Das Ying und Yang von Bitcoin

Die Frage nach den Rollen von Minern und Nodes im Bitcoin-Netzwerk wird derzeit kontrovers diskutiert. Wer hat die Hosen an? Wer ist entscheidend für das Netzwerk – und, vor allem: Wer kann entscheiden, was Bitcoin ist – und damit auch Bitcoin ändern? Wir versuchen, diese Fragen zu beantworten.

An sich wäre die Antwort relativ einfach. Die Miner erzeugen Bitcoins und sie pressen Transaktionen in die Blockchain. Miner sind die einzigen, die sich den Schreib-Zugriff auf die Blockchain erarbeiten. Dafür investieren sie eine unvorstellbare Menge an Computerkraft, indem sie die kryptographischen Rätsel lösen, mit denen sie Blöcke finden. Dafür erhalten sie eine Belohnung in Bitcoins.

Wer sonst außer den Minern, die Bitcoins erzeugen und die Blockchain schreiben, sollte der Herr im Hause Bitcoin sein?

Im ursprünglichen Design von Satoshi waren Miner, Nodes und User noch dasselbe. Wer Bitcoin benutzen wollte, musste einen Node aufsetzen. Einen Node aufsetzen bedeutet, sowohl die gesamte Blockchain mit allen Transaktionen herunterladen und zu speichern, als auch Transaktionen und Blöcke zu verifizieren und im Netzwerk zu propagieren. Wenn ein Node nun das „Mining“ aktiviert, kann er seinen Computer nach einer „Hash“ suchen lassen, die ihm für einen Block den Schreibzugriff auf die Blockchain gibt. Wenn dies gelingt, erhält der Node den Block-Reward und wird damit für seine Arbeit belohnt: Für das Minen, das Schreiben in die Blockchain, das Speichern der Blockchain, der Verifizierung von Transaktionen.

Die Trennung von Miner, Node und User

Ziemlich bald haben sich jedoch Miner, Node und User voneinander getrennt. Der erste Schritt war das Entstehen von Mining-Pools: Indem ein zentraler Pool die Bedingungen für die Gewinner-Hash ausgibt und mit dieser, wenn sie von den Mitgliedern gefunden wird, einen Block bildet, konnten die Miner den Node abschütteln. Um zu minen, muss man keine Blockchain runterladen oder Transaktionen verifizieren. Man muss lediglich den Computer Hashes erzeugen lassen und diese an einen Pool senden.

Der zweite Schritt kam mit dem GPU-, spätestens mit dem FPGA-Mining: Indem Miner immer spezialisiertere Hardware verwendeten, um zu hashen, verloren CPUs und sogar anständige Grafikkarten bald die Wettbewerbsfähigkeit. Ein „normaler“ Node auf einem normalen Rechner wurde nicht mehr fähig, profitabel zu minen. Die Belohnung, die Nodes dafür erhalten sollten, dass sie die Blockchain speichern und Transaktionen und Blöcke verifizieren und verbreiten, verschwand.

Im dritten Schritt kamen immer mehr und immer bessere Light-Wallets auf den Markt. Diese kommunizieren entweder direkt mit Nodes im Netzwerk oder mit einem zentralen Server. Wallets speichern nicht die Blockchain und verbreiten in der Regel auch keine Blöcke oder Transaktionen. Damit lösen sich die User vom Node.

Nodes – selbstlose Arbeit der Community?

Was bleibt nun? Nodes sind wichtig. Sie replizieren die Blockchain. Sie sind das Backup der validierten Historie von Transaktionen. Sie kontrollieren, ob die anderen Mitglieder im Netzwerk alle Regeln beachten und sie versorgen Light-Wallets mit Informationen. Sie stellen das eigentliche P2P-Netzwerk dar, das Transaktionen sicher prozessiert. Nodes schmeissen den Laden, während die Miner nur Hashes für die Pools suchen.

Wer aber betreibt Nodes? Und warum? Wer nimmt es auf sich, die immer weiter wachsende Blockchain, die mittlerweile etwa 120 Gigabyte groß ist, herunterzuladen und zu speichern, und einen immer weiter wachsenden Strom von Transaktionen zu prüfen und zu verbreiten?

Die einzige Belohnung, die man für einen Node bekommt, ist es, vollkommen frei von Vertrauen zu wissen, ob man bezahlt wurde. Allerdings gibt es mit leichteren Wallets genügend Möglichkeiten, mit einer für die meisten Zwecke ausreichenden Sicherheit zu wissen, ob eine Transaktion gültig ist oder nicht, so dass dies nur für wenige Zwecke einen Node rechtfertigt.

Dennoch unterhalten Hunderte oder Tausende von Menschen auf der ganzen Welt einen Node, ohne dass sie dafür etwas bekommen. Wenn es etwas gibt, das für die „Community“ steht, dann die Gemeinschaft der Nodes. Sie ziehen alle an derselben Blockchain.

Wer hat die Hosen an?

Im Streit um die Blocksize haben sich in den vergangenen Jahren Nodes und Miner immer weiter voneinander getrennt. Während die meisten Miner schon seit Ende 2015 sagen, dass sie gerne größere Blöcke bilden wollen, lehnen die Nodes dies noch ab. Ist klar: Die Miner müssen die Blöcke ja nicht selbst tragen, aber bekommen eventuell mehr Einnahmen durch die Gebühren und steigende Bitcoin-Preise. Die Nodes hingegen sind es, die die noch größeren Blöcke speichern und verbreiten müssen.

Und während ein recht großer Teil der Miner sich entschieden hat, mit Bitcoin Unlimited zu minen und ein Zeichen für eine Blocksize-Erhöhung zu setzen, benutzt ein überwältigend großer Teil der Nodes weiterhin Core, die mit SegWit konservativer an der Blocksize-Schraube drehen wollen. Auch klar: Viele Nodes sind Teil der Infrastruktur von Bitcoin-Unternehmen, welche die Referenz-Software verwenden, weil sie am sichersten anzeigt, ob man Geld erhalten hat. Aber es ist auch klar, dass ein großer Teil der Idealisten, derjenigen, die einen Node altruistisch betreiben, wenig davon hält, dass die Miner mit Bitcoin Unlimited den Takt zur Blocksize vorgeben.

Die große Frage, die seitdem im Raum steht, ist: Wer darf das entscheiden? Können die Miner eine größere Blocksize gegen die Nodes beschließen und durchsetzen – oder können vielmehr die Nodes mit UASF SegWit gegen den Willen der Miner aktivieren?

Es ist ziemlich leicht, in dieser Frage extreme Antworten zu finden. So gibt es einen berühmten Tweet von Roger Ver, der mit Bitcoin.com Unlimited fürs Mining benutzt: „Nur ein Node, der Mining betreibt, ist ein echter Full Node. Der Rest verlangsamt nur den Austausch von Blöcken zwischen den echten Full Nodes.“

Only a node that is mining is a true full node. The rest are just slowing down the propagation of blocks between the real full nodes.

— Roger Ver (@rogerkver) April 15, 2017

Auf der anderen Seite, im Umfeld von Core, zirkuliert die Ansicht, dass Miner nicht entscheiden, sondern lediglich Dienstleister sind, die dafür bezahlt werden, die Blockchain zu sichern.

Roger Ver meint, dass die Miner allein alles entscheiden können. Nodes sind nur schmückendes Beiwerk, haben aber eigentlich keine echte Rolle im Netzwerk mehr. Core und die Verfechter einer UASF hingegen meinen, dass Miner gar nichts zu entscheiden, sondern nur ihren Dienst zu tun haben – nämlich Blöcke zu produzieren, die den Regeln gehorchen, die die Nodes setzen.

Ist es mal wieder die langweilige Mitte?

Wir haben also Miner, die unbedingt gebraucht werden, um Blöcke und – zumindst derzeit noch: Bitcoins – zu produzieren. Es ist egal, welche Regeln die Nodes aufstellen – solange kein Miner einen dementsprechenden Block mined, funktioniert die Währung nicht. Ohne die Arbeit der Miner sind Regeln nur Theorie.

Natürlich könnte jeder diese Arbeit machen. Allerdings haben die Miner, speziell bei Bitcoin, ein Netzwerk hochgezogen, das das größte Computernetzwerk der Welt ist. Zehntausende von Asics, an allen möglichen Orten der Welt, produzieren Hashes, und es gibt keinen Supercomputer von keiner Regierung und keinem Geheimdienst, der dagegen anstinken kann. Indem die Miner den einen Hash finden, der einen Block mit Transaktionen gültig macht, und indem sie die Schwierigkeit, diese Hash zu finden, immer weiter in die Höhe treiben, brennen sie Bitcoin-Transaktionen immer tiefer in die Mathematik großer Zahlen ein. Die Miner verewigen Arbeit in der Blockchain.

Auf der anderen Seite brauchen die Miner auch jemanden, der ihre Blöcke nimmt und ihnen die Bitcoins abkauft, die sie produzieren. Wenn die Nodes einen Block zurückweisen, weil er die Regeln verletzt – etwa weil er zu groß ist – dann wird der Miner umsonst gearbeitet haben. Eine gültige Hash reicht nicht aus, um einen Bitcoin-Block im Netzwerk zu verbreiten – der Miner braucht auch die Zustimmung der Nodes. Ohne diese ist ein Block, und wenn noch so viel Hashrate in ihm steckt, wertlos.

Darum sagen viele Leute, dass eine einseitig von den Minern durchgesetzte Hardfork scheitern wird. Wenn die Miner beschließen, Blöcke bis zu 2 MB zu produzieren, aber die Nodes bei den alten Regeln bleiben, die maximal 1 MB erlauben, wird die Hardfork scheitern. Kein Node, keine Börse, kein Payment-Provider nimmt die neuen Blöcke an. Miner sind Dienstleister, und wenn sie ihren Job nicht richtig machen, gibt es keinen Lohn und jemand anderes macht die Arbeit.

Geht nicht mit, geht nicht ohne …

Daher sagen viele sogar, dass es in Wahrheit nicht die Miner sind, sondern die Nodes, die die Regeln des Netzwerks ändern können. Die Miner können nur die Aufgabe erfüllen, die ihnen die Nodes geben. An dieser Stelle setzt auch die „User Activated Soft Fork“ an, die UASF, die SegWit mithilfe der „economic nodes“ durchsetzen will, zur Not auch gegen den Widerstand der Miner.

Allerdings ist auch das nicht so einfach. Denn wenn die Miner sich einer Änderung verweigern, wird es keine Blöcke mit SegWit geben, egal was die User machen. Und aufgrund der hohen Hashrate können die User nicht einfach selbst ihre Blockchain betreiben, da ihnen die dafür notwendige Hardware fehlt. Ohnehin wäre eine Minderheiten-Blockchain zwar theoretisch möglich, aber sie wäre nicht mehr, wie Bitcoin heute, vom stärksten Computernetzwerk der Welt gesichert und kann von den Minern der Mehrheits-Blockchain auf vielfältige Weise angegriffen werden.

So wie es für die Miner schwer ist, eine Blockchain gegen den Widerstand der Nodes zu bauen, können auch die Nodes nur schwer gegen den Widerstand der Miner eine Änderung erzwingen. Enden wir also damit, dass sowohl Nodes als auch Miners zusammen eine Art Veto-Macht haben? Vielleicht. Klar ist aber, dass beide Seiten die Leistung der anderen brauchen, um weiterzumachen. Es wird keinen Sieg im Konflikt zwischen Minern und Nodes geben. Nur Kompromisse.