Die Bedeutung der Mining-Schwierigkeit im Bitcoin-Netzwerk
Die Mining-Schwierigkeit ist ein zentraler Parameter im Bitcoin-Netzwerk, der bestimmt, wie schwierig es ist, einen neuen Block zu minen. Einfach gesagt, spiegelt die Komplexität die Menge an Rechenarbeit wider, die Miner leisten müssen, um erfolgreich einen Block zu finden. Dieser Parameter steht in direktem Zusammenhang mit der Sicherheit und Stabilität des Netzwerks: Eine hohe Komplexität macht das Netzwerk sicherer vor Angriffen, erhöht jedoch gleichzeitig die Anforderungen an die Rechenleistung der Miner.
Die Funktionsweise der Mining-Komplexität
Um die Struktur und Bedeutung der Mining-Komplexität zu verstehen, schauen wir uns an, wie sie das Bitcoin-Netzwerk beeinflusst und welche Änderungen in den Parametern dies anzeigen. Die Mining-Komplexität ist eine Zahl, die angibt, wie oft Miner im Durchschnitt eine Hash-Funktion berechnen müssen, um einen einzelnen Block in der Bitcoin-Blockchain zu finden. Bei jedem Versuch generiert der Miner einen zufälligen Wert (Nonce) und berechnet den Hash des Blocks. Wenn der resultierende Hash eine bestimmte Bedingung erfüllt (unter einem vom Netzwerk festgelegten Zielniveau), wird der Block als gefunden betrachtet. Die Komplexität der Mining-Operation legt im Wesentlichen diese Bedingung fest: Je höher die Komplexität, desto strenger die Anforderungen an den Hash und desto mehr Versuche müssen unternommen werden. Beispielsweise benötigten Miner bei einer BTC-Komplexität von etwa 101 Billionen (101 × 1012) etwa 1014 Hash-Berechnungen, um einen einzigen Block zu öffnen.
Entwicklung und Anpassung der Mining-Komplexität
Es ist wichtig zu erkennen, dass die Komplexität des Bitcoin-Netzes zu Beginn auf ein Minimumniveau (1,0) festgelegt wurde, als das Netzwerk startete. Mit dem Beitritt neuer Miner und dem Anstieg ihrer kombinierten Rechenleistung begann die Komplexität exponentiell zu steigen. Dies dient als eine Art adaptive Schwelle: Sie passt sich automatisch an die aktuelle Hashrate (die Gesamtrechengeschwindigkeit des Netzwerks) an, um die Blockchain stabil zu halten. Anders ausgedrückt reguliert die Mining-Komplexität die Rate, in der Blöcke gefunden werden, wodurch die Aufgaben für Miner leichter oder schwieriger werden, mit dem Ziel, dass neue Blöcke alle etwa 10 Minuten erscheinen.
Wenn gesagt wird, dass “die Nettokomplexität einen Rekord aktualisiert hat”, bedeutet das, dass das Mining von Bitcoins schwieriger geworden ist als je zuvor.
Im November 2024 überschritt die Komplexität von Bitcoin beispielsweise zum ersten Mal 100 Billionen (100 T) und stellte damit einen neuen Höchstwert auf. Zum Vergleich: Im Jahr 2009 betrug die Komplexität 1 und stieg bis Ende 2013 auf 1,5 Milliarden, bis Ende 2017 auf 1,59 Billionen und erreichte nach dem Boom 2021 etwa 24 Billionen. Diese riesigen Zahlen spiegeln den kolossalen Anstieg der Gesamtrechenleistung der Miner im Laufe der Jahre wider, in denen Bitcoin existiert.
Algorithmus zur Neuberechnung der Schwierigkeit
Das BTC-Netzwerk implementiert einen speziellen Algorithmus, der die Schwierigkeit alle 2016 Blöcke automatisch neu berechnet. Dies geschieht etwa alle zwei Wochen, da idealerweise 2016 Blöcke in 20160 Minuten (2016 × 10 Minuten) verarbeitet werden sollten. Der Algorithmus funktioniert folgendermaßen: Er vergleicht die tatsächlich benötigte Zeit des Netzwerks, um die letzten 2016 Blöcke zu minen, mit dem Ziel von zwei Wochen. Somit wird die Mining-Schwierigkeit dynamisch angepasst und folgt den Änderungen in der Netzleistung. Die Formel zur Neuberechnung der Schwierigkeit ist proportional zum Verhältnis von 20160 Minuten zur tatsächlich aufgewendeten Zeit (unter Berücksichtigung einiger Beschränkungen für die maximale Änderung pro Schritt).
Das Ergebnis der Neuberechnung ist ein neuer Zielschwierigkeitswert, der für die nächsten 2016 Blöcke gilt. Ein Intervall von ~2 Wochen glättet kurzfristige Spitzen oder Rückgänge in der Hashrate. Wenn die Schwierigkeit zu oft aktualisiert wird (z. B. nach jedem Block), würde selbst die kleinste Änderung in der Leistung zu Schwierigkeitsspitzen führen, was die Arbeit der Miner erschweren würde. Andererseits würde eine zu seltene Anpassung das System träge gegenüber signifikanten Änderungen der Hashrate machen. Der Zeitraum von 2016 Blöcken hat sich als Kompromisslösung erwiesen, die es dem Netzwerk ermöglicht, rechtzeitig auf Trends im Mining zu reagieren, ohne übermäßige Volatilität.
Einfluss der Mining-Schwierigkeit auf die Rentabilität
Die Rentabilität des Minings steht in direktem Zusammenhang mit der aktuellen Schwierigkeit und der Belohnung pro Block. Wenn die Schwierigkeit steigt, wird es schwieriger, einen neuen Block zu minen: Miner investieren mehr Ressourcen (Strom, Zeit), um den richtigen Hash zu berechnen. Wenn der Bitcoin-Preis und die Belohnung pro Block gleich bleiben, führt der Anstieg der Schwierigkeit zu einem Rückgang der Rentabilität der Miner, da jedes Teilstück an Ausrüstung nun weniger Blöcke finden kann (die Wahrscheinlichkeit, einen Block zu finden, sinkt proportional zum Anstieg der Schwierigkeit).
Einfach gesagt, bringt jede 1 TH/s an Hashrate bei höherer Schwierigkeit weniger BTC als zuvor. Ein Anstieg der Schwierigkeit um ~10 % wird die Einnahmen jedes Miners um etwa 10 % senken, sofern die restlichen Bedingungen gleich bleiben. In der Branche wird eine Kennzahl verwendet, die den Umsatz in Dollar pro Einheit der Hashrate (beispielsweise 1 PH/s pro Tag) darstellt. Sobald die Schwierigkeit steigt, sinkt der Hashpreis sofort. So fiel am 5. November 2024, als die Komplexität von Bitcoin um 6,24 % auf einen neuen Höchststand anstieg, der Umsatzindex der Miner (Bitcoin Hashprice Index) um etwa 5,9 %. Das bedeutet, dass der Anstieg der Schwierigkeit den Umsatz der Miner fast direkt reduziert hat.
Wenn die Komplexität sinkt, kehrt sich die Situation um: Die verbleibenden Miner im Netzwerk finden es einfacher, Blöcke zu minen, und ihr Anteil an der Belohnung steigt. So war es beispielsweise im Juli 2021, als die Komplexität abrupt sank, während Miner aus China abwanderten. Die Miner, die weiter arbeiteten, genossen für einige Monate höhere Renditen, bis die Schwierigkeit wieder anstieg.
Zusätzliche Faktoren für die Rentabilität
In der Praxis hängt jedoch die Rentabilität des Minings nicht nur von der Schwierigkeit ab, sondern auch vom BTC-Wechselkurs und der Größe der Belohnung pro Block. Miner konzentrieren sich oft auf das Verhältnis des Wertes der geminten Bitcoins zu den Stromkosten. Wenn der BTC-Preis in die Höhe schnellt, kann er den Anstieg der Komplexität ausgleichen – die Rückkehr in Fiat-Währung kann sogar steigen, obwohl die Komplexität des Minings zunimmt. Umgekehrt, wenn der Preis fällt, rettet selbst ein Rückgang der Komplexität nicht immer vor Verlusten.
Beispielsweise stieg nach der Halbierung im Jahr 2024 die Komplexität des Netzwerks weiterhin an, und die Gesamteinnahmen der Miner sanken aufgrund des gleichzeitigen Anstiegs der Komplexität und des Rückgangs der Belohnung.
Im Allgemeinen dient die Veränderung der Komplexität jedoch als Ausgleichsfaktor: Die Gewinne der Miner neigen dazu, auf ein Niveau zu steigen, bei dem einige weniger effiziente Teilnehmer das Spiel verlassen, was die Rentabilität für die verbleibenden wiederherstellt. Dies ist eine Art Selbstregulation: Auf diese Weise wird ein dynamisches Gleichgewicht erreicht.
Faktoren, die die Mining-Komplexität beeinflussen
Die Mining-Komplexität ändert sich als Reaktion auf verschiedene Faktoren, die sich auf die Gesamt-Hashrate des Netzwerks auswirken. Die Hauptfaktoren sind: Da die Neuberechnung der Komplexität direkt davon abhängt, ob die letzten 2016 Blöcke schneller oder langsamer gemined wurden, führt jede Erhöhung der Hashrate (Hinzufügen neuer Kapazitäten) zu einem Anstieg der Komplexität, während eine Verringerung der Hashrate (Abschalten von Kapazitätsanteilen) zu einem Rückgang der Komplexität führt.
Die Hashrate aggregiert wiederum die Auswirkungen aller folgenden Faktoren. Der BTC-Preis ist einer der wichtigsten Faktoren. Wenn der Preis stark steigt, wird das Mining rentabler, was neue Miner anzieht und bestehende Miner anregt, ihre Farmen zu erweitern. Die gesamte Hashrate steigt, und die Komplexität des Bitcoin-Netzwerks wächst als Folge. Im umgekehrten Fall, wenn der Preis fällt, schalten einige hochpreisige Miner ab, die Hashrate sinkt, und nach einer Weile sinkt auch die Komplexität.
Historische Entwicklung der Mining-Komplexität
Historisch gesehen steigen Komplexität und die gesamte Rechenleistung des Netzwerks häufig in einem Bullenmarkt (nach Preissteigerungen) und können in einem anhaltenden Bärenmarkt stagnieren oder fallen. Die Entwicklung der Mining-Hardware hat einen direkten Einfluss auf die Komplexität. Zum Beispiel führte der Wechsel von CPU- zu GPU-Mining im Jahr 2010, gefolgt von der Einführung von FPGAs und ASIC-Minern (seit 2013), zu einem explosiven Anstieg der effektiven Hashrate, die den Minern zur Verfügung steht.
Neue Generationen von Geräten übertreffen ältere Generationen bei Leistung und Energieeffizienz erheblich. Infolgedessen führte jeder technologische Fortschritt zu einem dramatischen Anstieg der Komplexität. Beispielsweise erhöhte sich die Komplexität mit dem Aufkommen der ASICs im Jahr 2013 innerhalb eines Jahres um Tausende von Malen. Anfang 2015 hatte sie sich in den ersten Jahren um Zehntausende von Malen erhöht. Und heute, mit den fortschrittlichsten ASIC-Chips im Einsatz, erreicht die Komplexität weiterhin neue Höchststände, da neue, noch leistungsfähigere Modelle auf den Markt kommen.
Einfluss von Stromkosten und Regulierung
Mining ist energieintensiv, sodass Stromkosten und Farmbedingungen die Rentabilität beeinflussen. In Regionen mit günstigem Strom (oder einem kalten Klima, das die Kühlung erleichtert) können Miner profitabler arbeiten und länger im Geschäft bleiben, auch wenn die Komplexität steigt. Wenn jedoch die Preise steigen oder es irgendwo Stromausfälle gibt, werden einige Miner abgeschaltet, was die Hashrate senken kann.
Beispielsweise können Stromausfälle oder saisonale Rückgänge bei Wasserkraft vorübergehend einen erheblichen Anteil von Minern ausschalten, was das Netzwerk beeinflusst.
Auch die Politik der Regierung hat die Macht, die Komplexität dramatisch zu verändern. Ein Beispiel ist das Verbot des Minings in China im Frühjahr 2021. China hatte bis zu diesem Zeitpunkt den globalen Mining-Markt dominiert (chinesische Miner hatten einen Anteil von über 50 %). Als die regionalen Behörden Chinas begannen, Mining-Farms nacheinander abzuschalten, führte dies zu einem massiven Rückgang der Hashrate um etwa 45 % im Vergleich zu Mai 2021. Anschließend, als Miner in andere Länder (USA, Kasachstan, Russland usw.) migrierten und ihre Ausrüstung wieder in Betrieb nahmen, stieg die Hashrate wieder und die Komplexität erholte sich. Somit können regulatorische Maßnahmen (Verbote, Steuern, Lizenzanforderungen) erhebliche Schwankungen der Komplexität verursachen.
Halbierung und ihre Auswirkungen auf die Mining-Komplexität
Alle 210.000 Blöcke (ungefähr alle 4 Jahre) gibt es eine Halbierung im Bitcoin-Netzwerk – die Belohnung für einen gefundenen Block wird halbiert. Die Halbierung beeinflusst die Schwierigkeit nicht direkt (der Neuberechnungsalgorithmus bleibt derselbe), hat aber indirekten Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des Minings. Unmittelbar nach der Halbierung sinkt die Rentabilität der Miner (sie erhalten 2-mal weniger BTC pro Block), was, sofern alle anderen Faktoren gleich bleiben, dazu führen kann, dass einige Teilnehmer sich abklemmen.
Dies geschah beispielsweise nach der Halbierung im Jahr 2020, und 2024 könnten einige weniger effiziente Miner den Markt verlassen. Wenn die Gesamt-Hashrate sinkt, wird die Komplexität bei den nächsten Neuberechnungen ebenfalls sinken, wodurch das Leben der verbleibenden Miner erleichtert wird. Wenn jedoch der BTC-Preis schnell steigt (wie 2016 und 2020 nach der Halbierung), könnte der Ausstieg von Minern nur geringfügig oder von kurzer Dauer sein.
Aktuelle Trends in der Mining-Komplexität
Im Jahr 2024 stieg trotz einer weiteren Reduzierung der Belohnung (von 6,25 auf 3,125 BTC) die Netzwerkkomplexität um etwa 50 % in einem Jahr – dank erhöhter Aktivität und der Verbindung neuer Geräte. Die Kombination aus erhöhter Komplexität und reduzierten Belohnungen hat jedoch den Gewinn pro Terahash der Kapazität erheblich verringert und die Branche dazu veranlasst, sich weiter zu optimieren.
Die oben genannten Faktoren wirken in der Regel zusammen. Zum Beispiel gab es 2017 einen raschen Anstieg der Komplexität: Der Preis von Bitcoin übertraf Rekorde, viele neue Miner stiegen ein und investierten in moderne ASICs – die Hashrate schoss in die Höhe, was kontinuierliche Anstiege der Komplexität zur Folge hatte. 2018, als der Preis fiel, wurden einige Geräte obsolet und die Stromrechnungen blieben hoch – viele Miner schalteten ab, was zu einem Rückgang der Schwierigkeit führte.
Die sensible Natur der Mining-Komplexität
Die Mining-Komplexität ist ein sehr sensibler Indikator: Sie aggregiert das Marktgefühl, den technischen Fortschritt und externe Ereignisse. Die Hashrate (Hashrate) ist die Rate, mit der Miner Hash-Berechnungen durchführen. Sie wird in Hash pro Sekunde (H/s, oder häufiger in TH/s, EH/s usw.) gemessen.
Die Komplexität des Bitcoin-Netzwerks steht in engem Zusammenhang mit der Hashrate; tatsächlich sind sie zwei Seiten derselben Medaille: Im stabilen Zustand sind diese beiden Kennzahlen ausgeglichen; die durchschnittliche Blockzeit beträgt etwa 10 Minuten. Praktisch bedeutet dies, dass, wenn die Hashrate steigt, Blöcke häufiger gefunden werden, bis zur nächsten Neuberechnung (z. B. alle 9 Minuten statt alle 10 Minuten). Nach 2016 Blöcken wird die Komplexität des Netzwerks in etwa proportional zur Erhöhung der Hashrate steigen. Umgekehrt, wenn die Leistung zurückgeht, werden Blöcke langsamer (z. B. auf 12 Minuten), und nach 2016 Blöcken wird die Komplexität sinken.
Zusammenfassung und Ausblick
Wir können sagen, dass die Mining-Komplexität direkt proportional zur Gesamt-Hashrate des Netzwerks im vorhergehenden Zeitraum ist. Zum Beispiel betrug zu Beginn des Jahres 2023 die durchschnittliche Hashrate des Netzwerks rund 280 EH/s und die Komplexität etwa 39 T (Billionen). Eineinhalb Jahre später, Ende 2024, erreichte die Hashrate über 700 EH/s – die Komplexität stieg als Reaktion auf etwa 100 T. Das Verhältnis der Veränderung ist ungefähr dasselbe. Diese Zahlen zeigen, wie sehr sich die gesamte Rechenleistung des Netzwerks erhöht hat, und die Komplexität spiegelt diese Veränderungen nahezu genau wider.
Eine weitere Facette der Beziehung zwischen Hashrate und Komplexität: Ohne Komplexität könnte eine hohe Hashrate zu einem unnötig schnellen Mining von Coins führen, was die Geldpolitik von Bitcoin verletzen würde. Und ohne einen Anstieg der Hashrate könnte die Komplexität selbst nicht zunehmen – es gibt keinen Grund, die Komplexität zu erhöhen, wenn das Netzwerk nicht über mehr Kapazität verfügt. Somit ist die Hashrate die Ursache und die Komplexität die Wirkung, die den Mechanismus zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts realisiert.
Für Miner bedeutet diese Beziehung, dass die individuelle Chance, einen Block zu finden, dem Verhältnis ihrer eigenen Leistung zur Gesamt-Hashrate des Netzwerks entspricht. Da sich das gesamte Netzwerk jedoch ständig verändert, müssen Miner auch künftige Veränderungen der Schwierigkeit berücksichtigen. Wenn sie beispielsweise in eine neue Farm investieren, prognostizieren sie, wie sich die Gesamt-Hashrate (und Komplexität) in den kommenden Monaten erhöhen könnte.
Erfahrene Miner beobachten die Dynamik von Hashrate und Schwierigkeit genau: Diese Indikatoren helfen, den Wettbewerb im Netzwerk und die künftige Rentabilität abzuschätzen.
Die aktuelle Bitcoin-Komplexitätsbewertung und ihre Geschichte der Änderungen herauszufinden, ist relativ einfach – es gibt viele öffentliche Quellen. Mehrere Möglichkeiten, die Komplexität des Netzwerks zu verfolgen: Neben dem Wert der Komplexität selbst ist es nützlich, andere damit verbundene Kennzahlen zu überwachen: die Gesamt-Hashrate (um zu verstehen, warum sich die Komplexität ändert), das Intervall zwischen den Blöcken und das Herannahen wichtiger Ereignisse (z. B. Halbierung, nach der sich die Komplexitätsdynamik ändern kann).
Zusammen bieten diese Daten ein vollständiges Bild des Zustands des Netzwerks. Die Geschichte der Bitcoin-Mining-Schwierigkeit reicht über 14 Jahre zurück, und in dieser Zeit ist die Zahl von 1 auf Hunderte von Billionen gewachsen. Im Allgemeinen zeigt der Trend zur Komplexität nach oben, was das exponentielle Wachstum der Kapazität widerspiegelt, die mit dem Netzwerk verbunden ist. Es gab jedoch Perioden signifikanter Rückgänge und Höhen aufgrund externer Ereignisse. Betrachten wir einige Meilensteine und Schwankungen in der Komplexität: In den ersten Jahren war das Wachstum um Größenordnungen rasch, dann verlangsamte sich die Dynamik in Prozent, obwohl die absoluten Zuwächse enorm sind. Sowohl Wachstumsspitzen (z. B. durch technologische Durchbrüche und Preisrallyes) als auch der größte Rückgang (im Sommer 2021 aufgrund des chinesischen Verbots) spiegeln sich wider.
Die Mining-Komplexität von Bitcoin strebt ständig neuen Höhen entgegen. Die Kennzahl spiegelt das Wachstum der Gesamtrechenleistung und das langfristige Vertrauen der Miner in die erste Kryptowährung wider. Kurzfristige Rückschläge treten aufgrund einer Kombination von Faktoren auf – fallenden Preisen, menschlichen Einschränkungen oder regulatorischen Verboten – aber jedes Mal hat sich das Netzwerk angepasst und ist weiter gewachsen.
Für Neulinge in der Kryptoindustrie dient dies als Lektion: Mining-Komplexität ist nicht linear, sie steigt jedoch fast immer langfristig. Für erfahrene Marktteilnehmer ist das Verfolgen von Komplexität und Hashrate ein notwendiges Element der Strategie, das es ihnen ermöglicht, die Gesundheit und Sicherheit des Netzwerks zu bewerten sowie Veränderungen in der Wirtschaftlichkeit des Minings vorherzusagen.
Das Bitcoin-Netzwerk ist jetzt so komplex und sicher, dass jede Fluktuation der Komplexität nur seine Fähigkeit bestätigt, sich weiterzuentwickeln und in jeder Umgebung zu überleben.
