Wie Bitcoin Energie nutzt

Author: Leon A. Wankum | Original Date: 16/09/22 via Arman The Parman Media | Translated by: Leon A. Wankum | Link: How Bitcoin Uses Energy

Oft hört oder liest man in den Nachrichten, dass „Bitcoin“ Energie verschwendet. Es macht mich traurig zu sehen, dass eine Technologie, die für individuelle Freiheit steht und so viele Vorteile für die Menschheit und den Planeten Erde bietet, wie Bitcoin, so missverstanden wird. In diesem Artikel werde ich erklären, warum Bitcoin Energie verwendet, um einige Missverständnisse aufzuklären.

Bitcoin wird nicht von einer zentralen Institution geführt. Daher muss es zwischen den Benutzern ein Regelwerk geben, um die Kommunikation zu regeln und das Netzwerk zu sichern (Konsensbildung). Das Bitcoin-Netzwerk wird durch den Proof-of-Work-Konsensalgorithmus abgesichert, der Energie verbraucht – warum bzw. wie das funktioniert, wird beim Weiterlesen deutlich.

Im Gegensatz dazu werden traditionelle zentralisierte Bankensysteme wie die Federal Reserve von Vorständen und Regierungsbehörden regiert, die die Zufuhr und Verteilung von Geld kontrollieren, was sie anfällig für Manipulationen macht.

Proof-of-Work

Das Problem der Konsensbildung in Computersystemen ist als „Problem der byzantinischen Generäle“ (Byzantischer Fehler) bekannt, dass sich mit folgendem Dilemma befasst: Stellen Sie sich eine Gruppe byzantinischer Generäle außerhalb einer Stadt vor, die sie angreifen wollen Sie können die Schlacht nur gewinnen, wenn alle Generäle gleichzeitig angreifen, und dazu müssen sie kommunizieren, wann sie angreifen sollen. Es muss einen Boten (vertrauenswürdigen Dritten) geben, der die Informationen über den Angriff an die anderen Generäle weiterleitet. Das Problem dabei ist, dass dem Boten vertraut werden muss, dass er die Nachricht unverändert (böswillig oder versehentlich) übermittelt. Es ist das Vertrauen in den Boten, das gelöst werden muss, weil wir akzeptieren müssen, dass manche Menschen unzuverlässig sind.

Quelle: https://medium.com/swlh/bitcoins-proof-of-work-the-problem-of-the-byzantine-generals-33dc4540442

Satoshi Nakamoto löste das Problem der byzantinischen Generäle, indem er die Bitcoin-Blockchain mit Arbeitsaufwand (Proof-of-Work) für die Validierung der Transaktionshistorie einführte. Die Blockchain ist das Register des Bitcoin-Netzwerks, dass den Verlauf bestätigter Transaktionen speichert. Miner wählen Transaktionen aus, die sie in den nächsten Block der Blockchain hinzufügen möchten. Der Akt des Mining eines Blocks ist die Suche (durch Raten) nach einer Kombination bedeutungsloser Daten (die in den Block aufgenommen werden sollen), um eine schwierige mathematische Herausforderung zu lösen, die das Bitcoin-Protokoll stellt. Wenn das Problem gelöst ist, wird der Block (Transaktionen + bedeutungslose Daten) gültig und an die Spitze der Blockchain hinzugefügt. Wenn ein Miner erfolgreich ist, erhält er eine Belohnung für seine Bemühungen in Form von neuen bitcoins und Transaktionsgebühren.

Die Bitcoin-Blockchain. Blöcke 751703-751700 auf der rechten Seite. Links sehen Sie den unbestätigten Block 751704. Im Durchschnitt wird alle 10 Minuten ein neuer Block zur Blockchain hinzugefügt. Quelle: https://mempool.space/

Alle Generäle akzeptieren nur die „Botschaft“ mit dem größten Arbeitsaufwand (Proof-of-Work) als wahr. Das bedeutet, wenn ein Miner einen gültigen Transaktionsblock erfolgreich bestätigt hat, kann jeder davon ausgehen, dass die anderen Generäle auf dieselbe Nachricht reagieren (sie als wahr akzeptieren). Dies ermöglicht es allen Generälen, zu einem Konsens zu gelangen, ohne sich auf einen Boten (vertrauenswürdige dritte Partei) verlassen zu müssen. So kann das Bitcoin-Netzwerk ohne zentrale Autorität oder Vertrauen funktionieren. Die Regel, der Nachricht mit der größten Arbeit zu vertrauen, kann nicht geändert werden und ist im Bitcoin-Protokoll eingebettet.

Die Proof-of-Work-Kette ist die Lösung für das Synchronisationsproblem und dafür, zu wissen, was die global geteilte Ansicht ist, ohne jemandem vertrauen zu müssen.
Satoshi Nakamoto; 9. November 2008.

Bitcoin nutzt Strom, um seine Sicherheitsfunktion zu untermauern.

Wie von Arman The Parman erklärt , ist dieser Arbeitsaufwand ist KEINE VERSCHWENDETE Energie. Es ist ein Abwehrmechanismus; er ist dazu da, die Bitcoin-Blockchain vor Änderungen zu schützen; um das Transaktionsregister unveränderlich zu machen, ohne einer zentralen Autorität vertrauen zu müssen.

Die Miner bringen Energie auf und erhoffen sich eine Belohnung in Form von bitcoin. Jeder Angreifer (z. B. jemand, der die Blockchain manipulieren möchte) muss konkurrieren, indem er mehr Energie aufwendet, als alle anderen Miner auf der Welt, und wissen, dass er möglicherweise KEINE BELOHNUNG erhält, wenn er scheitert. Je mehr Energie Miner aufwenden, desto schwieriger ist es, Bitcoin anzugreifen. Dieses “spieltheoretische Gleichgewicht” (game-theoretic equilibrium) ist einer der Gründe, warum das Bitcoin-Netzwerk funktioniert.

Proof-of-Work ist eine der zentralen Erfindungen, die von Bitcoin genutzt wird. Sie stellt zwei wichtige Dinge sicher:

1. Die Fähigkeit, in einem dezentralisierten Computernetzwerk ohne Vertrauen oder die Notwendigkeit einer zentralen Koordination einen Konsens zu erzielen.

2. Dass die Transaktionshistorie nicht manipuliert werden kann (praktisch unmöglich).

Das Handicap-Prinzip

Der Proof-of-Work-Konsensalgorithmus arbeitet nach in der Tierwelt beobachteten Prozessen. Die Biologie gibt uns den geeignesten Rahmen, um dies zu verstehen. In der Biologie gibt es eine Theorie namens Handicap-Prinzip, die erklärt, wie Konflikte zwischen sozialen Gruppen gelöst und Verhalten geregelt werden. Das Handicap-Prinzip ist evolutionär entstanden, um Tiere die „Ehrlichkeit“ oder „Zuverlässigkeit“ ihres Signals beweisen zu lassen. Viele Tiere haben zum Beispiel üppige Federn, nicht weil sie überlebensnotwendig sind, sondern weil sie „Signalgeber“ sind und den überlebenswichtigen Konsens in einer Gruppe ermöglichen. Proof-of-Work sollte daher nicht als mysteriöses oder verschwenderisches System betrachtet werden, sondern als etwas Funktionales und Natürliches und potenziell wertvoll für das Design jedes Kommunikationsprotokolls.“ (Krawisz, D. [2013] „Das Proof-of-Work-Konzept “).

Das Bitcoin-Netzwerk funktioniert nach den Gesetzen der Natur. Alternative Konsensmechanismen wie Proof-of-Stake haben meines Wissens nach keine gleichwertigen Anwendungen in der Natur oder Biologie (Demeetser, T.).

Bitcoin & der erste Hauptsatz der Thermodynamik

Die Narrative der Mainstream-Medien ist, dass Bitcoin zu viel Energie „verbraucht“. Dies ist ein 'sprachlicher Angriff' auf Bitcoin. Es wird  davon ausgegangen, dass Bitcoin destruktiv ist. Dem ist aber nicht so. Entgegen der läufigen Meinung wird Energie  nicht verbraucht; sie wird benutzt. Der erste Hauptsatz der Thermodynamik (die Untersuchung einer Gruppe physikalischer Größen wie Temperatur, Energie und Entropie, die für die Physik und andere Naturwissenschaften grundlegend sind), auch als Energieerhaltungssatz bekannt, besagt, dass Energie nicht erstellt oder zerstört werden, aber von einer Form in eine andere geändert werden kann. Zum Beispiel essen Kinder, um zu wachsen. Miner verwenden Elektronen, um Bitcoin zu produzieren. Sie leiten verfügbare Energie effektiv in eine höhere, nützlichere Form, nämlich Bitcoin.

Energienutzung per se ist nicht schlecht, wenn der Zweck es rechtfertigt und die Energiegewinnung umweltfreundlich ist. Bei Bitcoin ist dies der Fall. ​​Die Nutzung erneuerbarer Energien beim Bitcoin Mining ist wesentlich höher als bei anderen Industrien, da erneuerbare Energien eine billige Energiequelle für Miner darstellen, die wiederum dazu beitragen, den Markt für erneuerbare Energien zu erneuern. Darüber hinaus gibt es viele positive Nebenwirkungen des Bitcoin-Minings wie Netzeffizienz und Energiemonetarisierung, wie ich in meinem letzten Artikel gezeigt habe .

In naher Zukunft wird Bitcoin Mining durch finanzielle Anreize ein fester Bestandteil unserer Energiemärkte werden und als Netzstabilisator wirken. Zum ersten Mal in der Geschichte haben wir einen globalen Stromabnehmer: Bitcoin-Miner. Global haben Eigentümer von Energieanlagen  jetzt die Möglichkeit, an zwei Käufer zu verkaufen: das bestehende Energienetz oder den Bitcoin-Energiemarkt, und aus diesem Grund wird  Energie wahrscheinlich irgendwann in Bitcoin bepreist. Theoretisch könnte jede verfügbare Energie in Bitcoin umgewandelt werden. Durch die Verknüpfung von Energie mit Bitcoin kann Energie korrekt bepreist werden.

Fazit
Wenn man bedenkt, dass das Bitcoin-Netzwerk theoretisch das gesamte Vermögen der Welt speichern könnte (das globale Vermögen erreichte 2021 ein Rekordhoch von 530 Billionen US-Dollar ), ist es möglicherweise die effizienteste Art und Weise, die wir Menschen je gefunden haben, um Werte zu speichern. Sobald dies verstanden ist, wird klar, dass der Energiegebrauch von Bitcoin nicht übermäßig oder verschwenderisch ist.

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Quellen
Ich möchte Arman The Parman für seine Zeit und Unterstützung danken. Er hat mir bei der Zusammenstellung dieses Artikels enorm geholfen.

Quellen des Originaltextes
What is Sound Money? Sound Money Explained
Byzantine generals problem — Wikipedia Article
Andreas M. Antonopoulos — Consensus Algorithms, Blockchain Technology and Bitcoin UCL
Arman the Parman — “A Not Too Technical Overview of This Bitcoin Thing”
Krawisz “The Proof-of-Work Concept”
”Tuur Demeester – Critique of Buterin’s “A Proof of Stake Design Philosophy”

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