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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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✨ AI Kontextualisierung

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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Was Finnland kann, will Österreich jetzt kopieren. Seit 2020 lässt das Land große Industriebetriebe Forschungsökosysteme rund um sich aufbauen, mit einem Hebel von zuletzt 6,6 Euro privater F&E-Investitionen pro Fördereuro. Beim European Forum Alpbach präsentierten Wirtschaftsminister Wolfgang Hattmannsdorfer und FFG-Geschäftsführerin Henrietta Egerth am Mittwoch die österreichische Version: „Leading Companies & Ecosystems“, ausgestattet mit 60 Millionen Euro für drei bis vier Projekte.

Die Ausschreibung ging noch während des Pressegesprächs online. Die 60 Millionen Euro sind für die Umsetzungsphase reserviert, weitere zwei Millionen Euro fließen in die vorgelagerte Roadmap-Phase. Mit bis zu 20 Millionen Euro pro Projekt ist es laut Bundesministerium für Wirtschaft, Energie und Tourismus (BMWET) auf nationaler Ebene die größte Einzelprojektförderung im F&E-Bereich des Ressorts. Einreichungen sind bis 30. November 2026, 12:00 Uhr, möglich.

Der Befund hinter dem Programm: Mit einer Forschungsquote von 3,34 Prozent liegt Österreich EU-weit auf Rang drei, beim Innovationsoutput nur auf Rang acht. „Österreich ist Forschungs-Europameister, aber noch kein Innovations-Europameister“, sagte Hattmannsdorfer. Als ungenutztes Stärkefeld sieht er die exportorientierten Leitbetriebe, denn bei den Hochtechnologieexporten liege Österreich ebenfalls auf Rang drei. Sie sollen nun als „Zugpferde“ KMU, Startups und Forschungseinrichtungen mitziehen.

So funktioniert das Programm

Das Format ist zweistufig. In der jetzt gestarteten Roadmapping-Phase entwickeln Industrieunternehmen eine mehrjährige F&E-Roadmap für eine Schlüsseltechnologie und binden dafür Partner aus Wissenschaft, Startups, Spinoffs und KMU per Absichtserklärungen und Verträgen ein. Jedes einreichende Unternehmen erhält dafür laut Egerth 150.000 Euro, bei der FFG rechnet man mit zehn bis 15 Roadmaps. Die überzeugendsten drei bis vier Konzepte gehen ab 2027 in die auf drei bis fünf Jahre angelegte Umsetzungsphase. Entschieden wird im Wettbewerb: Ausschlaggebend ist laut Egerth, wer die ambitionierteste Roadmap vorlegt, am meisten zusätzliches eigenes Kapital in F&E investiert, die meisten zusätzlichen Forschungsbeschäftigten aufbaut und die stärksten Kooperationen schafft. Die Förderintensität für Großindustrie liegt laut Egerth bei 23 Prozent, den Rest tragen die Unternehmen selbst.

„Da redet das Industrieunternehmen nicht mit“

Für die Startup-Szene ist ein Detail der Förderarchitektur entscheidend: Die bis zu 20 Millionen Euro pro Projekt werden geteilt. Maximal zehn Millionen Euro gehen an den Leitbetrieb, weitere zehn Millionen Euro sind für das Ökosystem reserviert, und über diesen zweiten Topf entscheidet nicht der Konzern. Die Projekte der Partner werden unabhängig vom Leitbetrieb bei der FFG eingereicht. „Da redet das Industrieunternehmen nicht mit“, betonte Egerth. Auch Hattmannsdorfer hob hervor, der Leitbetrieb sei bewusst nicht als Gatekeeper konzipiert, damit „wirklich Ökosysteme entstehen“. Startups winkt zudem eine kommerzielle Perspektive: Die Leitbetriebe sollen laut Egerth teils auch als erste Kunden („First User“) fungieren.

Das finnische Original: Veturi

Das kopierte Programm läuft bei der finnischen Innovationsagentur Business Finland unter dem Namen „Veturi“, auf Deutsch Lokomotive. Ein Bild, das auch Egerth bemühte: Die großen Industrieunternehmen sollen „Lokomotive sein“ und KMU, Startups und Wissenschaft mitziehen. Angepeilt war in Finnland ursprünglich ein Hebel von 3,9 Euro privater F&E-Investitionen pro Fördereuro, die tatsächlichen 6,6 stammen aus den ersten, bis 2024 abgeschlossenen Projekten. Insgesamt haben sich die teilnehmenden Unternehmen zu 2,48 Milliarden Euro an zusätzlichen Forschungsinvestitionen verpflichtet. „Bei einer vergleichbaren Hebelwirkung könnten aus unseren 60 Millionen Euro bis zu 400 Millionen Euro an F&E-Investitionen entstehen“, rechnete Hattmannsdorfer vor.

Juuso Heinilä, CEO der staatlichen finnischen Förderbank Finnvera und Boardmitglied von Business Finland, bestätigte in Alpbach die außergewöhnlich hohe gemessene Wirkung des Programms, beim Hebel ebenso wie bei den Wissens-Spillovers von großen zu kleinen Unternehmen (aus dem Englischen übersetzt): „Ein einzelnes Unternehmen kann gekauft werden oder scheitern. Aber wenn es Ökosysteme gibt, entstehen daraus neue Unternehmen, die auf diesen Erfahrungen und diesem Wissen aufbauen.“ Finnland werde das Programm jedenfalls fortführen und aufstocken.

Dual Use ausdrücklich förderfähig

Auf Nachfrage stellten Hattmannsdorfer und Egerth klar, dass auch Dual-Use-Technologien, also zivil wie militärisch nutzbare Entwicklungen, förderfähig sind. Die Neutralität sei keine Absage an die Sicherheits- und Verteidigungsindustrie, so der Minister: Rund 150 österreichische Unternehmen seien in dem Bereich aktiv, mit einer F&E-Quote von 7,5 Prozent. Noch heuer werde präsentiert, was der Schwerpunkt für die FFG-Förderlandschaft bedeutet. Egerth sprach von einem Paradigmenwechsel: Dual Use sei immer im Portfolio gewesen, aufgrund der geopolitischen Lage nun aber auch „salonfähig“.

„Leading Companies & Ecosystems“ ist Teil der Schlüsseltechnologie-Offensive der Industriestrategie Österreich 2035, von deren 117 Maßnahmen laut BMWET bereits 43 umgesetzt oder in Umsetzung sind. Es folgt auf „Made in Europe“ und die mit 18 Millionen Euro dotierte Pilotanlagenförderung.

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