Was ist Schürfen?
Schürfen ist der Prozess der Erstellung von gültigen Blöcken, die Transaktionsdatensätze zum öffentlichen Hauptbuch von Bitcoin (BTC), der sogenannten Blockchain, hinzufügen. Es ist eine entscheidende Komponente des Bitcoin-Netzwerks, da es das so genannte „Double-Spend-Problem“
Das Double-Spend-Problem bezieht sich auf das Problem, dass ein Konsens über eine Reihe von Transaktionen gefunden werden muss. Der Besitz von Bitcoin kann mathematisch durch Kryptographie mit öffentlichen Schlüsseln nachgewiesen werden, die mit der heutigen Technologie nicht geknackt werden können. Allerdings kann die Kryptographie allein nicht garantieren, dass eine bestimmte Münze nicht zuvor an jemand anderen gesendet wurde. Um eine gemeinsame Transaktionshistorie zu erstellen, braucht man eine vereinbarte Reihenfolge, die z. B. auf dem Zeitpunkt der Erstellung jeder Transaktion basiert. Jede externe Eingabe kann jedoch von demjenigen, der sie liefert, manipuliert werden, so dass die Teilnehmer dieser dritten Partei vertrauen müssen.
Mining (und Blockchain im Allgemeinen) nutzt wirtschaftliche Anreize, um eine zuverlässige und vertrauenswürdige Möglichkeit zur Bestellung von Daten zu bieten. Die dritten Parteien, die Transaktionen bestellen, sind dezentralisiert und erhalten für korrektes Verhalten eine finanzielle Belohnung. Im Gegensatz dazu führt jegliches Fehlverhalten zum Verlust wirtschaftlicher Ressourcen, zumindest solange die Mehrheit ehrlich bleibt.
Im Fall des Bitcoin-Minings wird dieses Ergebnis durch die Erstellung einer Folge von Blöcken erzielt, die mathematisch nachgewiesen werden können, dass sie mit einem bestimmten Ressourceneinsatz in der richtigen Reihenfolge gestapelt wurden. Der Prozess beruht auf den mathematischen Eigenschaften eines kryptografischen Hashes – einer Möglichkeit, Daten auf standardisierte Weise zu kodieren.
Hashes sind ein Einweg-Verschlüsselungswerkzeug, was bedeutet, dass es nahezu unmöglich ist, sie zu ihren Eingabedaten zu entschlüsseln, es sei denn, jede mögliche Kombination wird getestet, bis das Ergebnis mit dem gegebenen Hash übereinstimmt.
Das ist es, was Bitcoin-Miner tun: Sie gehen jede Sekunde Billionen von Hashes durch, bis sie einen finden, der eine Bedingung namens „Schwierigkeit“ erfüllt. Sowohl die Schwierigkeit als auch der Hash sind sehr große Zahlen, die in Bits ausgedrückt werden, so dass die Bedingung einfach erfordert, dass der Hash niedriger als die Schwierigkeit ist. Die Schwierigkeit wird alle 2016 Bitcoin-Blöcke – oder etwa zwei Wochen – angepasst, um eine konstante Blockzeit aufrechtzuerhalten, die sich darauf bezieht, wie lange es dauert, jeden neuen Block zu finden.
Der von den Schürfern erzeugte Hash wird als Kennung für einen bestimmten Block verwendet und setzt sich aus den Daten im Block-Header zusammen. Die wichtigsten Komponenten des Hashs sind die Merkle-Wurzel – ein weiterer aggregierter Hash, der die Signaturen aller Transaktionen in diesem Block enthält – und der eindeutige Hash des vorherigen Blocks.
Das bedeutet, dass die Änderung auch nur der kleinsten Komponente eines Blocks den erwarteten Hash merklich verändern würde – und den jedes folgenden Blocks ebenfalls. Die Knoten würden diese falsche Version der Blockchain sofort zurückweisen und so das Netzwerk vor Manipulationen schützen.
Durch die Schwierigkeitsanforderung garantiert das System, dass die Miner echte Arbeit leisten – die Zeit und den Strom, die sie für das Hashing durch die möglichen Kombinationen aufwenden. Aus diesem Grund wird das Konsensprotokoll von Bitcoin „Proof-of-Work“ genannt, um es von anderen Arten von Mechanismen zur Blockerstellung zu unterscheiden. Um das Netzwerk anzugreifen, haben böswillige Organisationen keine andere Möglichkeit, als die gesamte Mining-Leistung des Netzwerks neu zu erzeugen. Bei Bitcoin würde das Milliarden von Dollar kosten.
Wie Bitcoin-Schürfer bezahlt werden
Das Netzwerk erkennt die Arbeit der Schürfer in Form von Belohnungen für die Erzeugung neuer Blöcke an. Es gibt zwei Arten von Belohnungen: neue Bitcoin, die mit jedem Block erzeugt werden, und Gebühren, die von Benutzern für Transaktionen im Netzwerk gezahlt werden. Die Blockbelohnung für neu geprägte Bitcoin, die sich im Mai 2020 auf 6,25 BTC belaufen wird, macht den Großteil der Einnahmen der Miner aus. Dieser Wert ist so programmiert, dass er sich in festen Abständen von etwa vier Jahren halbiert, so dass schließlich kein Bitcoin mehr gemined wird und nur noch Transaktionsgebühren die Sicherheit des Netzwerks gewährleisten.
Bis zum Jahr 2040 wird die Blockbelohnung auf weniger als 0,2 BTC gesunken sein, und von 21 Millionen Bitcoin werden nur noch 80.000 zu haben sein. Erst nach 2140 wird das Mining effektiv enden, wenn die letzten BTC langsam abgebaut werden.
Auch wenn die Blockbelohnung im Laufe der Zeit abnimmt, wurden vergangene Halbierungen durch einen Anstieg des Bitcoin-Preises reichlich kompensiert. Dies ist zwar keine Garantie für zukünftige Ergebnisse, aber Bitcoin-Schürfer genießen ein relativ hohes Maß an Sicherheit bezüglich ihrer Aussichten. Die Gemeinschaft unterstützt die derzeitige Mining-Vereinbarung sehr und hat keine Pläne, sie auslaufen zu lassen, wie Ethereum, eine andere wichtige Mining-Münze. Unter den richtigen Bedingungen können die einzelnen Miner zuversichtlich sein, dass das Unternehmen einen Gewinn erzielen wird.
Auch wenn das Mining ein hart umkämpftes Geschäft ist, ist der Einstieg immer noch relativ einfach. In den Anfangsjahren von Bitcoin konnten Hobbybastler einfach eine Software auf ihrem Computer hochfahren und sofort loslegen. Diese Zeiten sind längst vorbei, aber die Einrichtung eines speziellen Bitcoin-Miners ist nicht so schwierig, wie es zunächst scheinen mag.
Wie man Hardware für das Mining auswählt
Das erste, was man beachten sollte, ist, dass für das Mining von Bitcoin die einzige Möglichkeit darin besteht, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (Application-Specific Integrated Circuit) zu kaufen, der gemeinhin als ASIC bezeichnet wird.
Diese Geräte können nur Bitcoin schürfen, aber sie sind dabei sehr effizient. Sie sind sogar so effizient, dass ihre Einführung um 2013 alle anderen Arten von Rechengeräten fast über Nacht überflüssig gemacht hat.
Wenn Sie mit herkömmlichen CPUs, GPUs oder fortschrittlicheren FPGAs minen wollen, müssen Sie sich nach anderen Münzen umsehen. Diese Geräte können zwar Bitcoin schürfen, aber in einem so langsamen Tempo, dass es nur eine Verschwendung von Zeit und Strom ist. Zum Vergleich: Die beste Grafikkarte, die kurz vor dem Aufkommen der ASICs verfügbar war, die AMD 7970, produzierte 800 Millionen Hashes pro Sekunde. Ein durchschnittlicher ASIC erzeugt heute 100 Billionen Hashes pro Sekunde – ein 125.000-facher Unterschied.
Die Anzahl der in einer Sekunde erzeugten Hashes wird gemeinhin als „Hash-Rate“ bezeichnet und ist ein wichtiges Leistungsmaß für Mining-Geräte.
Es gibt zwei weitere wichtige Faktoren, die beim Kauf eines Mining-Geräts berücksichtigt werden sollten. Einer ist der Stromverbrauch, der in Watt gemessen wird. Zwischen zwei Geräten, die die gleiche Anzahl von Hashes erzeugen, ist dasjenige profitabler, das am wenigsten Strom verbraucht.
Der dritte Faktor sind die Stückkosten für jedes Gerät. Es ist sinnlos, den energieeffizientesten ASIC der Welt zu haben, wenn es 10 Jahre dauert, bis er sich amortisiert hat.
Bitcoin hat ein ziemlich lebendiges Ökosystem von ASIC-Herstellern, die sich oft in diesen drei Parametern unterscheiden. Einige produzieren effizientere, aber auch teurere ASICs, während andere leistungsschwächere Hardware zu einem günstigeren Preis herstellen. Bevor Sie analysieren, welches Gerät für Ihre Bedürfnisse am besten geeignet ist, ist es wichtig, die anderen Faktoren zu verstehen, die den Gewinn beeinflussen.
Die Ökonomie des Bitcoin-Minings
Wie beim Immobiliengeschäft dreht sich beim Mining alles um den Standort, den Standort, den Standort.
Unterschiedliche Orte auf der Welt haben einen unterschiedlichen durchschnittlichen Strompreis. In vielen Industrieländern ist Strom für Privathaushalte oft viel zu teuer, als dass sich der Bergbau finanziell lohnen würde. Bei einem Strompreis zwischen 0,15 und 0,25 Dollar pro Kilowattstunde ist die Rechnung für das Mining in Wohngebieten zu hoch, um dauerhaft profitabel zu sein.
Professionelle Bitcoin-Miner platzieren ihren Betrieb oft in Regionen, in denen Strom sehr billig ist. Dazu gehören die Region Sichuan in China, Island, die Region Irkutsk in Russland sowie einige Gebiete in den Vereinigten Staaten und Kanada. Diese Regionen verfügen in der Regel über irgendeine Form der billigen lokalen Stromerzeugung, z. B. durch Wasserkraftwerke.
Die Preise für diese Minenbetreiber liegen oft unter 0,06 $ pro KWh, was in der Regel niedrig genug ist, um auch in Zeiten des Marktabschwungs einen Gewinn zu erzielen.
Im Allgemeinen werden Preise unter 0,10 $ empfohlen, um einen stabilen Betrieb aufrechtzuerhalten. Die Wahl des richtigen Standorts hängt weitgehend von den Lebensumständen des Einzelnen ab. Menschen, die in Entwicklungsländern leben, müssen möglicherweise nicht weiter als bis zu ihrem eigenen Haus gehen, während diejenigen in entwickelten Ländern wahrscheinlich höhere Eintrittsbarrieren haben.
Abgesehen von der Wahl der Hardware hängen der Gewinn und die Einnahmen eines einzelnen Miners stark von den Marktbedingungen und der Präsenz anderer Miner ab. Während der Hausse kann der Bitcoin-Preis in die Höhe schießen, was dazu führt, dass die von ihnen geschürften BTC auf Dollarbasis mehr wert sind.
Die positiven Zuflüsse aus der Hausse werden jedoch dadurch ausgeglichen, dass andere Miner die gestiegenen Gewinne sehen und mehr Geräte kaufen, um den Einnahmestrom anzuzapfen. Das Ergebnis ist, dass jeder einzelne Miner nun weniger BTC generiert als zuvor. Schließlich tendieren die generierten Einnahmen zu einem Gleichgewichtspunkt, an dem weniger effiziente Miner beginnen, weniger zu verdienen, als sie für Strom ausgeben, wodurch Geräte abgeschaltet werden und andere mehr Bitcoin verdienen können.
Normalerweise geschieht dies nicht sofort. Es gibt eine gewisse Verzögerung, da ASICs manchmal nicht schnell genug produziert werden können, um den Anstieg des Bitcoin-Preises auszugleichen.
In einem Bärenmarkt gilt das umgekehrte Prinzip: Die Einnahmen sinken, bis die Miner beginnen, ihre Geräte massenhaft abzuschalten.
Um zu vermeiden, dass sie verdrängt werden, müssen die bestehenden Miner eine erfolgreiche Kombination aus Standort und Hardware finden, die es ihnen ermöglicht, ihren Vorsprung zu halten. Außerdem müssen sie ihr Kapital ständig aufrechterhalten und reinvestieren, da effizientere Hardware die Gewinne älterer Miner vollständig schmälern kann.
Vergleich der Rentabilität von Mining-Hardware
Es gibt mehrere Online-Rechner auf Websites wie AsicMinerValue, CryptoCompare und Nicehash, mit denen die Rentabilität eines Mining-Geräts schnell überprüft werden kann. Es ist auch möglich, den Gewinn manuell mit der folgenden Formel zu schätzen:
Diese Formel wird von vielen dieser Rechner verwendet und stellt einfach Ihren Anteil an der gesamten Hashrate geteilt durch die Gesamtausgabe des Netzwerks in Dollar dar. Bei den erforderlichen Eingabewerten handelt es sich entweder um feste Parameter (die Blockzeit für Bitcoin beträgt 10 Minuten, so dass in einer Stunde sechs Blöcke und an einem Tag 144 Blöcke geschürft werden), oder sie sind auf Daten-Websites wie Blockchain.com oder Coinmetrics zu finden.
Um den Gewinn zu ermitteln, muss man auch die Stromkosten abziehen. Dank der Äquivalenz zwischen Kilowatt und Kilowattstunden kann dies so einfach sein wie die Multiplikation des Stromverbrauchs des Geräts mit 24 Stunden pro Tag und dem Strompreis pro Kilowattstunde.
Unten finden Sie eine Tabelle mit den wichtigsten ASICs auf dem heutigen Markt und ihrer Amortisationszeit – das heißt, wie lange es dauern würde, bis die Investition bei den aktuellen Einnahmen kostendeckend ist. Es ist erwähnenswert, dass der Gewinn eines Miners im Laufe der Zeit stark schwankt, und die Extrapolation eines einzigen Tages in die Zukunft kann zu ungenauen Ergebnissen führen. Nichtsdestotrotz ist es eine nützliche Kennzahl, um die relative Effektivität der einzelnen Geräte zu verstehen.
Wie in der Tabelle zu sehen ist, erzielt keiner der ASICs einen Gewinn bei Preisen von 0,20 $ pro KWh. Die relative Leistung ist bei den ASICs der neuen Generation meist gleich, während ältere Modelle ein attraktives Angebot sein können, wenn der Strom günstig ist.
Der Canaan AvalonMiner 1066 beispielsweise hat eine niedrige Energieeffizienz, aber auch einen sehr niedrigen Preis, was ihn in der niedrigen Strompreisklasse ziemlich wettbewerbsfähig macht, obwohl er ein recht altes Modell ist. Der Bitmain S17 Pro, ein ASIC der vorherigen Generation, kann sich aufgrund seiner niedrigeren Kosten noch behaupten, wird aber schnell unattraktiv, wenn der Referenzstrompreis erhöht wird. Die Geräte von MicroBT scheinen insgesamt die ausgewogenste Leistung zu haben.
Ein letzter Punkt, der berücksichtigt werden muss, ist, dass diese Tabelle in einem Bullenmarkt erstellt wurde. Die Gewinne sind möglicherweise höher als der Durchschnitt, obwohl die Halbierung von 2020 noch frisch ist und den Effekt durch eine geringere Bitcoin-Ausgabe ausgleichen könnte.
Kauf und Einrichtung der Hardware
Es gibt mehrere Geschäfte, die ASICs an Einzelhandelskunden verkaufen, während einige Hersteller auch den direkten Kauf ermöglichen. Obwohl sie schwieriger zu beschaffen sind als gewöhnliche Grafikkarten, ist es für jeden möglich, einen ASIC zu einem akzeptablen Preis zu kaufen. Zu beachten ist, dass beim Kauf in Geschäften oder bei Herstellern, die aus dem Ausland liefern, hohe Einfuhrzölle anfallen können.
Je nach Hersteller oder Geschäft werden ASICs auch ohne Netzteil angeboten, das dann separat gekauft werden muss. Einige ASIC-Hersteller verkaufen ihre eigenen Geräte, aber es ist auch möglich, für Server oder Spielcomputer gebaute Netzteile zu verwenden, obwohl diese wahrscheinlich spezielle Modifikationen erfordern.
ASICs müssen über ein Ethernet-Kabel mit dem Internet verbunden werden, und sie können nur über einen Webbrowser konfiguriert werden, indem man sich mit der lokalen IP-Adresse verbindet, ähnlich wie bei einem Heimrouter.
Bevor man weitermacht, ist es notwendig, ein Konto bei einem Mining-Pool der Wahl einzurichten, der dann detaillierte Informationen darüber liefert, wie man sich mit seinen Servern verbindet. Im Web-Panel des ASIC müssen Sie die Verbindungsendpunkte und Kontoinformationen des Pools eingeben. Der Miner beginnt dann zu arbeiten und Bitcoin zu generieren.
Das Mining über einen etablierten Pool wird dringend empfohlen, da Sie durch die gemeinsame Nutzung Ihrer Hardware mit anderen konstante Erträge erzielen können. Auch wenn Ihr Gerät nicht immer den richtigen Hash findet, um einen Block zu erzeugen, wird Ihr Beitrag dennoch belohnt.
Berücksichtigungen und Risiken des Bitcoin-Minings
Zusätzlich zum finanziellen Risiko, keinen Gewinn zu erzielen, gibt es technische Risiken, die mit der Verwaltung von Hochleistungsgeräten wie ASICs verbunden sind.
Eine angemessene Belüftung ist erforderlich, um das Durchbrennen von Komponenten aufgrund von Überhitzung zu vermeiden. Der gesamte Stromverbrauch des Miners wird in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben, und ein ASIC ist wahrscheinlich das leistungsstärkste Gerät in Ihrem Haus oder Büro.
Das bedeutet auch, dass Sie die Grenzen Ihres Stromnetzes sorgfältig berücksichtigen müssen. Das Stromnetz Ihres Hauses ist für eine bestimmte Höchstleistung ausgelegt, und auch jede Steckdose hat ihren eigenen Wert. Wenn Sie diese Grenzen überschreiten, kann es leicht zu häufigen Stromausfällen oder Bränden kommen. Lassen Sie sich von einem Fachmann beraten, um festzustellen, ob Ihre elektrische Anlage sicher ist.
Reguläre Wartung gegen Staub und andere Umwelteinflüsse ist ebenfalls erforderlich, um die Geräte gesund zu erhalten. Obwohl Ausfälle relativ selten sind, können ASICs ohne ordnungsgemäße Wartung früher als erwartet ausfallen.
Auch wenn einzelne ASICs ausfallen können, besteht die größte Gefahr für ihre Rentabilität darin, dass sie veraltet sind. Effizientere Miner werden schließlich die älteren Geräte verdrängen.
Historische Generationen von Minern wie der Bitmain S9, der um 2016 auf den Markt kam, hielten etwa vier Jahre durch, bevor sie unter jeder Strompreiskonfiguration (außer Null) unrentabel wurden. Die Geschwindigkeit des Fortschritts in der Computertechnologie ist jedoch weitgehend unvorhersehbar.
Bitcoin-Mining ist keine Ausnahme zu anderen Unternehmungen. Es birgt sowohl Potenzial für Gewinne als auch für Risiken. Hoffentlich bietet dieser Leitfaden einen guten Ausgangspunkt, um beides zu bewerten.