Wie funktionieren Mining Pools?

Grundlagen

Proof-of-Work-Blockchains beruhen auf dem Mining, um ihre Sicherheit zu gewährleisten. Die Teilnehmer führen Berechnungen an Hashes mit bestimmten Merkmalen durch, wodurch die Notwendigkeit einer zentralen Behörde zur Sicherung der Kryptowährungsnetzwerke entfällt.

Als Bitcoin 2009 auf den Markt kam, war der Schwierigkeitsgrad beim Mining niedrig, und jeder mit einem Standardcomputer konnte sich mit anderen Minern messen, um einen gültigen Hash für den nächsten Block zu lösen. Als jedoch die Hash-Rate des Netzwerks zunahm, benötigten die Miner spezielle Hardware, um neue Blöcke zur Blockchain hinzuzufügen, was zu einem Wettrüsten im Ökosystem führte.

Bitcoin-Miner experimentierten mit verschiedenen Arten von Hardware wie CPUs, GPUs und FPGAs, bevor sie sich schließlich auf anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) einigten, die ausschließlich für das Mining entwickelt wurden. ASICs sind darauf ausgelegt, eine einzige Aufgabe zu erfüllen, nämlich Hashes zu berechnen, und darin sind sie hervorragend. Sie machen das so gut, dass es unüblich geworden ist, irgendeine andere Art von Hardware für das Bitcoin-Mining zu verwenden.

Was ist ein Mining-Pool?

Hochwertige Hardware ist zwar wichtig für das Bitcoin-Mining, aber sie allein reicht nicht aus. Selbst mit mehreren leistungsstarken ASICs sind die Chancen, einen Block zu schürfen, gering, und es gibt keine Garantie, für Ihre Arbeit bezahlt zu werden.

Um Ihre Chancen auf beständige Einnahmen zu erhöhen, können Sie einem Mining-Pool beitreten. Wenn Sie und neun andere Miner zum Beispiel jeweils 0,1 % der gesamten Hashing-Leistung des Netzwerks haben, können Sie im Durchschnitt damit rechnen, alle tausend Blöcke einen Block zu finden, also etwa einen Block pro Woche. Solo-Mining kann je nach Ihrem Cashflow und Ihren Investitionen in Hardware und Strom eine praktikable Strategie sein.

Wenn die Einnahmen jedoch nicht ausreichen, um rentabel zu sein, kann es helfen, sich mit anderen Minern zusammenzuschließen. Wenn Sie Ihre Hashing-Leistung bündeln, verfügen zehn von Ihnen über 1 % der Hash-Rate des Netzwerks. Im Durchschnitt würden Sie erwarten, alle hundert Blöcke einen Block zu finden, also etwa ein bis zwei Blöcke pro Tag. Die Belohnung könnte dann unter allen beteiligten Minern aufgeteilt werden.

Wie sind Mining Pools strukturiert?

Hochwertige Hardware ist zwar wichtig für das Bitcoin-Mining, aber sie allein reicht nicht aus. Selbst mit mehreren leistungsstarken ASICs sind die Chancen, einen Block zu schürfen, gering, und es gibt keine Garantie, für Ihre Arbeit bezahlt zu werden.

Um Ihre Chancen auf beständige Einnahmen zu erhöhen, können Sie einem Mining-Pool beitreten. Wenn Sie und neun andere Miner zum Beispiel jeweils 0,1 % der gesamten Hashing-Leistung des Netzwerks haben, können Sie im Durchschnitt damit rechnen, alle tausend Blöcke einen Block zu finden, also etwa einen Block pro Woche. Solo-Mining kann eine praktikable Strategie sein, abhängig von Ihrem Cashflow und Ihren Investitionen in Hardware und Strom.

Die Bündelung der Hashing-Leistung mit anderen Minern kann eine Lösung sein, um das Mining profitabel zu machen, wenn die durch das Solo-Mining erzielten Einnahmen nicht ausreichen. Wenn Sie Ihre Hashing-Leistung bündeln, verfügen zehn von Ihnen über 1 % der Hash-Rate des Netzwerks. Im Durchschnitt würden Sie erwarten, alle hundert Blöcke einen Block zu finden, also etwa ein bis zwei Blöcke pro Tag. Die Belohnung könnte dann unter allen beteiligten Minern aufgeteilt werden.

Wie funktionieren Mining Pools?

In einem Mining-Pool ist ein Koordinator dafür verantwortlich, die Miner so zu organisieren, dass ihre Effizienz maximiert wird. Eine seiner Hauptaufgaben ist es, dafür zu sorgen, dass die Schürfer unterschiedliche Werte für die Nonce verwenden, um redundante Arbeit und verschwendete Hash-Leistung zu vermeiden.

Der Koordinator ist auch für die Verteilung der Belohnungen auf die Teilnehmer verantwortlich. Es werden verschiedene Methoden verwendet, um die von jedem Miner geleistete Arbeit zu berechnen und die Belohnungen entsprechend zu verteilen. Der Koordinator stellt sicher, dass jeder Miner einen fairen Anteil an den Belohnungen erhält.

Pay-Per-Share (PPS)

Pay-Per-Share (PPS) ist ein beliebtes Auszahlungssystem, das in Mining-Pools verwendet wird. Bei diesem System erhalten die Schürfer eine feste Auszahlung für jeden „Anteil“, den sie abgeben. Shares werden verwendet, um die von jedem Miner geleistete Arbeit zu verfolgen und sind keine gültigen Hashes innerhalb des Netzwerks. Sie müssen nur bestimmten, vom Mining-Pool festgelegten Bedingungen entsprechen.

Die Auszahlung pro Anteil ist zwar gering, summiert sich aber mit der Zeit. Ein Vorteil des PPS-Systems ist, dass die Schürfer unabhängig davon belohnt werden, ob ihr Pool einen Block löst oder nicht. Der Betreiber des Pools trägt das Risiko, weshalb er in der Regel eine beträchtliche Gebühr erhebt, die er entweder im Voraus von den Nutzern oder aus der eventuellen Blockbelohnung erhält.

Voller Pay-Per-Share (FPPS)

FPPS ist ein Auszahlungsmodell, das auf dem PPS-Modell aufbaut. Bei FPPS werden die Miner für ihre Arbeit mit einem Anteil an den Transaktionsgebühren belohnt, zusätzlich zu dem festen Betrag, den sie für jeden eingereichten Anteil erhalten. Die Transaktionsgebühren werden auf der Grundlage des Durchschnitts einer Standard-Netzwerktransaktion über einen bestimmten Zeitraum berechnet und unter den Minern auf der Grundlage ihrer eingereichten Anteile aufgeteilt.

Pay-Per-Last-N-Shares (PPLNS)

Pay-Per-Last-N-Shares (PPLNS) ist im Gegensatz zu Pay-Per-Share (PPS) ein weiteres beliebtes Mining-Pool-System. Bei PPLNS werden die Miner nur belohnt, wenn der Pool erfolgreich einen Block schürft. Wenn ein Block gefunden wird, prüft der Pool die letzte N Anzahl der eingereichten Anteile, die je nach Pool unterschiedlich ist. Um eine Auszahlung zu erhalten, teilt der Pool die Anzahl der Aktien, die der Miner eingereicht hat, durch N und multipliziert dann das Ergebnis mit der Blockbelohnung, abzüglich des Anteils des Betreibers.

Nehmen wir zum Beispiel an, die Blockbelohnung beträgt 6,25 BTC (ohne Transaktionsgebühren) und die Gebühr des Betreibers beträgt 20%. Die verfügbare Belohnung für Miner beträgt 5 BTC. Wenn N 1.000.000 ist und ein Miner 50.000 Anteile bereitstellt, würde er 5 % der verfügbaren Belohnung oder 0,25 BTC erhalten.

Obwohl es mehrere Varianten dieser beiden Systeme gibt, sind sie die gängigsten. Darüber hinaus gibt es Mining-Pools für die beliebtesten alternativen PoW-Kryptowährungen, wie Monero, Grin und Ravencoin.

Sind Mining-Pools schädlich für die Dezentralisierung?

Die Dezentralität von Bitcoin ist eine seiner größten Stärken. Aber was passiert, wenn eine einzelne Entität die Mehrheit der Hash-Power des Netzwerks kontrolliert?

Dies ist eine wichtige Frage, denn ein 51%-Angriff könnte es einem Angreifer ermöglichen, die Blockchain zu manipulieren und ernsthaften Schaden anzurichten. Obwohl Mining-Pools ein gewisses Risiko eines 51%-Angriffs darstellen, ist es unwahrscheinlich, dass ein einzelner Pool in der Lage wäre, genügend Hash-Power zu erwerben, um einen solchen Angriff allein durchzuführen. Nichtsdestotrotz ist es wichtig, sich der potenziellen Risiken bewusst zu sein und Maßnahmen zu ergreifen, um sie zu mindern.

Obwohl es Bedenken gibt, dass Mining-Pools das Risiko eines 51%-Angriffs erhöhen könnten, ist es unwahrscheinlich, dass dies geschieht. Während eine einzelne Einheit, die 51 % der Hash-Power des Netzwerks kontrolliert, die Macht hätte, Transaktionen zu zensieren und alte rückgängig zu machen, würde ein solcher Angriff wahrscheinlich das gesamte Ökosystem der Kryptowährung schädigen. Theoretisch könnten sich die vier größten Mining-Pools zusammentun, um das Netzwerk zu kapern, aber das würde das System untergraben und der Wert der von ihnen erworbenen Münzen würde sinken.

Außerdem sind die Pools nicht Eigentümer der Mining-Ausrüstung, und die Teilnehmer können frei zu anderen Pools abwandern. Daher liegt es sowohl im Interesse der Teilnehmer als auch der Poolbetreiber, das Ökosystem dezentral zu halten, um die Rentabilität zu wahren. Obwohl es Fälle gegeben hat, in denen Pools zu groß geworden sind, haben der Pool und seine Miner Schritte unternommen, um die Hash-Rate zu reduzieren und eine Zentralisierung zu vermeiden.

Fazit

Die Einführung des ersten Mining-Pools hat die Landschaft des Kryptowährungs-Minings für immer verändert und bietet Minern eine gleichmäßigere Auszahlung. Mit den verschiedenen verfügbaren Systemen können Miner eines wählen, das ihren Bedürfnissen am besten entspricht. Während das Bitcoin-Mining derzeit „ausreichend dezentralisiert“ ist, wäre ein stärker dezentralisiertes System ideal. Langfristig ist es für niemanden von Vorteil, wenn ein einzelner Pool die Mehrheit der Hash-Rate erhält. Teilnehmer, die verstehen, dass Bitcoin von Nutzern betrieben wird, würden dies wahrscheinlich verhindern.