Wie funktionieren Bitcoin- und Ethereum-Mining?

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Was hinter dem Schürfen der virtuellen Währungen wie Bitcoin und Ethereum steckt, hat ComputerBase im Selbstversuch mit bis zu sieben GPUs erfahren. Hinweis: Der Artikel Mining mit Gaming-GPUs: Aktuelle Benchmarks für Ethereum, Monero und Zcash enthält mittlerweile aktuellere Messergebnisse mit Stand Februar Informationen darüber, wie Mining überhaupt funktioniert und wo die Risiken liegen, finden sich aber nur in diesem Artikel. Wer sich im Zuge der Berichterstattung zur Knappheit von Polaris-GPUs durch Mining-Farmen auf ComputerBase weiterführend zum Thema Mining informieren wollte, der fand sich schnell einem fast unüberschaubaren Wust an Informationen, Programmen, Tipps und Tricks gegenüber.

Der Redaktion ging es ähnlich. Um diese Wissenslücken zu füllen, hat sich die Redaktion von ComputerBase über die letzte Woche selbst im Minen von Ethereum versucht, knapp 0,3 Ether Kurswert ca. Dieser Artikel klärt deshalb nicht nur, was hinter den virtuellen Kryptowährungen steckt, sondern auch, welche Software- und Hardware-Voraussetzungen es gibt und wie die Installation und die Zahlungsabwicklung vonstatten gehen. Benchmarks zu über einem Dutzend Grafikkarten inklusive Messung des Stromverbrauchs und einen Erfahrungsbericht zum Minen mit parallel sieben GPUs über ein Wochenende gibt es auch. Grundsätzlich gilt es dabei die besondere Ausgangssituation der Redaktion für diesen Versuch zu bedenken: Investitionen in Hardware mussten nicht getätigt werden, alle verwendeten Komponenten lagen aus Teststellungen für ältere Artikel bereits vor.

Es einfach einmal auszuprobieren, war damit lediglich eine Frage der Motivation und der zur Verfügung gestellten Zeit. Inzwischen ist das von der Redaktion vor zwei Wochen geschürfte Ether in Euro auf einem deutschen SEPA-Konto eingetroffen. Der Artikel wurde um einen Abschnitt zum Ablauf der Auszahlung, den damit verbundenen potentiellen Fallstricken sowie einem Überblick der anfallenden Gebühren ergänzt. Nicht angepasst wurden die im Artikel auf Basis des Kurses von Ether erstellten Beispielrechnungen, da der Kurs täglichen Schwankungen unterliegt. Erstleser sollten die deutlich negative Kursentwicklung von Ethereum der letzten drei Wochen allerdings zwingend berücksichtigen. Auf der Kostenseite hat es hingegen bisher nur wenig Entspannung gegeben: Die am 3. Juli von der Redaktion ermittelten Preise für Grafikkarten in Folge von Mining werden mittlerweile zwar leicht unterboten und auch gebrauchte Modelle auf eBay kosten weniger Geld, das Niveau bleibt allerdings absurd hoch und die Verfügbarkeit schlecht. Bitcoin und Ethereum sind virtuelle Währungen, deren Zahlungssystem dezentral ausgelegt ist.

Sie verifizieren Überweisungen Transaktionen und führen darüber Protokoll, abgelegt in der sogenannten Blockchain , die alle jemals getätigten Transaktionen in chronologischer Reihenfolge in aneinander gereihten Blöcken enthält. Und zwar nach einem ganz bestimmten System. Die dafür genutzten Algorithmen sind bewusst rechenintensiv. Erstens, weil sie zur Absicherung gegen Betrug auf Kryptografie setzen.

Und zweitens, weil der Rechenaufwand für sich genommen ein weiterer Schutz gegen Manipulation ist. Einen echten inhaltlichen Grund für den hohen Aufwand gibt es hingegen nicht. Blocks sind Datenmengen, die eine oder mehrere Transaktionen beinhalten. Diese Blocks sind mit einer Prüfsumme versehen. Auf den ersten Block mit einem bestimmten Hashwert folgt der zweite Block, der den Hashwert des ersten Blocks wiederum selbst enthält. Der dritte Block enthält nun selbst wieder den Hash des zweiten Blocks in der eigenen Prüfsumme usw. Dadurch entsteht eine eindeutige Reihenfolge. Würde nun ein potenzieller Angreifer einen Wert modifizieren, würde sich nicht nur der Hash eines Blocks ändern, sondern die komplette nachfolgende Blockchain. Durch die aufwendigen kryptografischen Rechenaufgaben und den damit verbundenen Proof of Work soll sichergestellt werden, dass eine nachträgliche Manipulation in der Praxis nicht lohnenswert ist, da ein Angreifer für die Etablierung eines modifizierten Blocks mehr Rechenleistung aufbringen müsste, als alle ehrlichen Teilnehmer zusammen.

Für das Erstellen eines neuen Blocks erhält der Miner oder sein Pool eine Belohnung von 5 Ether-Token Ethers plus die für die Transaktionen bezahlten Gebühren. Die Gebühren zahlt der, der im Netzwerk überwiesen hat je schneller das gehen soll, desto höher muss die Gebühr ausfallen , die 5 Ether werden hingegen neu geschaffen. Ein neuer Block wird zum aktuellen Zeitpunkt durchschnittlich alle zwölf Sekunden erzeugt. Und das ist kein Zufall. Die Entstehung neuer Blocks wird durch einen automatisierten Schwierigkeitsgrad geregelt, um der sich verändernden Rechenkapazität im gesamten Netzwerk Rechnung zu tragen. Werden Blocks häufiger als alle 12 Sekunden erzeugt, wird die Schwierigkeit erhöht. Sollte die Erstellung mehr als 12 Sekunden dauern, wird die Schwierigkeit entsprechend reduziert. Ethereum ist hinter Bitcoin die aktuell am häufigsten verbreitete Kryptowährung. Die effizienteste Berechnung im Ethereum-Netzwerk findet deshalb aktuell auf GPUs statt, das beste Verhältnis aus Preis und Leistung findet sich bei Grafikkarten von AMD.

Warum das so ist, zeigen die folgenden Benchmarks und Messungen der Leistungsaufnahme. Die Teilnahme am Ethereum-Netzwerk setzt einen PC mit Windows, Linux oder Mac OS und mindestens einer ausreichend energieeffizienten und leistungsstarken GPU voraus. Wer alleine und nicht im Pool schürft, benötigt darüber hinaus schnell über GB Speicherplatz, um die komplette Blockchain lokal spiegeln zu können.

Lädt man nicht die komplette Blockchain, sondern nur die Header, sind es trotzdem noch zahlreiche Daten, die gespeichert werden müssen. Die nachfolgenden Benchmarks wurden mit dem Programm ETHMiner Download in der Version 0. Alle Grafikkarten von AMD nutzten die API OpenCL, die von Nvidia dagegen CUDA. CUDA liefert auf einer GeForce-Grafikkarte minimal bessere Werte als mit OpenCL ab. Als Treiber waren der GeForce Die Rangordnung beim Mining von Ethereum ist anders als von Spielen bekannt. Und wo ist die GeForce GTX ? Der Grund dafür ist im GDDR5X-Speicher zu finden, der den Programmen zum Minen mit seinen Latenzen derzeit noch Probleme bereitet.

Dies ist auch der Grund für den geringen Unterschied von der GeForce GTX mit GDDR5 zur GeForce GTX Ti mit GDDR5X, der nur 19 Prozent beträgt. Eine hohe Performance liefert auch die Polaris-Generation von AMD ab. Sie ist 28 Prozent schneller als die in Spielen konkurrierende GeForce GTX Das ist allerdings nicht immer der Fall, hier scheint der verwendete Treiber oder die Kombination mit dem Testsystem aktuell Probleme zu bereiten. Die pure Leistung ist beim Mining allerdings nur eine der drei wesentlichen Variablen, die Anschaffungskosten und — insbesondere in Ländern mit hohen Energiekosten — der Stromverbrauch sind zwei weitere.

Und in der Kombination dieser Aspekte findet sich dann auch der Grund für die hohe Nachfrage nach AMD Polaris. Grundsätzlich liegt die Leistungsaufnahme bei allen Modellen ein gutes Stück unter den Messwerten im Spielebetrieb. So benötigt zum Beispiel die Radeon RX beim Spielen im Schnitt Watt, beim Mining sind es dagegen etwas geringere Watt. Und die GeForce GTX kommt beim Gaming auf Watt, bei Ethereum dagegen auf 92 Watt. Die Abstände der AMD- und der Nvidia-Grafikkarten zueinander sind dagegen in den meisten Fällen sehr ähnlich. Die Messung des Gesamtsystems lässt die Abstände dann deutlich schrumpfen. Zum einen, weil die anderen Komponenten die relativen Abweichungen dämpfen.

Zum anderen, weil deren Auslastung zwischen AMD und Nvidia beim Mining offenbar nicht identisch ist. Offensichtlich verbraucht der Rest des Rechners mit Grafikkarten von AMD weniger Strom, so dass diese Systeme auf Rechner mit GeForce aufholen können. Zusammen mit dem deutlich geringeren Anschaffungspreis für AMDs Mittelklasse-Grafikkarten mit Polaris-GPU ist damit die Nachfrage nach diesen Grafikkarten sehr eindrucksvoll erklärt. Der nachfolgende Abschnitt macht es aber noch deutlicher. Wer die GPU auf einer Grafikkarte von AMD manuell heruntertaktet! Denn dann verringert sich die Leistungsaufnahme deutlich, während die Hashrate kaum fällt. Ganz anders sieht es dagegen auf einer Nvidia-Grafikkarte aus. Dort ändert sich sowohl an der Leistungsaufnahme als auch an der Geschwindigkeit kaum etwas. Was man dagegen nicht anfassen sollte, ist der Speichertakt: Bereits oder MHz weniger lassen die Hashrate sofort sinken, ohne dass die Leistungsaufnahme signifikant sinkt. Die folgenden Beispiele sollen das verdeutlichen. Die Radeon RX lässt sich von 1.

Gleichzeitig benötigt die Grafikkarte jedoch nur noch 90 Watt anstatt Watt — das sind satte 44 Prozent weniger. Der Verbrauch des Gesamtsystems liegt so nur noch bei Watt, anstatt bei Watt. Wer am GPU-Takt Schritt für Schritt dreht, wird schnell feststellen, dass ein paar MHz mehr oder weniger oft überhaupt keinen Unterschied machen. Einen schier riesigen Sprung macht die Radeon RX beispielsweise bei MHz, weil sie hier in einen anderen Powerstate mit niedrigerer Spannung wechselt. Bei den deutschen Strompreisen ist dieser Modus dem Werkszustand definitiv vorzuziehen. Ganz anders ist das Ergebnis auf einer GeForce GTX , die sich unberührt zeigt. Selbst mit MHz weniger Takt und damit einem Basistakt von 1. Kaum eine Rolle bei der Berechnung für Ethereum spielen hingegen die CPU und der im System eingesetzte Arbeitsspeicher. Bei der Nutzung von ETHMiner zeigt sich nach einer Stunde unter Windows 10 eine Belegung des Hauptspeichers von unter 3 GB, die Auslastung der CPU Ryzen 7 X liegt bei einem bis acht Prozent. Diese Verteilung der Anforderung an die Hardware ist der Grund für die aktuellen Neuvorstellungen der Mainboard-Hersteller, die Platinen mit bis zu zwölf PCIe-x1-Slots präsentieren. Um die Anschaffungskosten und den Stromverbrauch so niedrig wie möglich zu halten, ist die Kombination aus möglichst vielen GPUs und möglichst wenig sonstigen Komponenten wesentlich.

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Die Kosten Die Erträge Der Gewinn Weitere Nachteile 3 Anleitung zum digitalen Geldschürfen Allein oder im Mining-Pool? Software einrichten Geld auszahlen lassen Update vom Juli: Geld überwiesen Fazit Hohe Erträge nur mit viel Leistung und Risiko 0,3 Ether mit sieben GPUs in drei Tagen. Ausgesuchte Komponenten für einen Mining-PC mit drei GPUs. Update

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