Kapitel 06

Mining & Proof of Work

Ohne Bank und ohne Chef muss trotzdem jemand entscheiden, welcher Block als Nächstes kommt. Bitcoin löst das mit Rechenarbeit.

Stell dir eine Lotterie vor, die alle zehn Minuten stattfindet. Jeder Teilnehmer darf so oft würfeln, wie sein Computer schafft. Wer zuerst eine Zahl unter einem bestimmten Wert würfelt, gewinnt – und darf den nächsten Block an die Kette hängen.

Würfeln kostet Strom. Gewinnen ist schwer, das Ergebnis zu prüfen aber kinderleicht: Jeder andere sieht sofort, ob die Zahl stimmt. Genau dieses Ungleichgewicht macht Bitcoin sicher.

Als Lohn bekommt der Gewinner neu erzeugte Bitcoin und die Gebühren aller Transaktionen im Block. Seit April 2024 sind das 3,125 neue BTC pro Block.

Ein Miner baut einen Block-Header von genau 80 Byte und jagt ihn zweimal durch SHA-256. Das Ergebnis – als 256-Bit-Zahl gelesen – muss kleiner sein als das aktuelle Target. Ist es das nicht, ändert der Miner die Nonce (oder Daten in der Coinbase-Transaktion) und rechnet neu.

Weil SHA-256 nicht umkehrbar ist, gibt es keine Abkürzung: Nur Ausprobieren führt zum Ziel. Die Prüfung dagegen kostet einen einzigen Hash. Ein gültiger Block beweist so, dass im Schnitt eine bestimmte Menge Arbeit geleistet wurde.

Knoten folgen der Kette mit der meisten kumulierten Arbeit. Wer einen alten Block ändern will, muss dessen Arbeit und die aller folgenden Blöcke neu leisten – und dabei schneller sein als der Rest des Netzes.

4 ByteVersion
32 ByteHash des Vorgängers
32 ByteMerkle-Root
4 ByteZeitstempel
4 ByteBits (Target)
4 ByteNonce
Der Block-Header: 80 Byte. Die Nonce ist das Feld, das Miner beim Ausprobieren verändern.
HASH DES GENESIS-BLOCKS 000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f

Die führenden Nullen sind kein Zufall: Ein Hash unter dem Target beginnt mit vielen Nullen. Je höher die Difficulty, desto mehr Nullen braucht es.

Merke

Schwer zu finden, leicht zu prüfen: Das ist das ganze Prinzip von Proof of Work. Im nächsten Kapitel geht es darum, wie Bitcoin die Schwierigkeit anpasst, damit es bei rund zehn Minuten pro Block bleibt.

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