Blockchain-Grundlagen
Bitcoin-Mining und Proof of Work
Wie Miner Blöcke erzeugen, wie Nodes sie prüfen und was diese Arbeit über ein Mining-Angebot aussagt.
Personen & Projekte
In diesem Artikel
Was Bitcoin-Miner tatsächlich tun
Beim Bitcoin-Mining werden Transaktionen zu einem möglichen nächsten Block zusammengestellt. Der Miner berechnet aus ihnen eine Merkle-Wurzel und sucht durch wiederholtes Hashen des Block-Headers nach einem Ergebnis, das den aktuellen Zielwert erfüllt. Dazu verändert er zulässige Felder. Mehr Rechenleistung ermöglicht mehr Versuche pro Sekunde; ein erfolgreiches Ergebnis lässt sich damit nicht im Voraus auswählen.
Ein Block enthält üblicherweise gebührenpflichtige Transaktionen und eine besondere Coinbase-Transaktion, mit der der Miner die erlaubte Blocksubvention und Gebühren beansprucht. Mining-Pools verteilen Arbeit auf Teilnehmer und erfassen deren Beiträge mit leichter zu erfüllenden Arbeitsnachweisen, sogenannten Shares. Ein akzeptierter Share belegt geleistete Arbeit nach den Pool-Regeln. Die meisten Shares sind jedoch keine gültigen Bitcoin-Blöcke. Eine Anzeige mit vielen Shares zeigt deshalb nicht, wie viele Blöcke ein einzelner Teilnehmer gefunden hat. Bitcoin developer guide: mining.
- ZusammenstellenTransaktionen, Merkle-Wurzel und Block-Header
- Arbeitsnachweis findenHeader variieren, bis der Hash den Zielwert erfüllt
- ValidierenFull Nodes prüfen den Block und jede Transaktion
Ein Node verwirft einen regelwidrigen Block, auch wenn dessen Arbeitsnachweis den Zielwert erfüllt.
Proof of Work allein macht einen Block nicht gültig
Full Nodes prüfen Blöcke und Transaktionen anhand ihrer Konsensregeln. Unter anderem müssen die Bedingungen für das Ausgeben erfüllt sein; eine gewöhnliche Transaktion darf keine Outputs erzeugen, deren Gesamtwert ihre Inputs übersteigt. Auch die Coinbase-Transaktion darf die erlaubte Belohnung nicht überschreiten. Ein Block wird für einen regelkonformen Node nicht dadurch gültig, dass viel Rechenleistung in ihn geflossen ist.
Das ist entscheidend bei der Behauptung, Miner könnten beliebige fremde Coins nehmen. Rechenleistung legt keinen privaten Schlüssel offen. Die Reihenfolge gültiger Transaktionen zu beeinflussen, eine eigene Zahlung durch eine konkurrierende zu ersetzen und eine fremde Signatur zu fälschen sind unterschiedliche Fähigkeiten. Wer diese Vorgänge vermischt, beschreibt weder den Angriff noch die Schutzmechanismen korrekt. Bitcoin developer guide: transactions.
Wie konkurrierende Ketten behandelt werden
Mehrere Miner können konkurrierende Blöcke finden, bevor alle Teilnehmer vom jeweils anderen Block erfahren haben. Nodes müssen dann zwischen gültigen Ketten wählen. Entscheidend ist die aufsummierte Rechenarbeit, nicht eine Abstimmung, bei der jeder erreichbare Node eine Stimme erhält. Eine alternative Kette muss die Regeln erfüllen und zugleich genügend Arbeit vorweisen. Viele zusätzliche Netzwerkidentitäten ersetzen deshalb keine Mining-Leistung.
Bitcoin passt den Zielwert alle 2.016 Blöcke anhand der Zeit des vorherigen Anpassungszeitraums an. Angestrebt wird ein durchschnittlicher Blockabstand von etwa 10 Minuten. Das ist ein statistischer Mittelwert, kein Fahrplan: Einzelne Blöcke können rasch oder erst nach längerer Wartezeit eintreffen. Wenn ein Explorer vorübergehend keinen neuen Block zeigt, belegt das allein noch keinen Stillstand des Netzwerks. Bitcoin developer guide: the blockchain.
Was Bestätigungen absichern
Eine Zahlung erhält ihre erste Bestätigung, wenn sie in einem Block der akzeptierten Kette enthalten ist. Weitere Blöcke verlängern diese Historie. Wer eine ältere Zahlung durch eine konkurrierende Historie ersetzen will, muss damit gegen mehr aufsummierte Arbeit antreten. Das Bitcoin-Whitepaper modelliert diesen Aufholversuch und erklärt, weshalb sowohl der Rechenanteil des Angreifers als auch die Tiefe der Zahlung wichtig sind.
Eine Bestätigung prüft nicht, ob ein Händler liefert, ob eine Börse ihre Kunden auszahlen kann oder ob ein als Bitcoin-Investment beworbener Token seriös ist. Eine Börse kann beispielsweise eine echte, bestätigte Einzahlung gutschreiben und die Kundengelder danach an ein verbundenes Unternehmen verleihen. Der Blockchain-Eintrag kann korrekt sein, während die Rückzahlungsfähigkeit des Verwahrers sinkt. Bitcoin whitepaper, sections 5 and 11.
Mining-Angebote untersuchen
Bei einem Mining-Angebot muss zuerst klar sein, was verkauft wird: eine Maschine, ein vertraglicher Anteil an deren Ertrag, ein Guthaben bei einem Betreiber oder ein angeblich durch Mining gedeckter Token. Eine Zahlung eines Pools an ein Unternehmen belegt zunächst einen Zahlungseingang. Sie beweist weder das Eigentum eines bestimmten Kunden an einer Maschine noch dessen Anspruch auf diesen Ertrag.
Angenommen, ein Betreiber zeigt ein Pool-Dashboard und verspricht einen festen täglichen Ertrag. Die Anzeige muss zu den behaupteten Geräten, dem Betriebszeitraum und den Auszahlungen passen. Zusätzlich muss erklärt werden, wer Fehlbeträge trägt, wenn Kosten oder Erträge schwanken. Ein Foto von Geräten beantwortet diese vertragliche Frage nicht. Eine ungeklärte Differenz bleibt eine offene Frage und rechtfertigt weder eine Empfehlung noch eine unbelegte Betrugsbehauptung.
Sichere Angebot, Zahlungsadresse, Vertragsbedingungen und datierte Screenshots gemeinsam. Vergleiche die beworbenen Erträge mit den vorgelegten Aufzeichnungen und trenne Bruttoeinnahmen von dem Betrag, der nach Kosten und Verpflichtungen übrig bleibt. Hier wird ein Geschäft und dessen Leistungsversprechen untersucht. Die Gültigkeit eines Bitcoin-Blocks beantwortet diese Fragen nicht.