Wie entstehen eigentlich Bitcoin und was ist das Bitcoin Halving?

Gold entstand durch riesige Energieabgaben bei der Entstehung unserer Erde, Bargeld wird in Druckmaschinen hergestellt und das Geld auf unserem Bankkonto sind nur Nullen und Einsen in einem Computer. Aber wie entstehen denn eigentlich neue Bitcoin und wie werden diese in Umlauf gebracht? Um diese Fragen soll in diesem Artikel gehen und darüber hinaus auch noch, worum es sich bei dem sogenannten Bitcoin Halving handelt, von dem man in letzter Zeit immer mehr liest.

Im Artikel selbst gibt es ein paar Prozesse, die ich nicht im kompletten Detail erklären kann, da dies sonst den Rahmen des Textes sprengen würden. Aus diesem Grund empfehle ich euch, die verlinkten Artikel und Quellen zu beachten, wenn ihr tiefer in das Thema einsteigen möchtet.

Wie läuft eine Transaktion im Bitcoin-Netzwerk ab?

Um zu verstehen, wie neue Bitcoin entstehen, muss man zunächst einmal betrachten, wie eine Transaktion im Bitcoin-Netzwerk abläuft. Schauen wir uns also zunächst einmal an, was passiert, wenn ein Netzwerkteilnehmer, nennen wir ihn einfach mal Tim, einen Wert, also Bitcoin, versenden möchte.

 

Bitcoin an ist zunächst einmal nur ein dezentrales Netzwerk, worüber man Transaktionen tätigen kann. Im Gegensatz zu zentralen Netzwerken, bei der ein Unternehmen oder auch eine Bank die Kontrolle über die Transaktionen und Teilnehmer besitzt, existiert eine solche kontrollierende Instanz bei Bitcoin nicht. Eine Transaktion im Bitcoin-Netzwerk läuft Peer-to-Peer ab, also vom Versender direkt an den Empfänger, ohne eine dritte Partei dazwischen.

 

Wenn Tim nun eine Transaktion an Lisa senden möchte, dann öffnet er seine Wallet, in dem seine Private Keys zu seinem Bitcoin Guthaben gespeichert sind und gibt die Empfangsadresse von Lisas Wallet ein. Er trägt Betrag in Bitcoin ein und sendet die Transaktion ab. Diese Transaktion wird nun alle anderen Teilnehmer im Bitcoin-Netzwerk gesendet. Dieser Vorgang wird auch Broadcasting genannt. Tims Transaktion ist damit noch nicht bestätigt bzw. validiert, denn Lisa besitzt keine Garantie, dass Tim überhaupt über einen ganzen Bitcoin verfügt. Eine einzelne kontrollierende Instanz wie eine Bank existiert im Bitcoin-Netzwerk eben nicht.

Der Ablauf einer Bitcoin Transaktion: Die Transaktion von Tim an Lisa wird an alle im Netzwerk gesendet.

Man kann sich das Bitcoin-Netzwerk nämlich so vorstellen, dass alle Teilnehmer eine Tabelle besitzen, auf die jeder Transaktionen eintragen kann. Aber wer sorgt dann dafür, dass alle mit rechten Dingen zugeht und dass niemand Bitcoin doppelt ausgibt? Das ist das sogenannte Double-Spend-Problem, das zuvor von keinem dezentralen Netzwerk gelöst werden konnte.

 

An diesem Punkt das Bitcoin Mining ins Spiel, das wir uns im nächsten Abschnitt genauer anschauen.

Was ist das Bitcoin Mining?

Die Transaktion von Tim wird im sogenannten Mempool (Memorypool) mit allen anderen Transaktionen der Netzwerkteilnehmer gespeichert, die noch nicht validiert wurden. Im Netzwerk gibt es einige Teilnehmer deren Aufgabe es ist, diese Transaktionen nun zu validieren, also zu prüfen, ob Tim genug Bitcoin besitzt und diese Bitcoin nicht doppelt ausgibt. Solche Teilnehmer nennt man Miner (so werde ich sie im weiteren Text auch bezeichnen) oder Block Creater. 

 

Alle validierten Transaktionen werden von den Minern anschließend in einem Block zusammengefasst und mit dem vorherigen Blocken, der die letzten Transaktionen enthält, verbunden. Aus diesem Grund nennt man diese verteilte Tabelle mit all den Transaktionen der Teilnehmer auch Blockchain. Diese Blockchain wird dann wiederum an alle anderen Teilnehmer gesendet, damit jeder Einzelne ganz genau die einzelnen Transaktionen der anderen kennt.

 

Wie funktioniert das Bitcoin Mining aber nun genau? Jeder Netzwerkteilnehmer hat Zugang zu den Transaktionen im Mempool, bedeutet jeder Teilnehmer könnte auch neue Blöcke generieren und als Miner fungieren. Die Miner picken sich aus dem Mempool eine gewisse Anzahl an Transaktionen heraus, die Größe eines Blocks ist bei Bitcoin genau festgelegt und es passen ca. 500 Transaktionen in einen Block.

 

Im Netzwerk existiert nicht nur ein Miner, der die aktuellen Transaktionen in einen neuen Block packen kann, sondern es gibt eine Vielzahl davon. Aber wie wird dann festgelegt, wer einen neuen Block erstellen darf?

 

Hierfür treten die einzelnen Miner gegeneinander in einem Wettbewerb an. Die Miner wählen die Transaktionen aus dem Mempool für den nächsten Block aus und dann beginnt ein Wettkampf darum, wer diesen neuen Block an die vorhandene Blockchain anhängen darf. Dies geschieht mit einem relativ einfachem mathematisch Rätsel. Für den neuen Block wird eine ganz bestimmte Zahl gesucht. Das Schwierige an diesem mathematischen Problem, ist aber, dass es nur durch ganz simples Ausprobieren und Raten zu lösen ist. Das ist natürlich jetzt sehr vereinfach dargestellt, aber es zunächst einmal aus, um den Prozess zu verstehen.

Die Miner wählen die Transaktionen aus dem Mempool und versuchen die gesuchte Zahl zu finden. Der Miner 2 hat die Zahl als Erstes gefunden und darf den neuen Block erstellen.

Um diese gesuchte Zahl zu finden, tätigen die Miner hohe Investitionen in Hardware mit großer Rechenleistung und natürlich auch in Strom für die Energieversorgung. Denn umso höher die Rechenleistung, desto höher ist auch die Wahrscheinlichkeit als Erstes die gesuchte Zahl zu finden. Aus diesem Grund ist der Stromverbrauch von Bitcoin ziemlich hoch, aber wie bereits in diesem Artikel hat dieser Energieaufwand eine große Bedeutung.

 

Der Miner der schlussendlich die Zahl als Erstes findet, erhält die Berechtigung den nächsten Block mit den neuen Transaktionen an die Blockchain anzuhängen.

 

Wer jetzt noch detaillierter nachlesen möchte wie das Bitcoin Mining funktioniert, dem kann ich dieses oder dieses Video wirklich empfehlen. Hier wird auf sehr verständliche Weise erklärt, wie die Bitcoin-Blockchain und das Mining konkret abläuft.

 

Jetzt stellt sich aber immer noch die Frage, wieso Miner diesen hohen finanziellen Aufwand betreiben und wie neue Bitcoin entstehen?

Wie entstehen Bitcoin?

Wir haben jetzt gesehen, wie durch die Miner bzw. Block Creater aus den einzelnen Transaktionen ein neuer Block der Blockchain entsteht. Aber wieso sollten die Miner überhaupt so viel Geld in Hardware und Energie investieren, um an diesem Wettkampf teilzunehmen? Sie benötigen einen Anreiz, um diesen Aufwand zu betreiben und hier kommt nun Bitcoin ins Spiel.

 

Die Miner können nämlich über zwei Methoden Bitcoin einnehmen und Einnahmen generieren, in dem sie diese auf bspw. Exchanges wieder verkaufen, um dann damit ihre Hardware und die Stromversorgung zu finanzieren. Zunächst erhalten die Miner Bitcoin über Gebühren. Bei jeder Bitcoin-Transaktion zahlt der Sender eine kleine Gebühr (Fee). Diese darf der Miner, der den nächsten Block erstellen darf, einbehalten. 

 

Die größere Einnahmequelle ist aber der sogenannte Block Reward und dieser ist auch die Erklärung für die Entstehung neuer Bitcoin im Netzwerk. Der Miner, der das mathematische Rätsel als Erstes gelöst hat, darf selbst eine zusätzliche Transaktion in den zu erstellenden Block schreiben, dies ist der sogenannte Block Reward. In dieser Transaktion schreibt er sich selbst eine bestimmte Menge an Bitcoin gut, die auf seinem Konto landen. Diese Menge an neuen Bitcoin entsteht komplett neu, bedeutet sie werden der bisherigen Gesamtmenge an Bitcoin im Netzwerk hinzugefügt.

Der Miner der den neuen Block erstellen darf, erhält eine Belohnung in Form des Block Rewards.

Dieser Block Reward stellt den Anreiz für die Miner dar, um an diesem Prozess des Bitcoin Mining teilzunehmen. Die erhaltenen Bitcoin können sie anschließend verkaufen und die Differenz aus diesem Erlös und ihren Ausgaben für Hardware und Strom ergibt ihren Gewinn.

 

Die Entstehung an sich ist eigentlich nichts anderes als eine Belohnung für die Miner, aus den neuen Transaktionen Blöcke zu erstellen und dadurch das Netzwerk am Laufen zu halten bzw. zu sichern. In jedem einzelnen Bitcoin ist also der Energieaufwand der Miner gespeichert.

Was ist das Difficulty Adjustment?

Die Miner generieren ihre Einnahmen über den Block Reward, den sie erhalten, wenn sie als Erstes das mathematische Rätsel lösen. Umso mehr Rechenleistung dafür eingesetzt wird, desto schneller wird dieses Rätsel auch gelöst, bedeutet die Miner würden häufiger diesen Block Reward erhalten – sie wären dadurch profitabler.

 

Was würde aber passieren, wenn immer schneller neue Bitcoin in das Netzwerk gelangen? Zunächst wäre die Gesamtmenge bzw. der Zufluss an neuen Bitcoin unkontrollierbar und zum anderen würde der Markt immer weiter mit neuen Bitcoin geflutet werden. Bspw. würden bei einem starken Anstieg des Bitcoinpreises die Miner noch mehr Investitionen tätigen, um mehr Bitcoin zu erhalten und diese dann zu hohen Preisen zu verkaufen. Wie ich in diesem Artikel geschrieben habe, würde diese starke Zunahme von neuen Bitcoin den Markt mit großem Angebot überschwemmen und dadurch der Preis wieder ziemlich schnell fallen. Dieses Szenario ist für alle Teilnehmer negativ und nicht wünschenswert. 

 

Wie löst Bitcoin also dieses Problem? Bitcoin hat einen sehr spannenden Mechanismus eingebaut, den ich persönlich als wirklich faszinierend ansehe: das sogenannte Difficulty Adjustment oder die Anpassung der Schwierigkeit. 

 

Hierbei geht es darum, das festgelegt wurde, dass ein neuer Block mit Transaktionen nur durchschnittlich alle 10 Minuten erstellt und der Blockchain angehängt werden soll. Dadurch wird zum einen gewährleistet, dass regelmäßig neue Bitcoin dem Netzwerk hinzugefügt werden und zum anderen, dass der Markt nicht mit neuen Bitcoin geflutet werden kann.

 

Wie wird jetzt aber reguliert, dass nur durchschnittlich nur alle 10 Minuten ein neuer Block entsteht, auch wenn die Miner ihre Investitionen erhöhen? Das Bitcoin-Netzwerk reguliert alle 2.016 Blöcke die Schwierigkeit des mathematischen Rätsels, das die Miner lösen müssen, um den nächsten Block erstellen zu dürfen. Wird das Rätsel der vorherigen Blöcke, durch die hohe Rechenleistung der Miner, unter 10 Minuten gelöst, dann wird die Schwierigkeit des mathematischen Rätsels so erhöht, dass es ab sofort wieder durchschnittlich 10 Minuten dauern wird.

 

Umgekehrt funktioniert dies ebenfalls: Ist die Rechenleistung der Miner zu gering, da sich bspw. nur eine geringe Anzahl am Bitcoin-Mining beteiligt, und zur Lösung des Rätsel werden mehr als 10 Minuten benötigt, dann wird die Schwierigkeit verringert.

Difficulty Adjustment: Die Schwierigkeit des Bitcoin-Mining passt sich an die Rechenleistung der Miner an.

Durch das Difficulty Adjustment wird also verhindert, dass wenn der Bitcoinpreis ansteigt, die Miner höhere Investitionen tätigen, um mehr Einnahmen zu generieren und dadurch den Markt mit neuen Bitcoin überschwemmen. Im Gegensatz zu vielen Rohstoffen und Edelmetallen besitzt durch diese Eigenschaft Bitcoin einen riesigen Vorteil. Der Bitcoinpreis hat also keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Zunahme an neuen Bitcoin.

Wie wird die Anzahl von Bitcoin festgelegt?

Wir haben gesehen wie durch das Bitcoin-Mining regelmäßig dem Netzwerk neue Bitcoin hinzugefügt werden, aber die Menge der Bitcoin ist insgesamt begrenzt. Wie funktioniert das genau? 

 

Die Begrenzung der Gesamtmenge im Netzwerk ist eine der größten monetären Vorteile von Bitcoin. Wenn ihr nochmal genauer nachlesen möchtet wieso, dann kann ich euch diesen Artikel empfehlen. Die Gesamtmenge aller Bitcoin, die jemals entstehen wird, beträgt genau 21.000.000 Stück und ist mathematisch festgelegt.

 

Der Miner, der den neuen Block erstellen darf, hat die Erlaubnis diesem Block genau eine weitere Transaktion hinzuzufügen, mit der er sich eine streng festgelegte Menge an Bitcoin selbst gutschreiben kann, den sogenannten Block Reward. Die Größe dieses Block Rewards ist mathematisch genau festgelegt und beträgt derzeit (Stand Januar 2020) 12,5 BTC. Das bedeutet, dass pro neuem Block dem Netzwerk aktuell 12,5 BTC oder pro Tag ca. 1800 BTC hinzugefügt werden.

 

Die Größe des Block Reward folgt dabei einem genauen zeitlichen Verlauf: Die Größe wird alle 210.000 Blöcke oder ungefähr alle vier Jahre halbiert. Begonnen wurde zu Beginn im Jahr 2009 mit 50 BTC pro Block, ab dem Jahr 2012 waren es dann 25 BTC pro Block und seit 2016 sind es 12,5 BTC pro Block. Dieses Jahr, ungefähr im Mai 2020, halbiert sich die Menge erneut und ab diesem Zeitpunkt werden die Miner pro neu erstelltem Block nur noch 6,25 BTC erhalten.

 

Diesen Verlauf kann man nun so weiterführen, bis man ca. das Jahr 2140 erreicht, in dem dann dem Netzwerk keine neuen Bitcoin mehr hinzugefügt werden. Die folgende Grafik zeigt den genauen Verlauf des Block Rewards und die gleichzeitige Zunahme der Gesamtmenge:

 

Die Entwicklung der Gesamtmenge von Bitcoin (grün) und die Zunahme pro Block (blau).

Wie man erkennen kann, ist die Zunahme der neuen Bitcoin pro Block zu Beginn sehr hoch, wodurch auch die Menge der sich im Netzwerk befindlichen Bitcoin stark ansteigt. Mit der Zeit nimmt die Größe des Block Rewards immer weiter ab und die Menge der Bitcoin flacht ab. Aus diesem Verlauf ergibt sich dann auch die Gesamtmenge der Bitcoin, die jemals existieren werden: genau 21.000.000 BTC. 

 

Im Gegensatz zu unseren aktuellen Währungen wie dem Euro oder dem Dollar ist die Gesamtmenge also zu jedem Zeitpunkt in der Vergangenheit und in der Zukunft für jeden bekannt. Denn man kann jederzeit bestimmten, wieviele Bitcoin an einem exakten Datum existieren werden und wie groß der Block Reward ist. Bei den nationalen Währungen ist dies nicht der Fall, da die Gesamtmenge sowie Verbreitung durch die Zentralbanken bzw. Staaten bestimmt wird.

Was ist das Bitcoin Halving?

In den nächsten Monaten wird man noch häufiger in den Medien vom sogenannten Bitcoin Halving bzw. Halbierung lesen. Dies beschreibt das Ereignis, bei dem der Block Reward halbiert wird. Interessant dabei ist, dass das nächste Bitcoin Halving bereits dieses Jahr ungefähr im Mai stattfinden wird, bei dem der Block Reward von 12,5 BTC auf 6,25 BTC halbiert wird.

 

Das Bitcoin Halving stellt ein wichtiges Ereignis im Bitcoin Bereich dar, da es einige ökonomische bzw. finanzielle Auswirkungen haben kann. Ich möchte nur drei davon kurz anschneiden:

 

1. Durch die Halbierung des Block Rewards wird vom einen auf den anderen Tag die hinzugefügte Menge an Bitcoin halbiert. Das bedeutet, dass auch das Angebot an neuen Bitcoin sofort sinken wird. Sind es aktuell noch 1.800 neue Bitcoin pro Tag, wird es ab ca. Mai dieses Jahres nur noch 900 BTC geben und der Markt kleiner werden. Dadurch verringert sich das Angebot und rein theoretisch wird jeder einzelne Bitcoin dadurch wertvoller.

 

2. Für Miner ist der Block Reward die Haupteinnahmequelle zur Finanzierung ihrer Hardware sowie Stromkosten. Das bedeutet auch, dass durch die Halbierung der Block Reward ihrer Menge an eingenommenen Bitcoin halbiert wird. Dadurch müssen sie bei einem gleichbleibenden Bitcoinpreis länger warten, um dann eine größere Menge an Bitcoin zu verkaufen, um die gleichen Einnahmen zu generieren. Oder sie müssen jeden einzelnen Bitcoin zu einem höheren Preis verkaufen, um ihre Finanzierung aufrechthalten zu können. Es gibt einige Annahmen, dass sich die sinken Einnahmen der Bitcoin eher auf den Bitcoinpreis auswirken werden und dieser dadurch ansteigt. Denn bei gleichbleibender Nachfrage, aber verringertem Angebot durch das Bitcoin Halving, muss der Preis automatisch ansteigen.

 

3. Durch die Halbierung verändert sich zu dem das Stock-to-Flow von Bitcoin, es verdoppelt sich. Dadurch wird Bitcoin zu einem noch härteren Wertspeicher und ist ab Mai 2020 bei dieser Eigenschaft fast auf einer Ebene mit Gold. Ich empfehle euch zu diesem Thema nochmal meine Artikel „Wieso ist Gold so wertvoll?“ und „Ist Bitcoin das bessere Gold?“, in denen ihr mehr über das Stock-to-Flow Modell lesen könnt.

Drei der Auswirkungen des Bitcoin Halvings.

Wie man sieht, ist das Bitcoin Halving ein mit Spannung erwartetes Ereignis, insbesondere auf ökonomischer bzw. finanzieller Ebene. Man muss aber auch darauf hinweisen, dass man davon ausgehen kann, dass die Auswirkungen des Halving sich nicht direkt auf den Preis auswirken wird. Bitcoin ist ein Asset, mit einer Vielzahl an Teilnehmer, wodurch auch der Markt voraussichtlich verzögert reagieren wird.

Was kann man nun mitnehmen?

Die Entstehung von neuen Bitcoin ist ein wirklich gut durchdachter Prozess, der das komplette Gegenteil zur Verteilung unserer aktuellen nationalen Währungen darstellt. Die Zunahme der Bitcoin sowie deren Gesamtmenge im Netzwerk ist mathematisch genau festgelegt und begrenzt. Dadurch erhält Bitcoin einen riesigen monetären Vorteil gegenüber anderen Wertspeichern wie Gold.

An sich sind Bitcoin die Belohnung für Miner Transaktionen zu validieren und das Netzwerk zu sichern. Sie schürfen also in der Hinsicht keine Bitcoin, sondern erhalten für Aufwand und eingesetzte Energie eine Gegenleistung, die wiederum den Anreiz darstellt, sich an diesem Prozess zu beteiligen.

Das Schöne an der Thematik des Bitcoin Halving ist, dass wir ungefähr im Mai dieses Jahres das nächste miterleben werden und gespannt sein können wie sich Bitcoin danach weiter entwickeln wird.

Weiterführende Quellen

Artikel

 

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