbierungen reduzieren die Rate, mit der neue Coins erstellt werden, und daher, das verfügbare Angebot verringern. Dies kann für Anleger einige Auswirkungen haben, da andere Vermögenswerte mit geringem Angebot – wie Gold – eine hohe Nachfrage haben und die Preise in die Höhe treiben können. Bei dieser Halbierungsrate die Gesamtzahl der im Umlauf befindlichen Bitcoins wird eine Grenze von 21 Millionen erreichen, die Währung vollständig endlich und im Laufe der Zeit möglicherweise wertvoller machen.

El Salvador machte Bitcoin am 9. Juni zum gesetzlichen Zahlungsmittel 2021. Es ist das erste Land, das dies tut. Die Kryptowährung kann für jede Transaktion verwendet werden, bei der das Unternehmen sie akzeptieren kann. Der US-Dollar ist weiterhin die Hauptwährung von El Salvador.

Überprüfung von Bitcoin-Transaktionen

Damit Bitcoin-Miner tatsächlich Bitcoin durch die Überprüfung von Transaktionen verdienen können, zwei Dinge müssen passieren. Zuerst, sie müssen Transaktionen im Wert von einem Megabyte (MB) verifizieren, die theoretisch so klein wie eine Transaktion sein können, aber häufiger mehrere Tausend sind, abhängig davon, wie viele Daten jede Transaktion speichert.

Sekunde, um einen Block von Transaktionen zur Blockchain hinzuzufügen, Bergleute müssen ein komplexes mathematisches Rechenproblem lösen, auch Arbeitsnachweis genannt. Eigentlich versuchen sie, eine 64-stellige Hexadezimalzahl zu finden, Hash genannt, der kleiner oder gleich dem Ziel-Hash ist. Grundsätzlich, der Computer eines Bergmanns spuckt Hashes mit unterschiedlichen Raten aus – Megahashes pro Sekunde (MH/s), Gigaashes pro Sekunde (GH/s), oder Terahashes pro Sekunde (TH/s) – je nach Einheit, alle möglichen 64-stelligen Zahlen erraten, bis sie zu einer Lösung kommen. Mit anderen Worten, es ist ein spiel.

Der Schwierigkeitsgrad des neuesten Blocks beträgt im August 2020 mehr als 16 Billionen. Das ist, die Wahrscheinlichkeit, dass ein Computer einen Hash unter dem Ziel erzeugt, beträgt 1 zu 16 Billionen. Um das ins rechte Licht zu rücken, Du bist ungefähr 44, 500-mal wahrscheinlicher, den Powerball-Jackpot mit einem einzigen Lottoschein zu gewinnen, als wenn Sie den richtigen Hash bei einem einzigen Versuch auswählen. Glücklicherweise, Mining-Computersysteme spucken viele Hash-Möglichkeiten aus. Dennoch, Bitcoin-Mining erfordert enorme Energiemengen und ausgeklügelte Rechenoperationen.

Der Schwierigkeitsgrad wird alle 2, 016 Blöcke, oder ungefähr alle zwei Wochen, mit dem Ziel, die Abbauraten konstant zu halten. Das ist, je mehr Miner um eine Lösung konkurrieren, desto schwieriger wird das Problem. Das Gegenteil ist auch der Fall. Wird dem Netz Rechenleistung entzogen, der Schwierigkeitsgrad wird nach unten angepasst, um das Mining zu erleichtern.

Analogie zum Bitcoin-Mining

Sagen wir, ich erzähle drei Freunden, dass ich an eine Zahl zwischen 1 und 100 denke, und ich schreibe diese Nummer auf ein Blatt Papier und verschließe es in einem Umschlag. Meine Freunde müssen die genaue Zahl nicht erraten, Sie müssen nur die erste Person sein, die eine Zahl errät, die kleiner oder gleich der Zahl ist, an die ich denke. Und es gibt keine Begrenzung, wie viele Vermutungen sie bekommen.

Nehmen wir an, ich denke an die Zahl 19. Wenn Freund A 21 errät, sie verlieren, weil 21> 19. Wenn Freund B 16 errät und Freund C 12 errät, dann sind beide theoretisch zu tragfähigen Antworten gekommen, weil 16 <19 und 12 <19. Für Freund B gibt es kein "extra credit", obwohl die Antwort von B näher an der Zielantwort von 19 lag.

Stellen Sie sich nun vor, ich stelle die Frage "Rate mal, an welche Zahl ich denke", Aber ich frage nicht nur drei Freunde, und ich denke nicht an eine Zahl zwischen 1 und 100. Vielmehr Ich frage Millionen von Möchtegern-Bergleuten, und ich denke an eine 64-stellige Hexadezimalzahl. Jetzt sehen Sie, dass es extrem schwierig sein wird, die richtige Antwort zu erraten.

Bitcoin-Miner müssen nicht nur den richtigen Hash finden, aber sie müssen auch die ersten sein, die es tun.

Da Bitcoin-Mining im Wesentlichen Vermutungen ist, Die richtige Antwort vor einem anderen Miner zu finden, hat fast alles damit zu tun, wie schnell Ihr Computer Hashes produzieren kann. Noch vor einem Jahrzehnt, Bitcoin-Mining könnte auf normalen Desktop-Computern wettbewerbsfähig durchgeführt werden. Im Laufe der Zeit, jedoch, Bergleute erkannten, dass Grafikkarten, die üblicherweise für Videospiele verwendet werden, effektiver waren, und sie begannen das Spiel zu dominieren. Im Jahr 2013, Bitcoin-Miner begannen, Computer zu verwenden, die speziell für das Mining von Kryptowährungen so effizient wie möglich entwickelt wurden. als anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs) bezeichnet. Diese können von mehreren Hundert bis zu Zehntausenden von Dollar reichen. aber ihre Effizienz beim Bitcoin-Mining ist überlegen.

Heute, Bitcoin-Mining ist so wettbewerbsfähig, dass es nur mit den aktuellsten ASICs profitabel betrieben werden kann. Wenn Sie Desktop-Computer verwenden, Grafikprozessoren (GPUs), oder ältere Modelle von ASICs, die Kosten des Energieverbrauchs übersteigen tatsächlich die erzielten Einnahmen. Auch mit dem neuesten Gerät zu Ihrer Verfügung, Ein Computer reicht selten aus, um mit dem zu konkurrieren, was Miner Mining-Pools nennen.

Ein Mining-Pool ist eine Gruppe von Minern, die ihre Rechenleistung kombinieren und die abgebauten Bitcoins auf die Teilnehmer aufteilen. Überproportional viele Blöcke werden von Pools abgebaut und nicht von einzelnen Minern. Mining-Pools und Unternehmen haben einen großen Prozentsatz der Rechenleistung von Bitcoin repräsentiert.

Bitcoin vs. traditionelle Währungen

Verbraucher neigen dazu, gedruckten Währungen zu vertrauen. Das liegt daran, dass der US-Dollar von einer Zentralbank der USA unterstützt wird. die Federal Reserve genannt. Neben vielen anderen Aufgaben, die Federal Reserve reguliert die Produktion von neuem Geld, und die Bundesregierung verfolgt die Verwendung von Falschgeld.

Sogar digitale Zahlungen mit dem US-Dollar werden von einer zentralen Behörde unterstützt. Wenn Sie einen Online-Einkauf mit Ihrer Debit- oder Kreditkarte tätigen, zum Beispiel, diese Transaktion wird von einem Zahlungsabwicklungsunternehmen (wie Mastercard oder Visa) abgewickelt. Zusätzlich zur Aufzeichnung Ihres Transaktionsverlaufs, diese Unternehmen überprüfen, ob Transaktionen nicht betrügerisch sind, Dies ist einer der Gründe, warum Ihre Debit- oder Kreditkarte während der Reise gesperrt werden kann.

Bitcoin, auf der anderen Seite, wird nicht von einer zentralen Behörde reguliert. Stattdessen, Bitcoin wird von Millionen von Computern auf der ganzen Welt unterstützt, die als Knoten bezeichnet werden. Dieses Computernetzwerk erfüllt die gleiche Funktion wie die Federal Reserve, Visa, und Mastercard, aber mit ein paar wesentlichen Unterschieden. Knoten speichern Informationen über frühere Transaktionen und helfen, deren Authentizität zu überprüfen. Im Gegensatz zu diesen zentralen Behörden jedoch, Bitcoin-Knoten sind über die ganze Welt verteilt und zeichnen Transaktionsdaten in einer öffentlichen Liste auf, auf die jeder zugreifen kann.

Geschichte des Bitcoin-Minings

Zwischen 1 von 16 Billionen Quoten, Schwierigkeitsstufen skalieren, und das riesige Netzwerk von Benutzern, die Transaktionen überprüfen, Ein Transaktionsblock wird ungefähr alle 10 Minuten verifiziert. Aber es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass 10 Minuten ein Ziel sind, keine Regel.

Das Bitcoin-Netzwerk verarbeitet derzeit mit Stand August 2020 knapp vier Transaktionen pro Sekunde. mit Transaktionen, die alle 10 Minuten in der Blockchain protokolliert werden. Im Vergleich, Visa kann ungefähr 65 verarbeiten, 000 Transaktionen pro Sekunde. Da das Netzwerk der Bitcoin-Benutzer weiter wächst, jedoch, die Anzahl der Transaktionen, die in 10 Minuten durchgeführt werden, wird schließlich die Anzahl der Transaktionen überschreiten, die in 10 Minuten verarbeitet werden können. An diesem Punkt, Wartezeiten für Transaktionen beginnen und werden länger, es sei denn, es wird eine Änderung am Bitcoin-Protokoll vorgenommen.

Dieses Problem im Herzen des Bitcoin-Protokolls wird als Skalierung bezeichnet. Obwohl Bitcoin-Miner im Allgemeinen zustimmen, dass etwas getan werden muss, um die Skalierung zu beheben, es gibt weniger Konsens darüber, wie das geht. Es wurden zwei Hauptlösungen vorgeschlagen, um das Skalierungsproblem anzugehen. Die Entwickler haben vorgeschlagen, entweder eine sekundäre "Off-Chain" -Schicht von Bitcoin zu erstellen, die schnellere Transaktionen ermöglicht, die später von der Blockchain verifiziert werden können, oder oder Erhöhen der Anzahl von Transaktionen, die jeder Block speichern kann. Mit weniger zu überprüfenden Daten pro Block, die erste Lösung würde Transaktionen für Miner schneller und billiger machen. Die zweite würde sich mit der Skalierung befassen, indem durch Erhöhen der Blockgröße alle 10 Minuten mehr Informationen verarbeitet werden können.

Im Juli 2017, Bitcoin-Miner und Mining-Unternehmen, die etwa 80 bis 90 Prozent der Rechenleistung des Netzwerks ausmachen, stimmten für die Integration eines Programms, das die zur Überprüfung jedes Blocks erforderliche Datenmenge verringern würde.

Das Programm, für das die Bergleute gestimmt haben, um das Bitcoin-Protokoll hinzuzufügen, wird als Segregated Witness bezeichnet. oder SegWit. Dieser Begriff ist eine Verschmelzung von segregierten, Bedeutung getrennt, und Zeuge, was sich auf Signaturen bei einer Bitcoin-Transaktion bezieht. Getrennter Zeuge, dann, bedeutet, Transaktionssignaturen von einem Block zu trennen – und sie als erweiterten Block anzuhängen. Obwohl das Hinzufügen eines einzelnen Programms zum Bitcoin-Protokoll nicht viel nach einer Lösung aussieht, Schätzungen zufolge machen Signaturdaten bis zu 65 % der in jedem Transaktionsblock verarbeiteten Daten aus.

Weniger als einen Monat später, im August 2017, eine Gruppe von Bergleuten und Entwicklern initiierte einen Hard Fork, das Bitcoin-Netzwerk verlassen, um eine neue Währung mit derselben Codebasis wie Bitcoin zu erstellen. Obwohl diese Gruppe der Notwendigkeit einer Skalierungslösung zustimmte, Sie befürchteten, dass die Einführung der SegWit-Technologie das Skalierungsproblem nicht vollständig lösen würde.

Stattdessen, Sie entschieden sich für die zweite Lösung, die Anzahl der Transaktionen zu erhöhen, die jeder Block speichern kann. Die resultierende Währung, namens Bitcoin Cash, erhöhte die Blockgröße auf 8 MB, um den Verifizierungsprozess zu beschleunigen und eine Leistung von rund 2 Millionen Transaktionen pro Tag zu ermöglichen. Am 16. August 2020, Bitcoin Cash wurde auf etwa 302 $ geschätzt, gegenüber etwa 11 $ von Bitcoin. 800.