19.09.2017

Grundwissen: (Krypto-)Mining – einfach erklärt

Wieder einer dieser Krypto-Begriffe: Beim "Mining" werden Bitcoins und Co "geschürft", heißt es. Der Brutkasten erklärt für Einsteiger die Grundzüge.
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(c) fotolia.com - Elnur

Mit dem Kryptowährungs-Boom erlebt auch das Mining gerade einen Hype. Der Begriff kommt aus dem Bergbau – das (Gold-)Schürfen wurde zum Namensgeber. Immer wieder liest man dazu, dass Miner Bitcoins erzeugen. Ganz so einfach ist es jedoch nicht.

Anmerkung: Dieser Beitrag erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Die Erklärungen sind eine starke Vereinfachung der komplexen Materie Mining. Ziel ist es, „Normalverbrauchern“ prinzipiell verständlich zu machen, was bei dem Vorgang passiert. Das tun wir anhand des bekanntesten Nutzungsbeispiels: Bitcoin.

+++ Die Wurzeln von Bitcoin (Teil I): Geeks, Punks und Rebellen +++


Der „Abbau“ wird immer schwieriger

Eine Goldader: Stößt man auf sie, kann man üblicherweise zunächst mit relativ wenig Aufwand an relativ viel Gold kommen. Nach einiger Zeit ist die Stelle mit der größten Golddichte jedoch ausgeschürft. Es gibt im Berg zwar noch weiteres Gold, aber der Aufwand, es abzubauen wird größer. Diese Erfahrung aus dem Bergbau steht metaphorisch hinter dem Krypto-Mining. Konnte in der Anfangszeit von Bitcoin nach 2009 noch jeder mit seinem Heim-PC Bitcoins „schürfen“, braucht es heute eine enorme Rechenleistung (und massiven Stromverbrauch) um Mining sinnvoll zu betreiben. In Billigstrom-Ländern, allen voran China, gibt es daher mittlerweile riesige Rechenzentren zu diesem Zweck, sogenannte „Mining-Farmen“.


Aber wie funktioniert Mining überhaupt?

Um zu verstehen, warum Bitcoin-Mining immer aufwändiger wird, muss man zunächst wissen, was beim Mining überhaupt passiert. Denn anders, als häufig vereinfachend beschrieben wird, erzeugt man dabei keine Bitcoins. Sondern?

Der Deal: Bitcoin gegen Hash

Damit sich die Bitcoin-Blockchain, und damit das ganze System, betreiben lässt, müssen die einzelnen Blocks – Listen der getätigten Transaktionen – wenn sie „voll“ sind, abgeschlossen und „versiegelt“ werden (Eine vereinfachte Erklärung zu Blocks gibt es hier). Dazu wird die Information eines gesamten Blocks zu einem einzelnen Code, einer komplexen Zeichenkombination, zusammengerechnet, der deutlich weniger Speicherplatz benötigt – ein sogenannter Hash. Die Liste dieser aufeinanderfolgenden Hashs ist dann die eigentliche Blockchain. Miner übernehmen genau diese Rechenleistung: Sie errechnen die Hashs und werden dafür vom System mit neuen, bisher nicht dagewesenen, Bitcoins belohnt. Mehrere Miner können gleichzeitig an einem Block arbeiten.


Und warum wird Bitcoin-Mining immer aufwändiger?

Die Vorherbestimmung des Satoshi Nakamoto

Dass das so ist, ist seit dem Start von Bitcoin 2009 vorherbestimmt. Bitcoin-Erfinder Satoshi Nakamoto (ein Pseudonym – mehr Information dazu gibt es hier) legte nämlich, wohl in der Annahme, dass die Kryptowährung stark wachsen wird, bestimmte Regeln fest. So ist die Anzahl an Bitcoins, die jemals entstehen können, mit 21 Millionen beschränkt. (Momentan gibt es bereits rund 16,5 Millionen Bitcoins.) Zu Beginn sollten in großer Frequenz neue Bitcoins auf den Markt kommen. Daher gab es am Anfang für Miner 50 Bitcoins pro abgeschlossenen Block. Im Algorithmus ist jedoch festgelegt, dass sich diese Zahl alle 210.000 Blöcke halbiert, sodass mit der Zeit immer weniger neues Krypto-Geld in den Markt gelangt. Derzeit gibt es nur mehr 12,5 Bitcoins pro abgeschlossenem Block.

+++ Die Wurzeln von Bitcoin (Teil 2): Von der Donaumonarchie bis zur Blockchain +++

Der Hash wird immer komplexer

Das ist aber nicht der einzige Grund. Ein weiterer ist für die Miner sogar noch deutlich relevanter. Eigentlich erfordert ein Hash nämlich nicht allzu viel Rechenleistung. Am Anfang reichte ja auch ein Heim-PC aus. Schließlich geht es (im Falle von Bitcoin) darum, einen Megabyte (1 MB) Information (die Größe eines Blocks) zu vercoden. Tatsächlich wird die Anforderung an die Komplexität eines Hashs vom Algorithmus konstant künstlich erhöht. Das geht dann eben so weit, dass inzwischen die besagten riesigen Mining-Farmen für wirklich lukratives Mining notwendig sind. Momentan werden rund 1700 Bitcoins am Tag „geschürft“. Das ergibt sich daraus, dass etwa alle zehn Minuten ein Block zu je 12,5 Bitcoins Belohnung abgeschlossen wird. Diese Zahl wird, durch den Algorithmus vorgegeben, weiter sinken.


Also kann ich als Privatperson nicht (mehr) minen?

Selber minen – Ertrag vs. Stromkosten

Auch wenn die Anforderungen stetig steigen – noch kann man auch als Privatperson dabei sein. Das liegt daran, dass mehrere Miner zugleich an einem Block arbeiten können und die Belohnung anteilsmäßig verteilt wird. Einzelne Miner treten dazu auch sogenannten „Mining Pools“ bei. Die haben den Vorteil, dass der Mining-Ertrag berechenbarer und regelmäßiger wird. Entsprechende Anbieter verlangen dafür aber Gebühren. Wichtig bei einem privaten Mining-Rechner ist vor allem die Leistung der Grafikkarte. Natürlich gibt es von mehreren Anbietern zahlreiche spezialisierte Produkte, die entsprechend effizient sind. Dennoch ist das Verhältnis von Stromkosten zu Mining-Ertrag, vor allem in Ländern wie Österreich, mit relativ hohen Stromkosten, nicht (mehr) sehr befriedigend.

Cloud Mining – umstrittene Geldanlage

Aus diesem Grund haben sich einige Anbieter, auch hierzulande, mittlerweile auf sogenanntes „Cloud-Mining“ spezialisiert. Dabei betreiben sie eine Mining-Farm und verkaufen Rechenleistung an Individualkunden. Für Nutzer verhält es sich damit also wie mit einer Geldanlage. Kritiker streichen dazu allerdings heraus, dass das System für Kunden nur lukrativ sein kann, solange die Kryptowährungen im Wert steigen. Doch auch dann steige man letztlich besser aus, wenn man statt in Cloud Mining direkt in die Währung investiert.

+++ Grundwissen: Die Blockchain – einfach erklärt +++

Disclaimer: Dieser Beitrag entstand in redaktioneller Unabhängigkeit mit finanzieller Unterstützung des Bundesministeriums für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW) der Republik Österreich.

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Codesphere-Gründer Elias Schneider | (c) brutkasten / Dervisevic
Codesphere-Gründer Elias Schneider | (c) brutkasten / Dervisevic

„Es hat sich noch nie so echt angefühlt, wirklich eine Alternative zu den US-Hyperscalern bauen zu können”, sagt Elias Schneider, Gründer und CEO von Codesphere, im brutkasten-Talk über die aktuelle Dynamik auf dem europäischen Cloud-Markt. Das deutsche Scaleup will mit seinem Modell den großen US-Anbietern die Stirn bieten.

Deutsche Regierungsinstitutionen als Referenzkunden

„Wir bauen einen virtuellen Cloud-Provider, also nicht den gesamten Stack eines Hyperscalers mit Rechenzentren und Servern, sondern quasi nur die Software“, erklärt Schneider. Damit konnte man bereits denkbar namhafte Kunden gewinnen: Das System kommt etwa in unterschiedlichen souveränen Plattformen der deutschen Bundesregierung zum Einsatz. Über das Plattform-Modell funktioniere das Angebot wie ein App-Store für jegliche Infrastruktur, sagt der Gründer. Damit könne Software beschleunigt beschafft und im kritischen Infrastrukturmarkt betrieben werden.

Dass Codesphere als europäischer Technologieanbieter auch im direkten Wettbewerb mit etablierten US-Konzernen bestehen kann, erläutert Schneider an einer kürzlich erfolgten Großausschreibung: „Wir haben gemeinsam mit der Schwarz-Gruppe, der Telekom und anderen Partnern eine Ausschreibung für die KI-Plattform der deutschen Bundesregierung im Wert von 250 Millionen Euro gewonnen – und das auch gegen Google.“ Die zuletzt gewonnenen Rahmenverträge des Unternehmens beliefen sich auf ein Gesamtvolumen von mehr als 500 Millionen Euro. „Das eigentliche Hauptargument, heute keine europäischen Lösungen zu kaufen, ist, dass sie nicht so viele Managed Services anbieten können wie die US-Hyperscaler. Dieses Bundle aufzubrechen, geht nur mit starken Partnerschaften in Europa und wenn wir es schaffen, dass man alles zusammen macht.“

“Einer unserer größten Skalierungs-Blocker”

Die Motivation für die Nutzung souveräner Plattformen begründet Schneider mit zentralen Sicherheits- und Wirtschaftsfragen. „Es geht einmal um Autonomie und darum, dass die Infrastruktur der kritischen Infrastruktur dem Bund gehört und man nicht von US-Lösungen abgeklemmt werden kann.“ Gleichzeitig schränke die Aufsplitterung des europäischen Marktes das Wachstum heimischer Unternehmen bisher stark ein. In den USA existierten einheitliche politische Interessen und dieselbe Regulatorik für einen riesigen Markt. In Europa gebe es hingegen pro Land, Bundesland und Sektor unterschiedliche politische Interessen sowie abweichende Regeln. „Das ist einer unserer größten Skalierungs-Blocker, weil wir in Europa keinen Markt haben, der groß genug ist, um Unternehmen zu bauen, die 100 oder 1.000 Milliarden wert sind. Und das liegt daran, dass wir zu wenig miteinander arbeiten.“

Elias Schneider (r.) im brutkasten-Studio mit Dejan Jovicevic | (c) brutkasten / Dervisevic

Um diese Hürden zu überwinden, spiele die öffentliche Hand als Auftraggeber eine Schlüsselrolle. Vor der veränderten geopolitischen Lage habe sich Codesphere zunächst auf regulatorisch anspruchsvolle Nischen und die kritische Infrastruktur fokussiert – wie etwa beim Gefängnis-Telefoniedienstleister Lawful Intercept oder der Staatsbank Baden-Württemberg. „Bei der kritischen Infrastruktur konnten Kunden aus regulatorischen Gründen nicht mit US-Anbietern arbeiten, weil es zu unflexibel war.“ Als sich die geopolitische Lage drehte und der Wandel einsetzte, profitierte Codesphere davon, dass das eigene Produkt diese strengen Sicherheitsstandards und Zertifizierungen aus den Nischenprojekten bereits erfüllte und gehärtet war.

Er wünsche sich, dass der Staat jungen Unternehmen frühzeitig als verlässlicher Ankerkunde zur Seite stehe, sagt Schneider. „Der Staat kann sehr helfen, gerade bei frühphasigen Startups, um die Sicherheit aufzubauen, dass das Startup nicht in sechs Monaten pleite ist. Es braucht keine Förderungen, sondern echte Aufträge, die dazu führen, dass man die Referenz hat, um den Rest der kritischen Infrastruktur zu gewinnen.“

“Sollten Importweltmeister von europäischen Lösungen werden”

Kritisch bewertet Schneider die europäische Neigung, digitale Souveränität primär über Regulierungen und Risikovermeidung zu definieren. „Wir denken viel zu viel darüber nach, was schiefgehen könnte, wenn wir in moderne Technologie investieren. Unsere Währung ist viel zu sehr Blame und wir haben viel zu viel Angst, etwas falsch zu machen.“ Anstatt sich lediglich auf Anwendungsschichten oder Regularien wie die DSGVO zu beschränken, müsse Europa mutig in Kerntechnologien wie Cloud-Infrastrukturen, Kernfusion oder eigene KI-Modelle investieren.

Schneider erzählt eine Anekdote: Auf einer Konferenz habe eine Meta-Vertreterin gefordert, Europa solle bloß „Adoption-Weltmeister“ werden, worauf sein Chief of Staff sarkastisch gefragt habe, ob man stattdessen “Importweltmeister” werden wolle. Schneider warnt davor, sich mit einer reinen Konsumentenrolle abzufinden: „Ich glaube schon, dass Deutschland Importweltmeister werden sollte, allerdings von europäischen Lösungen.“ Dafür müsse ein offener Binnenmarkt geschaffen werden, damit globale Player entstehen können.

Von den USA zurück nach Europa

Seinen Firmensitz verlegte Codesphere über einen sogenannten Reverse Flip bewusst von den USA als Europäische Aktiengesellschaft nach Europa zurück – vor allem, weil Schneider durch die geopolitische Wende im europäischen Staats- und Sicherheitssektor eine enorme Marktchance sah. Unabhängig davon bleibe der Kapitalmarkt ein Nadelöhr für das Wachstum europäischer Scaleups. Dabei konnte Codesphere selbst bisher rund 40 Millionen Euro an Gesamtkapital aufnehmen – darunter knapp 30 Millionen Euro in einer Series-A-Finanzierungsrunde unter Führung des Investors Creandum.

Dennoch bestehe beim Thema Wachstumskapital in Europa weiterhin Nachholbedarf: „Wir haben wahrscheinlich ungefähr zehn große europäische Wachstumsinvestoren – das ist schlichtweg zu wenig, um als Gründer echten Wettbewerb in den Verhandlungen zu haben.“ Zwar sei es vorübergehend akzeptabel, internationales Kapital ohne Kontrollrechte zu nutzen, doch brauche Europa nachhaltige eigene Strukturen. „Wir brauchen unbedingt einen europäischen Kapitalmarkt, und zwar so schnell es geht. Wir müssen dahin kommen, dass wir einen Börsengang mit einem attraktiven Bewertungsmultiple machen können, was die Börse in Frankfurt heute nicht bietet.“

Trotz der Herausforderungen blickt Schneider aber optimistisch auf die Zukunft des Standorts. Durch grenzüberschreitende Kooperationen und gemeinsame Beschaffung lasse sich das vorhandene Talent in Europa erfolgreich nutzen. „Wir müssen mehr zusammenarbeiten, uns mehr gegenseitig unterstützen, mehr voneinander einkaufen – sowohl politisch als auch in der Industrie.“ Wenn die Politik helfe, Barrieren abzubauen und grenzüberschreitend zusammenzuarbeiten, könnten in Europa auch echte globale Player skalieren.

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