Mining-Grundlagen

Was ist Proof of Work? Bitcoins Motor erklärt

Proof of Work ist die Idee, die Bitcoin ohne Bank vertrauenswürdig macht. Es klingt akademisch, ist aber einfach, und es ist genau das, was Dein Miner tut. Hier ist Proof of Work einfach erklärt.

21energy Bitcoin-Miner
Proof of Work bedeutet, echte Energie auszugeben, um Vertrauen zu verdienen Keine Autorität, keine Erlaubnis. Nur Strom, verwandelt in Sicherheit, die jeder überprüfen kann.
1 · Was Proof of Work bedeutet

Proof of Work ist genau das, wonach es klingt

Proof of Work ist eine Methode, um zu beweisen, dass Du echte, aufwendige Arbeit geleistet hast, ohne dass Dir jemand vertrauen muss. Bei Bitcoin raten Miner immer wieder Zahlen, bis eine eine gültige Antwort auf ein schweres Rätsel liefert. Diese Antwort zu finden kostet enorm viel Rechenleistung und damit Strom, aber sie zu prüfen dauert den Bruchteil einer Sekunde. Ein Miner kann also nicht vortäuschen, die Arbeit geleistet zu haben, der Beweis steckt in der Antwort selbst, und jeder auf der Welt kann ihn sofort überprüfen.

Schwer zu erzeugen, mühelos zu prüfen. Diese Asymmetrie ist der ganze Trick.

2 · Physik statt Bank

Es ersetzt eine Bank durch reine Physik

Normalerweise kommt Vertrauen von einer Autorität: Eine Bank bestätigt Dein Guthaben, ein Staat deckt das Geld. Bitcoin hat weder das eine noch das andere, und Proof of Work tritt an ihre Stelle. Weil das Anhängen eines Blocks an die Kette echten Strom kostet, würde das nachträgliche Ändern der Aufzeichnung bedeuten, all diese Arbeit schneller zu wiederholen als das gesamte ehrliche Netzwerk zusammen, was praktisch unmöglich ist. Der Aufwand der Arbeit ist das, was die Geschichte dauerhaft und das Netzwerk vertrauenswürdig macht, ohne dass jemand die Kontrolle hat.

Die Energie ist nicht der Preis für die Nutzung von Bitcoin. Sie ist der Grund, warum Bitcoin überhaupt existieren kann.

Was die Maschine wirklich tut
Versuch 18f2a41c9b7e0d3a6f18c45…Passt nicht
Versuch 2c40b9e17ad82f5630be9c1…Passt nicht
Versuch 35b7d2f08c93a416ed7028f…Passt nicht
Versuch n0000a91c7fd2b45e8036c1…Block gefunden

Ein Miner ändert eine Zahl und hasht den Block erneut, milliardenfach pro Sekunde, bis das Ergebnis zufällig mit genügend Nullen beginnt. Eine Abkürzung gibt es nicht. Genau das ist die Arbeit in Proof of Work.

3 · Die Alternative Proof of Stake

Die wichtigste Alternative tauscht Energie gegen Einsätze

Du wirst von Proof of Stake hören, dem System, das manche anderen Coins nutzen, am bekanntesten Ethereum. Statt Strom auszugeben, hinterlegen Validatoren Coins als Sicherheit und genießen Vertrauen im Verhältnis zu dem, was sie riskieren. Es braucht viel weniger Energie, das ist sein großes Verkaufsargument. Aber es koppelt die Sicherheit an den Besitz des Coins statt an einen Aufwand in der realen Welt außerhalb des Systems. Bitcoin bleibt bewusst bei Proof of Work, weil genau dieser äußere, physische Aufwand das ist, worauf seine Anhänger vertrauen.

Weniger Energie, ein anderer Kompromiss. Bitcoin hat die Version gewählt, die in der realen Welt verankert ist.

4 · Die Rolle deines Miners

Dein Miner ist eine Proof-of-Work-Maschine, mehr nicht

Alles, was ein ASIC-Miner tut, ist Proof of Work. Er nimmt den aktuellen Block, fügt eine Vermutung hinzu, jagt sie durch die SHA-256-Funktion und prüft, ob das Ergebnis das Ziel unterschreitet. Wenn nicht, ändert er die Vermutung und versucht es erneut, Billionen Mal pro Sekunde. Es gibt keine Cleverness und keine Strategie, nur unermüdliches Ausprobieren, bis er oder jemand anderes gewinnt. Wenn Leute sagen, ein Miner sei leistungsstark, meinen sie, dass er diese Vermutungen schneller anstellen kann, gemessen in Hashes pro Sekunde.

Ein Miner löst keine Gleichungen für die Wissenschaft. Er macht Proof of Work, immer und immer wieder, mit enormer Geschwindigkeit.

5 · Was Betrug kosten würde

Die Historie zu ändern heißt, das ganze Netzwerk zu überholen

Hier zahlt sich der Aufwand aus. Um eine Transaktion von letzter Woche zu ändern, müsstest du die Arbeit an diesem Block und an allen darauf gebauten Blöcken neu erledigen, und zwar schneller, als alle ehrlichen Miner der Welt neue Blöcke produzieren. Du bräuchtest also mehr Rechenleistung als der gesamte Rest des Netzwerks zusammen und müsstest die ganze Zeit den Strom dafür bezahlen. Je tiefer ein Block begraben liegt, desto absurder wird die Rechnung. Niemand bewacht dieses Kassenbuch. Die Mathematik erledigt das.

Der Eintrag hält, weil ihn zu ändern mehr kostet, als dabei zu holen wäre.

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Der 30-Sekunden-Überblick

  1. Proof of Work bedeutet, echten Rechenaufwand zu betreiben, um Vertrauen zu verdienen
  2. Lösungen sind teuer zu finden, aber für jeden trivial zu prüfen
  3. Dieser Aufwand ersetzt eine Bank und macht Bitcoins Geschichte manipulationssicher
  4. Proof of Stake braucht weniger Energie, aber ein anderes Vertrauensmodell; Bitcoin bleibt bei Proof of Work
  5. Ein Miner, der Dein Zuhause heizt, verwandelt diese ausgegebene Energie in Wärme
Maximilian Obwexer

Maximilian Obwexer

Maximilian Obwexer ist Co-Founder & CEO von 21energy. Seine Expertise präsentiert er einerseits hier im Blog & andererseits auch als Speaker auf diversen Konferenzen. Hauptthema hierbei ist vor allem das Bitcoin Mining & dessen Abwärmenutzung.