Bitcoin-Hashrate und Mining-Schwierigkeit erklärt
Die Hashrate ist die Rechenleistung aller Bitcoin-Miner, die Schwierigkeit hält Blöcke etwa zehn Minuten auseinander. So funktioniert beides.
Von Christopher Cannucciari · Veröffentlicht · Aktualisiert
Das Wichtigste in Kürze
- Ein Hash ist ein Fingerabdruck fester Länge für beliebige Daten. Mining ist die Suche nach einem Block-Hash, der unter einer Zielzahl liegt.
- Die Hashrate ist die Zahl der Hashes pro Sekunde, die alle Miner zusammen ausprobieren. Niemand kann sie direkt ablesen, sie wird daher daraus geschätzt, wie schnell Blöcke gefunden werden.
- Die Schwierigkeit gibt an, wie anspruchsvoll dieser Zielwert ist. Alle 2.016 Blöcke, etwa alle zwei Wochen, setzt das Protokoll sie neu fest, damit Blöcke weiterhin etwa alle zehn Minuten eintreffen.
- Mehr Hashrate schafft weder mehr Bitcoin noch schnellere Blöcke. Sie macht jeden Block schwerer zu gewinnen und einen Angriff auf das Hauptbuch teurer.
- Das Halving lässt die Regeln der Schwierigkeit unverändert. Dieser Artikel nennt keine aktuellen Werte; der letzte Abschnitt sagt, wo Sie sie finden.
Was ist ein Hash?
Ein Hash ist eine Zeichenfolge fester Länge, die eine Hashfunktion aus einer beliebigen Eingabe erzeugt, ein bisschen wie ein Fingerabdruck für Daten. Bitcoin verwendet eine Funktion namens SHA-256, die immer 256 Bit zurückgibt, meist als 64 hexadezimale Zeichen geschrieben. Für Block-Hashes wendet Bitcoin sie zweimal auf den Header des Blocks an.
Zwei Eigenschaften sind wichtig. Dieselbe Eingabe ergibt immer dieselbe Ausgabe, und die Änderung eines einzigen Zeichens erzeugt eine Ausgabe, die völlig unverwandt aussieht. Hier sind die ersten 16 der 64 Zeichen aus einem Durchlauf von SHA-256:
| Eingabe | Anfang des Hashes |
|---|---|
| bitcoin | 6b88c087247aa2f0 |
| Bitcoin | b4056df6691f8dc7 |
Die andere Eigenschaft: Niemand kann von einem Hash auf seine Eingabe zurückrechnen oder vorhersagen, was eine neue Eingabe ergibt. Eine Eingabe, deren Hash eine gewünschte Beschaffenheit hat, lässt sich nur finden, indem man Eingaben nacheinander ausprobiert, und das ist die ganze Grundlage des Minings. Ein Miner nimmt einen Kandidatenblock, ändert im Header eine Zahl namens Nonce, bildet den Hash, prüft das Ergebnis und versucht es erneut. Bitcoin-Mining von innen behandelt die Maschinen und das Geld, Wie funktioniert Bitcoin? die Blöcke.
Was ist die Hashrate?
Die Hashrate ist die Zahl der Hashes pro Sekunde, die Miner ausführen, entweder für eine einzelne Maschine oder für das gesamte Netzwerk. Die Einheitenpräfixe steigen jeweils um den Faktor 1.000: Kilohash, Megahash, Gigahash, Terahash, Petahash, Exahash und Zettahash.
Einzelne Mining-Maschinen werden meist in Terahash pro Sekunde angegeben. Die Summe des Netzwerks wird in Exahash pro Sekunde oder höher angegeben.
Niemand meldet die Hashrate des Netzwerks, denn Miner müssen ihre Maschinen nicht offenlegen. Sie wird stattdessen abgeleitet: Werden Blöcke bei bekannter Schwierigkeit schneller gefunden als im Zieltempo, muss mehr Rechenleistung am Werk sein. Blöcke treffen zufällig ein, daher schwankt eine Schätzung auf Tagesbasis stark, und die meisten Diagramme zeigen Durchschnitte über mehrere Tage oder Wochen.
Was ist die Mining-Schwierigkeit?
Die Mining-Schwierigkeit ist eine Zahl, die beschreibt, wie schwer es ist, einen gültigen Block-Hash zu finden. Ein Block zählt nur, wenn sein Hash, als sehr große Zahl gelesen, unter einem Zielwert liegt, und je niedriger der Zielwert, desto mehr Versuche braucht ein Miner.
Ein hilfreiches Bild sind führende Nullen: Stellen Sie sich vor, Sie verlangen einen Hash, der mit einer bestimmten Anzahl von Nullen beginnt. Jede zusätzliche hexadezimale Null macht die Suche 16-mal schwieriger. Jeder kann diesen Test wiederholen: Bilden Sie den Hash des Textes „banking-0“, dann von „banking-1“, und zählen Sie weiter, bis die Ausgabe mit den geforderten Nullen beginnt.
| Geforderte führende Nullen | Durchschnittlich nötige Versuche | Versuche in diesem Test |
|---|---|---|
| 1 | 16 | 33 |
| 2 | 256 | 301 |
| 3 | 4.096 | 3.408 |
| 4 | 65.536 | 121.208 |
| 5 | 1.048.576 | 1.862.495 |
Die Ergebnisse streuen um den Durchschnitt, weil jeder Versuch ein neuer Würfelwurf ist. Der Zielwert von Bitcoin funktioniert genauso, ist aber eine feinkörnige Zahl, daher ändert sich die Schwierigkeit gleichmäßig und nicht in Schritten von 16. Die einfachste erlaubte Einstellung, die 2009 zu Beginn galt, ist Schwierigkeit 1, und jeder spätere Wert ist ein Vielfaches davon. Als Faustregel braucht das Finden eines Blocks im Durchschnitt etwa die Schwierigkeit mal 4,3 Milliarden Versuche.
Wie funktioniert die Anpassung der Schwierigkeit?
Alle 2.016 Blöcke berechnet jeder Node die Schwierigkeit neu, indem er vergleicht, wie lange diese Blöcke gedauert haben, mit den vorgesehenen zwei Wochen, also 2.016 Blöcken zu je zehn Minuten. Kamen die Blöcke schneller, wird der Zielwert schwieriger gemacht, kamen sie langsamer, wird er leichter gemacht. Eine einzelne Anpassung kann die Schwierigkeit in keine Richtung um mehr als den Faktor vier verändern.
Niemand stimmt darüber ab oder steuert es. Jeder Node führt dieselbe Rechnung mit denselben öffentlichen Blockzeiten durch und lehnt jeden Block ab, der den Zielwert verfehlt, den seine eigene Berechnung verlangt. Was ist ein Bitcoin-Node? erklärt, was der Betrieb eines Nodes umfasst.
Hier ein erfundenes Beispiel. Angenommen, Miner fügen so viele Maschinen hinzu, dass 2.016 Blöcke eine Woche statt zwei dauern. Die nächste Anpassung verdoppelt die Schwierigkeit ungefähr, und die Blöcke kommen wieder im Abstand von etwa zehn Minuten. Das Umgekehrte gilt ebenfalls. Würde die Hälfte aller Maschinen gleich nach einer Anpassung abgeschaltet, kämen Blöcke etwa alle 20 Minuten, und die nächste Anpassung läge vier Wochen entfernt. Ähnliches folgte auf das harte Vorgehen Chinas gegen das Mining im Jahr 2021: Die Blöcke wurden langsamer, dann sank die Schwierigkeit bei späteren Anpassungen, und das Tempo erholte sich.
Zehn Minuten sind ein Durchschnitt und kein Fahrplan. Blöcke werden zufällig gefunden, daher kommen manche innerhalb von Sekunden, und einige brauchen über eine Stunde.
Warum steigt oder sinkt die Schwierigkeit?
Die Schwierigkeit folgt der Hashrate mit Verzögerung: Sie steigt, wenn Miner Rechenleistung hinzufügen, und sinkt, wenn sie sie abziehen. Neue, effizientere Maschinen, die in Betrieb gehen, treiben die Hashrate nach oben. Das tun auch ein höherer Bitcoin-Preis, höhere Gebühren oder günstigerer Strom, die das Mining attraktiver machen und mehr Miner anziehen.
Druck in die andere Richtung kommt von einem niedrigeren Preis, steigenden Stromkosten, Ausfällen oder lokalen Regeln, die die am wenigsten effizienten Betreiber zum Abschalten bewegen können. Die Blöcke werden dann langsamer, und die nächste Anpassung senkt die Schwierigkeit.
Langfristig ist die Schwierigkeit tendenziell gestiegen, mit gelegentlichen Rückgängen. Steigende Schwierigkeit verlangsamt keine Transaktionen und schafft keine zusätzlichen Bitcoin, denn die Ausgabe ist durch die Blockzahl festgelegt, und die Anpassung dient dazu, das Tempo stabil zu halten. Sie sagt auch nichts darüber aus, wohin sich der Preis entwickelt, und diese Website macht keine Prognosen.
Was sagen Hashrate und Schwierigkeit über die Sicherheit?
Eine höhere Hashrate macht es teurer, das Transaktionsregister von Bitcoin anzugreifen. Um kürzliche Blöcke umzuschreiben, bräuchte ein Angreifer eine Mehrheit der Rechenleistung des Netzwerks, und zwar lange genug, um die ehrlichen Miner zu überholen; das heißt, enorme Mengen an Hardware zu kaufen oder zu mieten und mit Strom zu versorgen.
Selbst dann ist die Macht des Angreifers begrenzt. Eine Mehrheit könnte kürzliche Transaktionen umordnen oder eigene Zahlungen rückgängig machen, aber sie könnte keine Coins von Adressen nehmen, für die sie keine Schlüssel hält, keine Bitcoin über den Plan hinaus erschaffen und die Nodes nicht zwingen, andere Regeln zu akzeptieren.
Die Hashrate ist ein grobes Maß für die Angriffskosten und keine Garantie. Wie sich die Leistung auf Mining-Pools verteilt, spielt eine Rolle, ebenso, was ein Angreifer gewinnen könnte. Proof of Work vs. Proof of Stake vergleicht dieses Sicherheitsmodell mit der wichtigsten Alternative, und Der Energieverbrauch von Bitcoin: worum es in der Debatte wirklich geht behandelt die Stromseite.
Was bewirkt das Halving bei Hashrate und Schwierigkeit?
Das Halving ändert die Regeln der Schwierigkeit nicht. Es halbiert alle 210.000 Blöcke die Block-Subsidy (Blocksubvention), die in jedem Block neu ausgegebenen Bitcoin, und die Anpassung alle 2.016 Blöcke sowie das Zehn-Minuten-Ziel bleiben, wie sie waren. Was ist das Bitcoin-Halving? listet die Termine und Belohnungen auf.
Ändern kann sich das Einkommen der Miner. Nach einem Halving zahlt der Teil eines Blocks mit neuen Coins nur halb so viele Bitcoin. Miner mit hohen Kosten könnten aufhören, was die Hashrate senken, die Blöcke eine Zeit lang verlangsamen und bei der nächsten Anpassung zu einer niedrigeren Schwierigkeit führen würde. Höhere Preise oder Gebühren oder effizientere Maschinen können die Kürzung ausgleichen, es gibt also kein festes Ergebnis, und vier Halvings sind zu wenig, um von einer Regel zu sprechen. Wie lange dauert es, einen Bitcoin zu minen? zeigt, was Ihr Anteil an der Hashrate für die erwartete Wartezeit bedeutet.
Wo können Sie die aktuelle Hashrate und Schwierigkeit prüfen?
Blockexplorer (Block Explorer) und Mining-Statistik-Websites veröffentlichen diese Zahlen, und ein Node, den Sie selbst betreiben, kann sie ebenfalls melden. Dieser Artikel nennt keine aktuellen Werte, weil sie sich täglich ändern und je nach Quelle abweichen.
Blockexplorer zeigen die aktuelle Schwierigkeit und eine Prognose der nächsten Anpassung. Mining-Statistik-Websites stellen Hashrate und Schwierigkeit im Zeitverlauf dar, meist mit gleitenden Durchschnitten. Ein Node meldet die Schwierigkeit, die er durchsetzt, und eine Schätzung der Hashrate des Netzwerks.
Prüfen Sie das Datum, das Mittelungsfenster und die Einheit, denn Exahash und Zettahash zu verwechseln ist ein leichter Fehler. Ein Diagramm der Hashrate sagt etwas über Miner und ist keine Anlageberatung; bei Entscheidungen rund um Mining oder Bitcoin sprechen Sie daher mit einer qualifizierten Fachperson.
Sind Sie neu beim Thema? Der Pfad Hier starten listet die zentralen Leitfäden der Reihe nach auf.
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- Wie lange dauert es, einen Bitcoin zu minen?: was Ihr Anteil an der Hashrate in der Praxis bedeutet.
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Häufig gestellte Fragen
Was ist die Hashrate von Bitcoin?
Die Hashrate ist die Zahl der Hash-Berechnungen pro Sekunde, die alle Miner im Netzwerk zusammen durchführen. Sie misst die gesamte Rechenleistung, die darum konkurriert, den nächsten Block hinzuzufügen. Niemand misst sie direkt, sie wird daraus geschätzt, wie schnell Blöcke gefunden werden.
Was ist die Mining-Schwierigkeit von Bitcoin?
Die Mining-Schwierigkeit beschreibt, wie schwer es ist, einen gültigen Block-Hash zu finden. Ein Block ist nur gültig, wenn sein Hash, als Zahl gelesen, unter einem Zielwert liegt, und die Schwierigkeit ist dieser Zielwert, ausgedrückt als Vielfaches des einfachsten erlaubten. Ein kleinerer Zielwert bedeutet, dass im Durchschnitt mehr Versuche nötig sind.
Wie oft ändert sich die Mining-Schwierigkeit?
Sie wird alle 2.016 Blöcke neu berechnet, also etwa alle zwei Wochen, wenn Blöcke im Zehn-Minuten-Takt eintreffen. Kamen die letzten 2.016 Blöcke schneller als vorgesehen, steigt die Schwierigkeit, kamen sie langsamer, sinkt sie.
Verändert das Halving die Mining-Schwierigkeit?
Nein. Das Halving halbiert die Block-Subsidy, lässt die Regeln der Schwierigkeit aber unberührt. Es kann das Einkommen der Miner verändern, was manche dazu bringen kann, Maschinen ein- oder auszuschalten, und die normale Anpassung der Schwierigkeit reagiert dann auf das, was mit der Hashrate geschieht.
Macht eine höhere Hashrate Bitcoin sicherer?
Eine höhere Hashrate macht es teurer, kürzliche Blöcke umzuschreiben, weil ein Angreifer eine Mehrheit dieser Rechenleistung bräuchte. Sie ist ein grobes Maß für die Angriffskosten und keine Garantie, denn auch Faktoren wie die Verteilung der Leistung auf Mining-Pools spielen eine Rolle.
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