Blöcke Minen

Der Mining-Prozess in Bitcoin und anderen Kryptowährungen ist ein entscheidender Mechanismus, der zwei Hauptzwecke erfüllt:

• Hinzufügen neuer Transaktionen zur Blockchain, Sicherung und Validierung dieser Transaktionen;
• Einführung neuer Bitcoins in den Umlauf.

Die folgende Zusammenfassung wiederholt die bisher behandelten Schlüsselpunkte und bietet einen detaillierteren Einblick in die Funktionsweise des Mining-Prozesses:

1. Transaktionsüberprüfung

Miner beginnen den Prozess, indem sie Transaktionen aus dem Memory Pool des Bitcoin-Netzwerks sammeln. Dies sind Transaktionen, die von Nutzern durchgeführt wurden und darauf warten, bestätigt und der Blockchain hinzugefügt zu werden. Miner wählen aus, welche Transaktionen sie in den nächsten Block aufnehmen, basierend auf Transaktionsgebühren und weiteren Faktoren; Transaktionen mit höheren Gebühren werden in der Regel bevorzugt. Nachdem ein Miner die Transaktionen ausgewählt hat, fasst er sie in einem Block zusammen.

Das folgende Bild veranschaulicht dieses Konzept:

Zunächst reichen Benutzer (angenommen, es gibt 'n' Benutzer) ihre Transaktionen ein, jeweils mit einer Gebühr, die sie für die Verarbeitung der Transaktion zu zahlen bereit sind. Diese Transaktionen werden an den Speicherpool (auch als Mempool bekannt) gesendet, der als Zwischenspeicher für Transaktionen dient, bevor sie von Minern bestätigt werden. Die Transaktionen im Mempool werden als Tx1 bis Txm bezeichnet, wobei 'm' eine beliebige Anzahl von Transaktionen im Pool sein kann. Schließlich wählen Miner Transaktionen aus dem Speicherpool aus, um sie basierend auf ihren Gebühren in einen neuen Block aufzunehmen.

2. Lösen des Proof of Work

Der Kern des Mining-Prozesses besteht darin, ein kryptografisches Rätsel zu lösen, das als Proof of Work (PoW) bekannt ist. Dieses Rätsel erfordert erheblichen Rechenaufwand und ist absichtlich schwer zu lösen, aber für das Netzwerk leicht zu überprüfen. Es beinhaltet das Erzeugen eines Hashs, der unter einem bestimmten Zielwert liegt.

Der Nonce ist eine Zahl, die Miner bei jedem Versuch ändern, um das Rätsel zu lösen. Durch das Ändern des Nonce und das Hashen der Blockdaten erzeugen Miner bei jeder Iteration unterschiedliche Hash-Ausgaben.

Das Ziel ist es, eine Nonce zu finden, die einen Hash erzeugt, der kleiner oder gleich dem vom Netzwerk festgelegten Ziel-Hash ist. Der erste Miner, der eine Nonce findet, die einen gültigen Hash erzeugt, erhält das Recht, den neuen Block zur Blockchain hinzuzufügen.

3. Blockbestätigung und Belohnung

Sobald ein Miner das Rätsel erfolgreich gelöst hat, überträgt er den neuen Block an das restliche Netzwerk zur Überprüfung. Andere Knoten im Netzwerk prüfen die Gültigkeit des Blocks, einschließlich der Korrektheit der Transaktionen und des Hashs. Ist der Block gültig, wird er zur Blockchain hinzugefügt und der Miner erhält als Belohnung neu geschaffene Bitcoins (die Blockbelohnung) sowie die Transaktionsgebühren der im Block enthaltenen Transaktionen.

Wie oben gezeigt, ist der Ablauf unkompliziert. Sobald ein Block gemined, verbreitet und verifiziert wurde, wird er unmittelbar nach dem neuesten Block zur Blockchain hinzugefügt.

Schwierigkeitsanpassung

Das Bitcoin-Netzwerk passt die Schwierigkeit des Mining-Puzzles automatisch etwa alle zwei Wochen oder alle 2.016 Blöcke an. Diese Anpassung stellt sicher, dass die durchschnittliche Zeit zum Finden eines neuen Blocks bei etwa 10 Minuten bleibt, unabhängig von der gesamten Rechenleistung im Netzwerk. Wenn mehr Miner dem Netzwerk beitreten und die Hashrate steigt, erhöht sich die Schwierigkeit. Umgekehrt sinkt die Schwierigkeit, wenn Miner das Netzwerk verlassen und die Hashrate abnimmt.