Teurer und energieintensiver Verifizierungsprozess
Abb. 1 Entwicklung des Bitcoin-Kurses 2014-2020 (Quelle: finanzen.net)
Abb. 2 Bitcoin-Mining-Aktivitäten ausgewählter Regionen – Länderanteile (Quelle: Cambridge University)
Bitcoin ist das erste dezentralisierte Peer-to-Peer-Zahlungsnetzwerk, das nur von den Nutzern und ohne zentrale Autorität wie einer Notenbank oder einem Vermittler betrieben wird [5]. Für die Nutzer ist Bitcoin nicht viel mehr als eine App oder ein Computerprogramm, das eine persönliche Bitcoin-Wallet – eine elektronische Geldbörse – zur Verfügung stellt und es Nutzern ermöglicht, Bitcoins zu versenden oder zu empfangen.
Im Hintergrund des Bitcoin-Netzwerks arbeitet ein öffentliches Buchungssystem. In diesem Buchungssystem (Blockchain) wird jede Transaktion, die jemals über das Bitcoin-Netzwerk gebucht wurde, gespeichert. Das ermöglicht jedem Nutzer, die Gültigkeit jeder Transaktion zu überprüfen. Die Echtheit einer Transaktion ist durch eine digitale Signatur und die dazugehörige Adresse des Auftraggebers gesichert; dies ermöglicht jedem Nutzer die volle Kontrolle über Zahlungen von seiner Adresse aus.
Zusätzlich können Nutzer durch spezielle Hardware-Transaktionen verarbeiten und dafür eine Vergütung in Form von Bitcoins erhalten. Dieser Prozess wird „Mining“ genannt. Mining ist ein Prozess, bei dem Rechenleistung zur Verfügung gestellt wird, um Transaktionen zu verarbeiten, das Netzwerk zu sichern und alle Teilnehmer im System untereinander synchron zu halten. Das virtuelle Bitcoin-Rechenzentrum arbeitet komplett dezentralisiert. Die Miner sind über die ganze Welt verteilt. Dieser Prozess wird in Analogie zum Goldschürfen „Mining“ genannt, weil es außerdem ein Mechanismus ist, um neue Bitcoins zu erzeugen. Anders als beim Goldschürfen gibt es beim Bitcoin-Mining eine Belohnung für nützliche Dienste, die zum Betrieb eines sicheren Zahlungsnetzwerks nötig sind.
Um seine Dienstleistung zu verifizieren (Proof of Work – PoW), muss der Miner mit erheblichem Rechenaufwand die Zeichenfolge eines neuen Blocks in einen Hash-Wert umwandeln. Errechnet ein Miner den für die Validierung des Blocks richtigen Hashwert, bekommt er einen Bitcoin oder mehr vergütet. Um die Chancen auf den richtigen Hashwert zu erhöhen, werden Hunderte bis Tausende von Systemen gleichzeitig zum Schürfen eingesetzt.
Noch 2011 konnten Bitcoin-Schürfer mit handelsüblichen PC-Systemen im Schnitt zwei Blöcke pro Tag validieren. Heute würde dies mit der gleichen Ausstattung rein rechnerisch 472.339 Jahre dauern, da die Validierungen immer komplexer werden. Aber auch mit dem derzeit leistungsstärksten Schürfsystem ist nur alle 21 Jahre eine erfolgreiche Validierung möglich. Daher müssen sehr viele Systeme parallel laufen, um erfolgreich am Mining-Prozess zu partizipieren. Derzeit werden pro Tag weltweit etwa 1.800 Bitcoin geschürft [6].
Der starke Anstieg des Bitcoin-Kurses (Abb. 1) auf Werte über 40.000 € macht das Mining immer attraktiver und führt zum starken Ausbau der Bitcoin-Farmen. Nach Berechnungen des Cambridge Center for Alternative Finance an der University of Cambridge [7] entfällt bei der durchschnittlichen monatlichen Hash-Wert-Rate ein Anteil von rund 65 % auf China (Abb. 2). Es folgen die USA (7 %), Russland (7 %), Kasachstan (6 %), Malaysia (4 %), und Iran (3,8 %). Auf Deutschland entfallen derzeit etwa 0,56 % der weltweiten Hash-Wert-Berechnungen. Deutschland belegt damit nach Kanada Platz 8 bei den weltweit größten Mining-Standorten, gefolgt von Norwegen (0,48 %) und Venezuela (0,42 %) (Abb. 2).