BERGBAUMECHANIKEN ERKLÄRT: SCHWIERIGKEIT, BELOHNUNGEN, HALBIERUNG UND KOSTEN

Was ist Mining-Schwierigkeit?

Das Mining von Kryptowährungen, insbesondere in Proof-of-Work (PoW)-Systemen wie Bitcoin, basiert auf Rechenleistungswettbewerb. Miner wetteifern darum, komplexe mathematische Aufgaben zu lösen – ein Prozess, der als Hashing bekannt ist. Die Mining-Schwierigkeit beschreibt, wie schwer es ist, einen gültigen Hash unterhalb eines bestimmten Schwellenwerts zu finden, der für das Hinzufügen eines neuen Blocks zur Blockchain erforderlich ist.

Die Schwierigkeit wird vom Netzwerk regelmäßig angepasst, um sicherzustellen, dass Blöcke mit einer relativ konstanten Rate hinzugefügt werden. Bei Bitcoin beispielsweise erfolgt die Anpassung alle 2.016 Blöcke, also etwa alle zwei Wochen. Wurden Blöcke in diesem Zeitraum schneller als die Zielvorgabe von 10 Minuten geschürft, erhöht sich die Schwierigkeit. Wurden sie langsamer geschürft, verringert sie sich.

Warum ist die Schwierigkeit wichtig?

Die Schwierigkeit ist entscheidend für die Stabilität und Vorhersagbarkeit des Netzwerks. Sie gewährleistet eine konstante Blockzeit und somit die kontinuierliche Verarbeitung von Transaktionen. Es verhindert außerdem eine Zentralisierung, da es Miner dazu anregt, Innovationen voranzutreiben und effizientere Hardware einzusetzen, anstatt das gesamte Netzwerk zu kontrollieren.

Faktoren, die den Schwierigkeitsgrad beeinflussen

• Hash-Rate: Die gesamte Rechenleistung des Netzwerks beeinflusst den Schwierigkeitsgrad direkt. Eine steigende Hash-Rate führt im Allgemeinen zu einem höheren Schwierigkeitsgrad.
• Zielblockintervall: Bei Bitcoin ist es auf 10 Minuten festgelegt. Abweichungen von diesem Durchschnittswert lösen eine Neukalibrierung des Schwierigkeitsgrades aus.
• Netzwerksoftware-Updates: In seltenen Fällen können Änderungen der Konsensregeln die Schwierigkeitsalgorithmen verändern, beispielsweise bei Forks oder Upgrades.

Schwierigkeitsgrad und Sicherheit

Ein höherer Schwierigkeitsgrad erhöht die Netzwerksicherheit, da Konsensangriffe wie der 51%-Angriff extrem kostspielig werden. Es erhöht die Kosten und den Rechenaufwand für die Manipulation des Ledgers.

Beispiele aus verschiedenen Blockchains

Bitcoin war Vorreiter dieses Konzepts, andere Kryptowährungen implementieren die Schwierigkeit jedoch unterschiedlich:

• Litecoin: Anpassung alle 3,5 Tage (2016 Blöcke im Abstand von 2,5 Minuten).
• Ethereum (vor der Zusammenführung): Die Schwierigkeit wird pro Block angepasst, wobei zusätzliche Herausforderungen durch die „Difficulty Bomb“ eingeführt werden.
• Monero: Basierend auf den mittleren Blockzeiten der Vergangenheit und dynamisch mit jedem Block angepasst.

Mining-Pools und Konzentration

Um die Zufälligkeit der individuellen Mining-Belohnungen aufgrund hoher Schwierigkeit zu verringern, schließen sich Miner häufig Mining-Pools an.

Diese Pools bündeln Ressourcen und verteilen Belohnungen proportional, wodurch die Teilnahme besser vorhersehbar wird, aber Bedenken hinsichtlich der Zentralisierung aufkommen.

Schwierigkeit in unterschiedlichen Marktlagen

In Aufschwungmärkten, wenn das Mining profitabler wird, schalten mehr Teilnehmer ihre Mining-Rigs online, was die Hash-Rate und damit die Schwierigkeit erhöht. Umgekehrt steigen in Abschwungmärkten Miner aus, wodurch die Hash-Rate und die Schwierigkeit sinken.

Diese Dynamik ist ein selbstregulierender Mechanismus. Er gewährleistet ein gewisses Gleichgewicht bei der Belohnungsverteilung, unabhängig von externen Marktschwankungen, und beeinflusst indirekt die Rentabilität und Investitionsplanung der Miner.

Wie werden Mining-Belohnungen bestimmt?

Mining-Belohnungen setzen sich aus zwei Hauptkomponenten zusammen: Blockzuschüssen (neu geschürfte Coins) und Transaktionsgebühren. Zusammen bilden sie den Gesamtanreiz für Miner, die einen Block erfolgreich validieren und an die Blockchain anhängen.

Blockzuschuss

Der Blockzuschuss ist ein protokollspezifischer Betrag an Kryptowährung, der für jeden geschürften Block vergeben wird.

Diese Subvention ist nicht statisch und sinkt im Laufe der Zeit, insbesondere durch geplante Ereignisse wie die Halbierung der Bitcoin-Belohnung.

Beispielsweise begannen die Bitcoin-Blockbelohnungen im Jahr 2009 bei 50 BTC. Die Subvention halbiert sich alle 210.000 Blöcke (etwa alle vier Jahre) und sinkt auf 25 BTC im Jahr 2012, 12,5 BTC im Jahr 2016, 6,25 BTC im Jahr 2020 und 3,125 BTC nach der Halbierung im Jahr 2024.

Transaktionsgebühren

Miner kassieren alle Transaktionsgebühren der in dem von ihnen geschürften Block enthaltenen Transaktionen. Da die Blocksubventionen mit der Zeit sinken, werden Transaktionsgebühren voraussichtlich eine größere Rolle bei der Anreizsetzung für Miner spielen, obwohl dieses Übergangsmodell weiterhin kritisch geprüft wird.

Belohnungsvarianten bei verschiedenen Kryptowährungen

Nicht alle Kryptowährungen belohnen Miner auf die gleiche Weise:

• Ethereum (vor dem Merge): Bot Blockbelohnungen und Inklusionsgebühren, die nach dem Merge durch Proof-of-Stake ersetzt wurden.
• Monero: Nutzt eine Tail-Emission-Struktur, die die Belohnungen reduziert, aber nie vollständig abschafft, um die langfristige Motivation der Miner aufrechtzuerhalten.
• Zcash: Verteilte die Belohnungen anfänglich zwischen Minern, Gründerbelohnung und Entwicklungsfonds.

Pool- vs. Solo-Mining-Belohnungen

Beim Solo-Mining wird die gesamte Belohnung (Subvention + Gebühren) dem Finder zugeteilt.

Beim Pool-Mining werden die Belohnungen basierend auf der beigetragenen Hash-Leistung verteilt, häufig mithilfe von Auszahlungsmodellen wie PPS (Pay Per Share) oder PPLNS (Pay Per Last N Shares).

Belohnungspläne und Vorhersagbarkeit

Viele Kryptowährungen bieten vorhersehbare Belohnungspläne, insbesondere solche mit Halbierungsmechanismen. Diese Transparenz ermöglicht es Minern und Investoren, zukünftige Rentabilität und Inflationsraten zu modellieren. Beispielsweise bieten die maximale Bitcoin-Menge von 21 Millionen Coins und der Halbierungsplan langfristige Vorhersagbarkeit.

Auswirkungen von Belohnungen auf Mining-Strategien

Veränderte Belohnungsstrukturen beeinflussen, welche Coins Miner priorisieren. Rückgänge aufgrund von Halbierungen könnten zu einer Verlagerung hin zu alternativen Kryptowährungen oder effizienterer Hardware führen, um die Rentabilität aufrechtzuerhalten.

Rückgang der Belohnungen und Fragen zur Nachhaltigkeit

Da die Blocksubventionen voraussichtlich auf null sinken werden (bei Bitcoin um das Jahr 2140), dreht sich die Debatte darum, ob Transaktionsgebühren allein ausreichen, um das Netzwerk zu sichern. Diese laufende Diskussion untersucht alternative Modelle und potenzielle Anreize nach dem Wegfall der Subventionen.

Regulatorische und steuerliche Auswirkungen

In vielen Ländern werden Mining-Belohnungen als Einkommen behandelt und können beim Verkauf der Kapitalertragsteuer unterliegen. Daher ist das Verständnis der Art und des Zeitpunkts der Belohnungen auch aus steuerlicher Sicht wichtig.

Was ist ein Halving-Event?

Ein Halving in Kryptowährungen bezeichnet ein Ereignis, bei dem die Blocksubvention (die Anzahl der pro Block ausgegebenen neuen Coins) halbiert wird. Dies ist ein zentraler deflationärer Mechanismus, der in verschiedene Blockchain-Protokolle, insbesondere Bitcoin, integriert ist. Halvings finden in vorhersehbaren Blockintervallen statt – Bitcoin beispielsweise halbiert sich alle 210.000 Blöcke, also etwa alle vier Jahre.

Zweck von Halving-Events

Das Hauptziel eines Halving-Events ist die Angebotskontrolle. Durch die schrittweise Reduzierung der Ausgabe wird die Gesamtangebotsgrenze (wie beispielsweise die maximale Anzahl von 21 Millionen bei Bitcoin) ohne plötzliche Angebotsschocks eingehalten. Es wird außerdem angenommen, dass der Wert des Vermögenswerts mit zunehmender Akzeptanz und reduziertem Angebot neuer Coins im Laufe der Zeit steigt.

Halbierungen führen zu einer sinkenden Inflationsrate und bringen digitale Vermögenswerte in Einklang mit auf Knappheit basierenden Bewertungsmodellen, ähnlich wie bei Rohstoffen wie Gold.

Historische Auswirkungen von Halbierungen

Historisch gesehen gingen Bitcoin-Halbierungen bedeutenden Aufwärtstrends voraus:

• Halbierung 2012: Der Preis stieg innerhalb eines Jahres von ca. 12 $ auf über 1.000 $.
• Halbierung 2016: Ging der Rallye von 2017 voraus, die fast 20.000 $ erreichte.
• Halbierung 2020: Führte dazu, dass der Bitcoin-Preis 2021 die 60.000 $-Marke überschritt.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Korrelation zwar besteht Es gibt viele Marktvariablen, die zu solchen Trends beitragen.

Rentabilität und betriebliche Anpassungen

Halbierungen haben direkte Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit von Minern. Da die Anzahl der Coins pro Block halbiert wird, müssen Miner auf steigende Coin-Preise, höhere Transaktionsgebühren oder niedrigere Kosten setzen, um profitabel zu bleiben.

• Erhöhte Effizienz: Halbierungen bieten Minern einen Anreiz, auf energieeffizientere Hardware umzusteigen.
• Standortwechsel: Einige Miner suchen nach günstigerem Strom, um sich auf die reduzierten Belohnungen vorzubereiten.
• Alternative Coins: Nach der Halbierung können Miner auf Coins mit höherer Rentabilität umsteigen.

Netzwerkeffekte der Halbierung

Nach der Halbierung können ineffiziente Miner ihren Betrieb einstellen, wodurch die Hash-Rate vorübergehend sinkt, bis sich die Schwierigkeit wieder anpasst. Dies gleicht das System häufig wieder aus, sodass gültige Blockzeiten erhalten bleiben und nur die effizientesten Teilnehmer belohnt werden.

Theoretische Halbierungsgrenze

Die letzte Halbierung der Bitcoin-Belohnung wird um das Jahr 2140 erwartet. Ab diesem Zeitpunkt bestehen die Blockbelohnungen ausschließlich aus Transaktionsgebühren.

Die Frage, ob die Sicherheit des Netzwerks in diesem Modell gewährleistet ist, bleibt unter Forschern und Entwicklern ungeklärt.

Halbierung bei anderen Kryptowährungen

Weitere Coins mit Halbierungs- oder Emissionsreduktionsmechanismen sind:

• Litecoin: Halbiert sich alle 840.000 Blöcke.
• Zcash: Hat ein ähnliches Halbierungs- und Verteilungsmodell wie Bitcoin.
• Bitcoin Cash: Teilt den gleichen Halbierungsplan wie Bitcoin.

Einige Projekte entscheiden sich für lineare oder abnehmende Blockbelohnungen anstelle abrupter Halbierungen, um die Emissionskurve zu glätten.

Strategische Planung für Halbierungen

Miner, Investoren und Entwickler beobachten die Halbierungspläne genau und bereiten oft Monate im Voraus strategische Anpassungen vor. Halbierungen prägen Hardware-Investitionen, Liquiditätsstrategien und Prioritäten der Netzwerkentwicklung und unterstreichen damit ihre systemweite Bedeutung.