Warum braucht man eigentlich so viele Grafikkarten für das Minen von Bitcoins?

Bitcoin-Mining ist ein Prozess, bei dem Rechenenleistung zur Transaktionsverarbeitung, Absicherung und Synchronisierung aller Nutzer im Netzwerk zur Verfügung gestellt wird. Das Mining ist eine Art dezentrales Bitcoin-Rechenzentrum mit Minern aus allen möglichen Ländern. Keine Einzelperson hat Kontrolle über das Netzwerk. Dieser Prozess wird  analog zum Goldschürfen "Mining" genannt. Anders als beim Goldschürfen gibt es beim Bitcoin-Mining eine Belohnung für nützliche Dienste. Die Auszahlung der jeweiligen Bitcoin-Anteile richtet sich nach der zur Verfügung gestellten Rechenkapazität.

Menschen transferieren rund um die Uhr Bitcoins über das Bitcoin Netzwerk, aber auch wenn alle Transaktionen aufgezeichnet werden, würde niemand in Lage sein zu sehen wer was bezahlt hat.

Das Bitcoin Netzwerk macht das indem es alle Transaktionen eines bestimmten Zeitraums sammelt und in einer Liste zusammenfügt - der sogenannte Block. Es ist des Schürfers (Miner) Job diese Transaktionen zu bestätigen und in einem "Kontenbuch" einzutragen. Entlohnt wird er dafür in Bitcoin (die Bitcoin Transaktionsgebühr).

Und da Grafikkarten nun einmal mehr Rechenleistung als ein Prozessor haben, nutzt man eben zum mining am Besten Grafikkarten. Und je mehr Grafikkarten man hat, desto mehr Leistung und mehr Bitcoins. 

Um Bitcoins zu generieren ("minen"), muss man Zahlen finden, die dann als Argument für eine Einwegfunktion dienen.

Wenn der Funktionswert der Einwegfunktion unter einem bestimmten Schwellwert liegt, hat man eine bestimmte Menge Bitcoins generiert und kann sie seinem Konto ("wallet") hinzufügen, ansonsten geht man leer aus.

Einwegfunktionen haben die Eigenschaft, dass sie schwer (im Sinne der Komplexitätstheorie) umzukehren sind. Daher liegt der einzige Weg, ein Argument zu finden, das einen hinreichend kleinen Funktionswert liefert, ist, die Funktion solange an zufälligen Stellen auszuwerten, bis man einen findet, bei dem der Funktionswert klein genug ist. Das ist ziemlich aufwändig.

Inzwischen verwendet man übrigens keine GPUs mehr zum minen, sondern so genannte FPGAs (field programmable gate arrays), programmierbare Logikschaltungen, die nochmals um Größenordnungen schneller/effizienter sind.

Das Mining ist aber für Privatpersonen unrentabel. Es gibt riesige Rechenzentren mit dem Stromverbrauch von Kleinstädten, die tausende Rechner (mit FPGA-Unterstützung) rund um die Uhr Bitcoins minen lassen. Diese betreiben wenn man so will eine entsprechende "Inflation", sodass sich Mining mit "kleiner Hardware" (die man sich als Privatperson anschaffen kann) eigentlich nicht mehr lohnt.

Hi,

das hat mit der Funktionsweise von Bitcoin zu tun. Wie die meisten Krypto-Währungen basiert auch  Bitcoin auf sogenannten "Blöcken" - das sind Datenbanken, in denen alle Bitcoin-Transaktionen mit einer Prüfsumme gespeichert werden.

Diese müssen allerdings in einem sehr aufwendigen Prozess erst "errechnet" werden. Das geht grundsätzlich auch mit der CPU in deinem Heim-PC, Grafikkarten sind dabei jedoch deutlich schneller und effizienter. Mittlerweile nutzen viele Miner aber auch hochspezialisierte Hardware, die noch viel schneller ist.

Mit jedem berechneten Block wird dann eine festgelegter Betrag an Bitcoins ausgeschüttet - die erhält der Erzeuger des Block, sozusagen als Belohnung. Und da wird dann auch die ganze Rechenleistung benötigt - Miner konkurrieren miteinander, nur der tatsächliche Erzeuger erhält die Belohnung ;)

Das war jetzt die vereinfachte Kurzfassung, mehr Infos findest du bei Interesse hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Bitcoin

Viele Grüße,
SacredChao