Mining ist der Prozess, bei dem neue Transaktionen in einer Blockchain verifiziert und neue Blöcke zur Blockchain hinzugefügt werden. Es ist ein wesentlicher Bestandteil des Betriebs vieler Kryptowährungen, die auf dem Proof-of-Work-Konsensalgorithmus basieren. Ein klassisches Beispiel hierfür ist Bitcoin. Beim Mining sind komplexe mathematische Aufgaben von einem Computer zu lösen, um neue Transaktionen zu verifizieren und die Integrität des Netzwerks zu sichern. Personen die Mining betreiben benötigen komplexes Mining-Equipment und Energie. Als Belohnung für diesen Aufwand erhalten die Miner neu erzeugte Coins und/oder Transaktionsgebühren. Durch das Mining erschaffen Miner neue Bitcoins. Die maximal zu schürfende Menge beträgt 21 Millionen Coins.
Wie funktioniert das Mining?
Die Betreiber des Netzwerks werden Miner genannt. In der folgenden Abbildung ist ein schematischer Ablauf einer Transaktion als Beispiel aufgeführt.
Der Benutzer des Netzwerks sendet eine Transaktion an eine andere Person (peer-to-peer). Für den Benutzer des Netzwerks ist lediglich zu sehen, wie die Transaktion bestätigt wird.
Aus Sicht der Betreiber (Miner) gibt es drei Phasen, welche die Transaktion durchläuft.
Phase 1: Die Transaktion erscheint als sogenannte schwebende Transaktion und wird geprüft. Alle Miner im Netzwerk beginnen damit, die komplette Blockchain zu scannen und anschließend die Gültigkeit der aktuellen Transaktion zu überprüfen. Da die Transaktion nur von einem Miner als erstes ins Kassenbuch eingetragen werden kann, entsteht eine Art Wettbewerb um jede Transaktion.
Phase 2: Wer die Transaktion in die Blockchain als erstes eintragen darf, entscheidet der Konsensalgorithmus Proof of Work. Das bedeutet, jeder Miner muss eine komplexe Rechenaufgabe erfüllen. Der Miner, der die Rechenaufgabe als erstes erfüllt und den Schlüssel knackt, darf die Transaktion als erstes in die Blockchain eintragen. Mehr Rechenleistung führt tendenziell auch zu einer höheren Wahrscheinlichkeit der Transaktionsvergabe.
Phase 3: Die Transaktion wird in die Blockchain eingetragen. Anschließend wird der Block mit einem Hash verschlüsselt. Zum Abschluss wird die Belohnung für die verrichtete Arbeit in Form der Kryptowährung vergeben. Alle anderen Miner haben nun die Aufgabe, die Transaktion ebenfalls zu bestätigen, eine Kopie der Blockchain zu speichern und das Netzwerk zu sichern.
Wieso steht Mining in der Kritik?
Wie einige Medien berichten, gibt es große Kritik an dem Konzept des „Proof of Work“. Strom wird zum Betreiben des Rechners benötigt. Dadurch, dass immer mehr Blöcke entstehen, werden die Rechenaufgaben immer komplexer und es wird mehr Rechenleistung von der Hardware gefordert. Äquivalent zur Rechenleistung erhöht sich dabei der Stromverbrauch. Wie Harald Lesch bei ZDF berichtet, wird der Stromverbrauch zu 60 % von erneuerbaren Energien gedeckt. Tendenziell steigt dieser Anteil, weil Bitcoin-Miner unabhängig und autonom vom Stromnetz sein wollen. Die neusten Pilotprojekte der Deutschen Telekom beschäftigen sich damit, den Überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien zu monetarisieren und die Strom-Netze zu stabilisieren. Durch die fortlaufende Entwicklung der Blockchaintechnologie gibt es immer wieder Verbesserungen. So wurde ein neuer Konsensalgorithmus der „Proof of Stake“ entwickelt. Der Energieverbrauch kann dadurch um 99 % reduziert und die Skalierbarkeit gesteigert werden. Der Zusammenhang zwischen Skalierbarkeit und Sicherheit nennt sich Blockchain-Trilemma.
