Was ist Bitcoin Mining und wie funktioniert es?
Bitcoin ist nicht nur die älteste Kryptowährung, sondern auch die erste Kryptowährung, die auf Blockchain-Technologie basiert. Transaktionen im Netzwerk werden in Blöcken gespeichert und an die Blockchain gehangen.
Der Prozess, der zur Erstellung und Validierung der Blöcke dient, wird als Bitcoin Mining bezeichnet. In diesem Artikel zeigen wir dir, wie genau Bitcoin Mining funktioniert und ob sich das Mining auch heute noch lohnt.
Das Wichtigste zum Bitcoin Mining in Kürze
- Was ist Bitcoin Mining? Bitcoin Mining ist die Suche nach einem neuen Block für die Bitcoin Blockchain.
- Wie verdienen Bitcoin Miner Geld? Bitcoin Miner erhalten für das Finden eines neuen Blocks einen Block Reward und alle Transaktionsgebühren aus dem geschürften Block.
- Wie hoch ist der Energieverbrauch von Bitcoin? Bitcoin verbraucht ca. 168.9 TWh Strom pro Jahr; mehr als das gesamte Land Polen.
- Lohnt sich Bitcoin Mining? Bitcoin Mining ist ein profitables Geschäft. Wie sich Mining auch für Privatpersonen lohnen kann, erfährst du im Artikel.
1. Was ist Bitcoin Mining? Die Grundlagen
Der Begriff Bitcoin Mining beschreibt den Prozess, in dem ein neuer Block erfolgreich an die Blockchain angehängt wird. Um diesen Block zu finden, müssen Bitcoin Miner mathematische Rätsel lösen. Für jeden gefundenen Block erhält der erste Miner, der das Rätsel gelöst hat, neu geschaffene Bitcoins als Belohnung.
Der Begriff “Bitcoin Mining” lässt sich somit leicht falsch verstehen. Anders als bei Rohstoffen, wie z.B. Gold, werden nicht die Bitcoins direkt geschürft, sondern es wird nach neuen Blöcken für die Blockchain gesucht.
Der Mining Prozess ist die große Innovation von Bitcoin gewesen und bildet bis heute die Grundlage für die dezentralisierte Sicherheit des Bitcoin-Netzwerks.
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Welche Funktion erfüllt das Bitcoin Mining?
Dabei erfüllt das Bitcoin Mining zwei wichtige Funktionen für das Bitcoin Netzwerk:
- Bitcoin Miner sammeln Transaktionen zwischen Bitcoin Wallets in den neuen Blöcken. Dabei validieren sie gleichzeitig die Korrektheit der Transaktionen (hat ein Wallet z.B. genug Vermögen, um eine bestimmte Summe zu transferieren?) und schließen bösartige Transaktionen (z.B. Double Spending) aus. Somit sichern Miner das Bitcoin Netzwerk gegenüber Betrügern ab.
- Sobald ein Miner einen neuen Block an die Blockchain angehängt hat, sendet das Bitcoin Protokoll neu geschaffene Bitcoins an die Wallet Adresse des Miners. Bis alle 21 Millionen Bitcoins geschürft wurden, werden Miner also mit dem Bitcoin Block Reward belohnt, durch den neue BTC in den Umlauf gebracht werden. Die Transaktion vom Protokoll zur Adresse des Miners nennt man auch “Coinbase Transaktion”.
Das Bitcoin Netzwerk benötigt Miner also zum einen, um Transaktionen zu validieren und neue Blöcke an die Blockchain anzuhängen. Zum Anderen werden durch die Arbeit der Miner neue Bitcoins in Umlauf gebracht. Damit ist das Bitcoin Mining eine Möglichkeit, um Bitcoin zu verdienen.
2. Lohnt es sich, Bitcoins zu minen?
Rückblickend war Bitcoin Mining ein äußerst lukratives Geschäft für Miner. Insbesondere die hohen Block Rewards und der steigende Bitcoin Kurs haben entscheidend zur Profitabilität beigetragen.
Allgemein werden Bitcoin Miner über zwei Wege entlohnt:
- Belohnung für das Schürfen eines neuen Blocks (Block Reward)
- Transaktionsgebühren aller Transaktionen im Block
Bitcoin Mining Rewards
Die Belohnung für das erfolgreiche Finden neuer Blöcke für die Bitcoin Blockchain halbiert sich ungefähr alle vier Jahre. Dieser Mechanismus wurde eingeführt, um die Inflation von Bitcoin bei steigenden Kursen im Rahmen zu halten.
Als Bitcoin das allererste Mal in 2009 gemined wurde, betrug der Reward noch 50 BTC. Im Jahr 2012 wurde der Reward auf 25 BTC heruntergesetzt, 2016 auf 12,5 BTC und am 11. Mai 2020 dementsprechend auf 6,25 BTC pro Block. Voraussichtlich im April 2024 wird sich der Reward auf 3,125 BTC reduzieren.
Zum Zeitpunkt dieses Artikels (Februar 2024) liegt der Bitcoin-Kurs bei ca. 52.000 USD. Dementsprechend beträgt der Block Reward für Miner aktuell 325.000 USD.
Transaktionsgebühren aller Transaktionen im Block
Neben dem Mining Reward verdienen Bitcoin Miner zusätzlich Geld, indem sie Transaktionsgebühren einziehen.
Jeder Bitcoin Benutzer kann bei einer Transaktion angeben, in welcher Höhe er Transaktionsgebühren zahlen möchte. Je höher man die Transaktionsgebühren setzt, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Miner die Transaktion im Block inkludieren und die Transaktion schnell ausgeführt wird.
Die Anzahl an Transaktionen wurde im Protokoll ursprünglich auf 1 MB limitiert, sodass es für andere Netzwerkteilnehmer möglich war, gefundene Blöcke innerhalb kurzer Zeit zu verifizieren.
Durch das SegWit Update 2017 wurde mit dem “Block Weight” eine neue Variable eingeführt, die die Blockkapazität auf bis zu 4 MB erhöhte. Im Durchschnitt haben neue Bitcoin Blöcke heutzutage eine Größe von ca. 2 MB.
Zum Stand des Artikels verdienen Bitcoin Miner im Schnitt etwa 15.000 USD an Transaktionsgebühren, zusätzlich zu den Bitcoin Mining Rewards. Damit hat jeder Block insgesamt einen Wert von durchschnittlich 340.000 USD. Die aktuellen Mining Rewards lassen sich über Dashboards, wie z.B. mempool.space, einsehen.
Bitcoin Inflation und Auswirkung des Minings auf die Bitcoin Ökonomie
Insgesamt wird es 21.000.000 Bitcoin geben. Allerdings sorgen die Bitcoin Halvings für eine sinkende Anzahl neuer Bitcoin im Netzwerk. Lass uns im Folgenden einen Blick auf das Modell des Bitcoin-Netzwerks werfen.
Das Bitcoin Inflationsmodell
Das Bitcoin Protokoll reguliert die Schwierigkeit des Mining-Rätsels dynamisch, sodass im Schnitt alle 10 Minuten ein neuer Block generiert wird. Ebenfalls wurde festgelegt, dass alle 210.000 Blöcke der Block Reward halbiert wird. Dies entspricht ungefähr einem Intervall von 4 Jahren, zu denen Bitcoin Halvings, also die Reduzierung der Mining Rewards, stattfinden.
Rechnet man dieses Modell für die Zukunft weiter, so zeigt sich, dass nach 6,93 Millionen Blöcken im Jahr 2140 voraussichtlich der letzte neue Bitcoin gemined wird.
Was zu diesem Zeitpunkt mit dem Bitcoin Netzwerk passieren könnte, wird innerhalb der Community stark diskutiert. Manche Entwickler vertreten den Standpunkt, dass neue Mining Rewards eingeführt werden müssten, damit Miner weiterhin das Bitcoin Netzwerk sichern. Andere Entwickler wiederum gehen davon aus, dass die Bitcoin Transaktionsgebühren ausreichen können, um Mining weiterhin profitabel zu halten.
Bitcoin Preis-Volatilität führt zu stetigem Verkaufsdruck
Bitcoin gilt als ein riskantes Investment, da durch die hohe Volatilität Kursschwankungen von 30-40 % zur Normalität gehören.
Dies stellt auch ein Risiko für die Miner dar, die hohe laufende Kosten für Hardware, Hardware-Entwicklung und Stromkosten ausgleichen müssen. Um sich gegen dieses Risiko abzusichern, verkaufen viele Miner die frischen Bitcoins aus der Coinbase-Transaktion kurz nach der Ausschüttung auf einer Bitcoin-Börse.
Miner gehören also zu stetigen Verkäufern von Bitcoin und sorgen für einen permanenten Verkaufsdruck am Bitcoin Markt.
3. Wie kann ich selbst mit dem Bitcoin Mining starten?
Bitcoin Mining ist ein stark kompetitiver Markt, in dem manche Akteure bereit sind, hunderte Millionen von USD in Mining-Hardware zu investieren. Wer als Einzelperson mit kleinen Rechenstationen versucht, vor den riesigen Mining-Firmen einen Block zu finden, kann mit ähnlichen Chancen rechnen, wie beim Lotto.
Dennoch ist es möglich, selbst Bitcoin zu minen. Am einfachsten funktioniert dies, indem man sich einem Mining Pool anschließt. Mining Pools bestehen aus einer großen Menge an Einzelpersonen, deren Rechenpower gebündelt wird. Findet dieser Mining Pool gemeinsam einen Block, so wird der Mining Reward anteilsmäßig an die Mitglieder ausgeschüttet.
Um eigenständig Solo-Mining oder Pool-Mining zu betreiben, brauchst du Folgende Dinge:
Mining Hardware
Für das Bitcoin Mining können herkömmliche GPUs, also Grafikkarten-Einheiten verwendet werden. Werden mehrere Einheiten parallel geschaltet, spricht man von einem Mining Rig.
Der Nachteil von herkömmlichen Grafikkarten ist allerdings, dass diese nicht zwangsweise für die Rechenaufgaben konzipiert wurden, die beim Mining gelöst werden müssen.
Für das Bitcoin Mining werden heutzutage sogenannte ASIC-Miner verwendet, von denen eine einzige Einheit mehrere Hundert Grafikkarten ersetzen kann.
Beim Mining laufen die Recheneinheiten stets unter Volllast und verbrauchen eine Menge Strom. Insbesondere in Ländern mit hohen Strompreisen sollte man also unbedingt nachrechnen, ob sich das Bitcoin Mining mit dieser Hardware überhaupt noch lohnt.
Bitcoin Wallet
Für den Fall, dass erfolgreich ein neuer Block beim Mining gefunden wird, benötigt man eine Bitcoin Adresse, auf die die Belohnung ausgezahlt werden kann. Adressen werden in einer Bitcoin Wallet-Software verwaltet.
Die bekanntesten Wallets für Bitcoin sind Bitcoin Core, Electrum und Wasabi. Wenn ich persönlich einmal kein Hardware Wallet verwende, benutze ich das Electrum Wallet.
Auf der offiziellen Seite der Bitcoin-Community gibt es außerdem einen guten Suchassistenten zum Finden der passenden Wallet-Software.
Mining Software
Zu guter Letzt benötigt man für das Bitcoin Mining noch eine Mining Software. Nachfolgend findest du eine Auflistung bekannter Programme.
CGMiner
Am häufigsten verwendet wird hier das Programm CGMiner, welches auf allen gängigen Betriebssystemen läuft und ASICs sowie klassische GPUs unterstützt. Allerdings besitzt die Software nur ein Kommandozeilen-Interface und ist somit eher für fortgeschrittene Nutzer geeignet.
MultiMiner
MultiMiner ist eine Mining Software, die für den Einsatz mit ASICs gedacht ist und dem Benutzer eine grafische Benutzeroberfläche mit vielen Einstellungsmöglichkeiten bietet. Außerdem lässt sich MultiMiner für das Mining weitere Kryptowährungen verwenden.
EasyMiner
Ähnlich wie MultiMiner bietet auch EasyMiner eine grafische Benutzeroberfläche an. EasyMiner eignet sich auch für Personen, die per CPU oder herkömmlichen GPUs Bitcoin Mining betreiben möchten.
Mining Pools
Einzelpersonen, die im Bitcoin Netzwerk nach neuen Blöcken schürfen, haben es allgemein sehr schwer. Selbst mit einem ASIC Miner für mehrere tausend Euro trägt man nur den Bruchteil eines Prozentes der gesamten Rechenleistung im Bitcoin-Netzwerk bei.
Deswegen sind Mining-Pools entstanden, in denen sich mehrere Miner zu einem Verbund zusammenschließen. Findet ein Mining Pool einen neuen Block, dann wird der Reward im gleichen Verhältnis unter den Teilnehmern aufgeteilt, in dem auch Rechenleistung beigesteuert wurde.
Mining Pools werden von Drittanbietern oder größeren Minern organisiert. Eine Visualisierung der Verteilung der aktuellen Hashrate unter den Mining Pools findet man auf Blockchain.info.
Risiken beim Bitcoin Mining
Folgende Risiken existieren beim Bitcoin Mining:
- Volatilität: Die Volatilität der Bitcoin Kurses sorgt dafür, dass nicht realisierte Einnahmen innerhalb kürzester Zeit an Wert verlieren können.
- Regulierung: Eine unvorhersehbare Regulierung des Staates führt dazu, dass Mining verboten wird und die Anschaffungskosten für Hardware nicht mehr zurück erwirtschaftet werden können.
- Innovation: Es wird neue Hardware entwickelt, die nicht käuflich erworben werden kann und ältere Mining-Einheiten unprofitabel werden lässt.
- Energiepreise: Steigende Strompreise sorgen dafür, dass Bitcoin Mining in ausgewählten Ländern nicht mehr profitabel betrieben werden kann.
Um diesen Risiken vorzubeugen, wurden viele Bitcoin Mining Farmen in Ländern mit günstigen Stromkosten und vorteilhafter Regulierung erbaut.
Bitcoin Cloud-Mining
Alles in allem lässt sich festhalten, dass das Aufsetzen eines Bitcoin Mining Setups sehr kompliziert ist. Deshalb haben sich schnell Anbieter etabliert, die Mining als Dienstleistung anbieten. Bei sogenannten Bitcoin Cloud Mining Plattformen kannst du Rechenleistung anderer Netzwerkteilnehmer mieten.
Neben reinen Cloud Mining Plattformen wie YouHodler bieten auch Krypto-Börsen wie Binance oder KuCoin das Bitcoin Cloud Mining an.
Allerdings sollte man sich beim Cloud-Mining stets die Frage stellen, weshalb Anbieter dazu bereit sind, ihre Hardware an andere Personen zu vermieten.
Meistens sind die Kosten von Cloud Mining Anbietern so hoch gewählt, dass sich das Cloud Mining für den Kunden erst rentiert, wenn die geminte Kryptowährung anschließend auch an Wert gewinnt.
Cloud Mining ist häufig kein rentables Geschäft. Prinzipiell spekuliert man auf einen Kursanstieg der Kryptowährung und hat wenig Vorteile gegenüber dem Bitcoin kaufen.
4. Mining-Prozess - Wie funktioniert Bitcoin Mining?
Im Folgenden beschreiben wir den Mining-Prozess etwas genauer und verwenden dabei verschiedene technische Fachtermini. Solltest du dich dafür nicht interessieren, kannst du diesen Abschnitt auch gerne überspringen.
5. Wie viel Energie verbraucht Bitcoin Mining?
Wir haben nun also festgestellt, dass Bitcoin Miner wiederholend einen Proof-of-Work Algorithmus durchführen, um neue Blöcke zu minen. Diese Operation erfordert eine enorme Menge an Rechenleistung, was wiederum in einem enormen Stromverbrauch im Bitcoin-Netzwerk resultiert.
Bitcoin Mining Stromverbrauch
Aktuell wird davon ausgegangen, dass das Bitcoin-Netzwerk einen jährlichen Stromverbrauch von 168,90 Terawattstunden (TWh) mit sich bringt.
Damit liegt der Stromverbrauch deutlich über dem, der beim Schürfen von Gold anfällt (131 TWh pro Jahr) und sogar über dem vieler Länder, wie z.B. Polen (151 TWh im Jahr 2019). Im Vergleich: Deutschland konsumierte im Jahr 2019 517 TWh Strom.
Bitcoin Mining CO2 Emissionen
Viele Bitcoin Mining-Farmen befinden sich inzwischen in Ländern, in denen Ökostrom verwendet wird, wodurch CO2 Emissionen beim Bitcoin Mining gesenkt werden können. Dennoch basiert immer noch ein signifikanter Anteil des verwendeten Stroms auf Kohlekraftwerken, was insgesamt zu einem hohen CO2 Ausstoß des Bitcoin Netzwerks führt.
Aktuell wird davon ausgegangen, dass das Bitcoin Netzwerk einen jährlichen CO2 Ausstoß von 85,59 Mt mit sich bringt.
Im Januar 2022 setzte sich die Verteilung von Stromquellen für das Bitcoin Mining Schätzungen nach wie folgt zusammen:
| Stromquelle | Anteil am Bitcoin Mining |
|---|---|
| Kohle | 36,55 % |
| Gas | 24,97 % |
| Wasserkraft | 14,87 % |
| Atomkraft | 11,3 % |
| Windenergie | 6,52 % |
| Solarenergie | 3,17 % |
| Andere Erneuerbare Energien | 1,72 % |
| Öl | 0,89 % |
6. Wie wird sich das Mining von Bitcoins in Zukunft entwickeln?
Bitcoin Mining hat sich in der vergangenen Dekade zu einem weltweit profitablen Geschäftsmodell entwickelt. Mit der Zeit entstanden große Mining Pools, die ihre Einnahmen in die Weiterentwicklung effizienter Hardware investiert haben.
Durch den enorm hohen Stromverbrauch, der beim Bitcoin Mining anfällt, wurden auch die Gesetzgeber auf das Thema aufmerksam, sodass jederzeit mit einer stärkeren Regulierung des Minings (wie z.B. dem Bitcoin Mining Verbot in China) gerechnet werden muss.
Wie genau sich das Bitcoin Mining zukünftig entwickeln wird, lässt sich heute nur spekulieren.
Persönlich stelle ich folgende Thesen für die Zukunft des Bitcoin Minings auf:
- Die Bitcoin Hashrate wird weiter steigen und die Kosten für das Mining weiter in die Höhe treiben.
- Es werden weiterhin effizientere und umweltschonendere Mining-Farmen entstehen.
- Große Mining Pools sorgen für eine Zentralisierung des Minings, weshalb nach Möglichkeiten für eine Dezentralisierung der Mining Pools gesucht werden muss.
- Bitcoin ETF beflügeln langfristig den Bitcoin Kurs und sorgen auch über das Halving 2028 dafür, dass der Block Reward profitabel bleibt.
- Im Falle einer stärkeren Regulierung von Bitcoin Mining, z.B. in den USA, wird ein Wechsel von Proof-of-Work zu Proof-of-Stake von der Bitcoin Community erwogen.
- Transaktionsgebühren alleine werden nicht ausreichen, um in ferner Zukunft Bitcoin Miner ausreichend zu incentivieren, das Sicherheitslevel des Netzwerks hoch zu halten.
- Bitcoin wird dennoch für viele Jahre das sicherste Blockchain-Netzwerk bleiben.
- Sichere Alternative zum Software-Wallet
- Ledger unterstützt 1000+ Kryptowährungen
- Sogar Staking und Trading möglich
7. Fazit zum Bitcoin Mining
Das Bitcoin Mining beschreibt den Prozess, in dem ein neuer Block gefunden und an die Bitcoin Blockchain angehängt wird. Bitcoin Miner sichern das Netzwerk vor Angriffen ab und bilden einen Grundstein des dezentralisierten Systems.
Wer als Einzelperson heute noch profitabel Bitcoins schürfen möchte, sollte sich einem Mining Pool anschließen, um seine Chancen auf einen Mining Reward zu erhöhen.
Der Stromverbrauch des Bitcoin Netzwerks wächst weiterhin an, womit das Bitcoin Mining gleichzeitig einen der größten ungelösten Kritikpunkte am Bitcoin Netzwerk darstellt.
