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Bitcoin Mining Darum braucht Bitcoin Proof of Work (PoW)

Aufatmen in der Krypto-Community. Ein Bitcoin-Verbot ist vorerst vom Tisch. Die Kritik am Proof-of-Work-Verfahren bleibt jedoch. Sollte Bitcoin also einfach auf Proof of Stake umsteigen?

Nicola Hahn
 |  Lesezeit: 7 Minuten
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Bitcoin-Mining

Quelle: Shutterstock

Bitcoin verbraucht zu viel Energie, ist zu umweltschädlich und sowieso irgendwie nutzlos – diese Meinung ist weit verbreitet in der Krypto-kritischen Bevölkerung. Für jeden Bitcoin-Enthusiasten war es eine absolute Horror-Woche. In der Europäischen Union stand mal wieder das Thema “Bitcoin-Verbot” auf der Tagesordnung. In einer spannenden Abstimmung wurde der MiCa-Entwurf letztlich vom ECON-Komitee abgelehnt. Kritisiert wurde von den Befürwortern des Entwurfes dabei vor allem Proof of Work (PoW), das Konsens-Verfahren, welches beim Bitcoin-Mining genutzt wird und Hauptverursacher des hohen Stromverbrauchs ist.

Bitcoin ist ein knappes Gut

Im Gegensatz zu Fiat-Währungen, die in beliebiger Menge gedruckt werden können, ist Bitcoin eines der knappsten Güter auf der Erde. Seine Menge ist auf 21 Millionen begrenzt – an dieser Zahl kann nichts geändert werden. Wer Bitcoin herstellen will (im Fachjargon Mining genannt), muss daher Energie aufbringen. Der Energiefluss, der in das Bitcoin-Netzwerk fließt, wird dabei vor allem durch das sogenannte Difficulty Adjusment (DA) reguliert. Dieser Mechanismus bestimmt im Wesentlichen das Schwierigkeitslevel, mit der man als Miner einen Bitcoin finden kann.

Der Bitcoin-Entstehungsprozess ist daher inhärent mit einem Arbeitsprozess verknüpft. In einem Schlagabtausch mit der US-Senatorin Elizabeth Warren formulierte es MicroStrategy CEO und Bitcoin-Maximalist Michael Saylor wie folgt:

Bitcoin ist digitale Energie. Mit dieser Technologie können wir jede Menge Energie, mit jeder Frequenz überall in Zeit und Raum, mit nahezu null Reibung übertragen. Diese ist intelligenter, schneller und stärker als mechanische, chemische Energie oder elektrische Energie. Die digitale Energie ist die Zukunft.

Michael Saylor, Quelle: Twitter

Laut Saylor wird durch den Mining-Prozess elektrische Energie in digitale Energie umgewandelt. Ähnlich könnte man den Schürfvorgang beim Gold betrachten, denn auch hier muss aufgrund der Rarität von Gold Energie aufgewendet werden, um dieses aus der Erde zu holen. Einmal geschürft, steht es aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften für ewig als Tauschmittel zur Verfügung. Der häufig kritisierte Proof-of-Work-Prozess imitiert sozusagen genau diesen Schürfvorgang beim Gold. Aufgrund dieser Gemeinsamkeiten wird Bitcoin auch als “digitales Gold” bezeichnet.

Bitcoin – ein Klimakiller?

Ja, Bitcoin-Mining verbraucht absolut betrachtet eine Menge Strom. Relativ betrachtet ergibt sich allerdings ein anderes Bild. Laut Angaben des Bitcoin Mining Councils lag der Jahresstromverbrauch im Jahr 2021 bei 220 TWh. Mittlerweile gibt es sogar Berechnungen, die zeigen, dass eine Investition in Bitcoin weniger Klimaauswirkungen hat, als eine Investition in den S&P500 – dazu mehr hier.

Bitcoin Stromverbrauch
Abbildung 1: Globaler Stromverbrauch von Bitcoin Mining, Quelle: Bitcoin Mining Council

Der Anteil erneuerbarer Energien ist nach Angaben des Bitcoin Mining Councils bei mittlerweile 58,5 Prozent (siehe Abbildung 2). Die Mitglieds-Unternehmen des Bitcoin Mining Councils kommen sogar auf 66,1 Prozent. Doch wie viel CO₂ würde man tatsächlich bei einem Bitcoin-Verbot einsparen? Laut einer neuen Studie von Coinshares beläuft sich der Anteil, den man durch ein sofortiges Abschalten von Bitcoin erreichen könnte, auf 0,08 Prozent des globalen CO₂-Ausstoßes.

Stromverbrauch Bitcoin
Abbildung 2: Anteil Erneuerbarer Energien, Quelle: Bitcoin Mining Council

Damit es keine Mittelsmänner oder Banken gibt, die die Bitcoin beherrschen oder steuern können, wird Bitcoin nicht zentral von einer Institution, sondern dezentral von unendlich vielen Computern (Nodes) auf der ganzen Welt verwaltet. Der hohe Stromverbrauch ist so gesehen auch eine Art Schutz gegen feindliche Attacken. Wollte man beispielsweise eine Transaktion auf der Blockchain ändern, so müsste man die gesamte Rechenleistung, die bis zum heutigen Zeitpunkt aufgewendet wurde, noch einmal aufwenden – und das ist schlicht und ergreifend unmöglich. Somit gesehen ist das Bitcoin-Netzwerk ein Bollwerk und das bis dato Zensur-resistenteste Asset dieser Welt.

Umstieg auf Proof-of-Stake – ist das möglich?

Warum nicht also einfach auf das Proof-of-Stake-Verfahren (PoS) umsteigen, das etwa bei Cardano zum Tragen kommt? Dieses ist schließlich viel weniger energieintensiv und birgt zudem viele weitere Vorteile. Wie so ein Umstieg aussehen könnte, wird aktuell eindrucksvoll von Ethereum demonstriert, denn die Ethereum Foundation will noch in der ersten Jahreshälfte auf das PoS-Verfahren umsatteln. Das bedeutet im Endeffekt weniger Energieverbrauch sowie eine höhere Skalierbarkeit. Was sollte also bei Bitcoin dagegensprechen?

Fred Thiel von Marathon Digital Holdings, einem der größten Bitcoin-Mining-Unternehmen in den USA, legt in einem Gespräch mit BTC-ECHO dar, wo der fundamentale Unterschied zwischen einem Proof-of-Work- und einem Proof-of-Stake-System liegt:

Bei einem Proof-of-Stake-System ist es für einen großen Stakeholder relativ einfach, das System zu manipulieren. Ich denke, wir werden sehen, dass alle Proof-of-Stake-Systeme sich auf einen externen, unabhängigen Validator verlassen müssen, was sehr gut die Bitcoin-Blockchain sein kann.

Fred Thiel gegenüber BTC-ECHO

Auch Professor Dr. Philipp Sandner, Leiter des Frankfurt School Blockchain Center (FSBC) an der Frankfurt School of Finance & Management, sieht für PoW aktuell keine Alternative:

PoW ist der einzige Mechanismus, der einen dezentralen Konsens ermöglichen kann, ohne dass irgendwelche Vertrauenselemente benötigt wurden. Der Grund ist, dass der Konsensalgorithmus untrennbar mit der Verrichtung von Arbeit verbunden ist. Konkret wird Strom verbraucht, um Rechenoperationen im Rahmen des Konsensalgorithmus auszuführen. Und wozu brauchen wir die “Verrichtung von Arbeit”? Weil nur so die Blocktime von zehn Minuten erhalten werden kann. Und wozu die Blocktime? Weil nur so zwischen zwei Netzwerk-Zuständen (vor einer Transaktion und nach einer Transaktion) genug Zeit vergehen kann, damit Daten weltweit Zeit haben, auf tausenden Rechnern synchronisiert zu werden. Ohne diesen Zeitlauf ist das Risiko gegeben, dass die Datenbestände auf tausenden von verteilen Knoten asynchron würden. Dann wäre der Konsens gefährdet.

Philipp Sandner gegenüber BTC-ECHO

Michael Saylor sieht es ähnlich, geht allerdings noch einen Schritt weiter, indem er Proof of Work als einziges Verfahren bezeichnet, dass digitales Vermögen schaffen kann.

Die einzige anerkannte Methode zur Schaffung von digitalem Eigentum ist Proof of Work. Nicht-energiebasierte Kryptoansätze wie Proof of Stake müssen bis zum Beweis des Gegenteils als Wertpapiere angesehen werden. Ein Verbot von digitalem Eigentum wäre ein Billionen-Dollar-Fehler.

Michael Saylor auf Twitter zum möglichen EU-Verbot

Das PoW-Verfahren garantiert also Netzwerksicherheit und ist somit untrennbar mit Bitcoin verbunden. Darüber hinaus sind es genau diese Eigenschaften, die Bitcoin so attraktiv für Menschen in Staaten machen, die nicht den Luxus eines funktionierenden Rechtssystems haben, welches Eigentumsrechte hinreichend definiert und sichert.

Man kann also festhalten, dass Proof of Work in den wesentlichen Punkten als überlegen betrachtet werden kann. Insbesondere der Punkt der Sicherheit spielt in einem dezentralen System eine entscheidende Rolle. Proof of Stake ermöglicht hier eine stärker zentralisierte Struktur und ist somit anfälliger für feindliche Attacken. Darüber hinaus hat sich Bitcoin in den letzten 13 Jahren als das leistungsfähigste Netzwerk der Welt im Hinblick auf Netzwerkauthentizität, Zuverlässigkeit und Sicherheit bewährt. Bitcoin wurde kein einziges Mal gehackt und läuft seitdem wie ein Schweizer Uhrwerk. Die perfekte Basis also für ein globales monetäres Netzwerk.

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