Bitcoin: Ein Plädoyer für Proof of Work

Einige EU-Parlamentarier wollten es verbieten. Greenpeace will es verbieten. Der Ripple-Mitgründer Chris Larsen will es verbieten. Genau: Bitcoin-Mining, oder genauer gesagt der Konsens-Algorithmus „Proof of Work“ (PoW) steht wegen des hohen Energieverbrauchs in der Kritik. Klar: Viel Strom bedeutet mitunter (je nach Energiequelle) auch viel CO2-Ausstoß, und das kann man in der sich verschärfenden Klimakrise gar nicht brauchen.

Deswegen wollen manche, dass Bitcoin seinen Algorithmus aufgibt und zu einem anderen Konsens-Verfahren wechselt. Zu „Proof of Stake“ (PoS) etwa, wie es Ethereum tut und dadurch 99 Prozent weniger Stromverbrauch verspricht. Nicht mehr Rechen-Power sichert dann hauptsächlich das Netzwerk ab, sondern die Einlagen („Stakes“) der Teilnehmer:innen. Zwar hat sich PoS vor allem bei Ethereum-Alternativen wie Solana, Cardano, Polkadot oder Avalanche durchgesetzt und verspricht nicht nur weniger Energiehunger, sondern auch mehr mögliche Transaktionen pro Sekunde. Doch für die Bitcoin-Community ist der Umstieg von BTC auf PoS undenkbar. Während Bitcoin noch nie gehackt wurde oder ausfiel, gibt es solche Vorkommnisse auf anderen Blockchains immer wieder.

Denn Proof of Work ist für Bitcoin so fundamental wie die Limitierung auf 21 Millionen BTC. Die Miner rechnen nicht zum Spaß rund um die Uhr, sondern sichern durch das energieintensive Lösen kryptographischer Aufgaben das Netzwerk und die korrekte Abwicklung der Transaktionen ab. Der schiere Energieaufwand macht es einem einzelnen Player unmöglich, 51 Prozent des Netzwerks unter Kontrolle bringen und damit nach eigenem Gutdünken die Blöcke umschreiben zu können. PoW erst ist die Absicherung gegen die Einflussnahme auf die Transaktionen und damit der beste Schutz einer Kerneigenschaft: der Dezentralität.

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Der Ursprung von Proof of Work

Proof of Work ist nicht extra für Bitcoin erfunden worden. Das Prinzip wurde erstmals 1992 von den Forschern Cynthia Dwork und Moni Naor auf der „International Cryptology Conference“ vorgestellt. Und zwar unter dem Titel „Pricing via Processing or Combatting Junk Mail„. Die Grundidee: Wenn eine Transaktion (also in dem Fall das Senden eines E-Mails von A nach B) das Lösen einer schweren Rechenaufgabe (also Rechen-Power, ergo Strom) erfordert (also etwas kostet, wie auch eine Briefmarke etwas kostet), dann kann man so Missbrauch (ergo Spam) vorbeugen. Im E-Mail-Verkehr hat sich PoW nicht durchgesetzt – auch deswegen werden täglich nach wie vor Abermilliarden an Spam-Mails versendet. Es ist einfach billig.

Im Bitcoin-Netzwerk ist Spam undenkbar, es wäre unleistbar und nicht wirtschaftlich. Stattdessen halten sich die Miner im Netzwerk brav an die Regeln, um für das teure Mining mit wertvollen BTC belohnt zu werden. Denn sie wissen, dass alle anderen im Netzwerk stets kontrollieren, ob alles mit rechten Dingen zugeht. Deswegen kann jeder zu jeder Zeit voll transparent die komplette Blockchain und damit alle Transaktionen einsehen.

„Proof of Work ist fundamental wichtig für Bitcoin. Dass es Energie ist und nicht irgendetwas anderes, auf dem man das Geldsystem aufbaut, das ist sehr wichtig. Es ist das, was das Netzwerk so sicher, dezentral, unzensierbar und wertvoll macht. Jeder, der eine gewisse Energie aufwenden kann, kann am Netzwerk teilhaben. Alle anderen Konsens-Mechanismen haben sich hinsichtlich Sicherheit nicht etabliert“, sagt etwa auch der Schweizer Startup-Gründer Julian Liniger von Relai. Bei Bitcoin werde Strom zu digitalem Geld – und im Optimalfall Strom aus erneuerbaren Quellen.

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Bitcoin kann erneuerbare Energie sogar zu fördern

„Bitcoin verbraucht viel weniger Energie als das traditionelle Banksystem, die Goldindustrie oder Facebook und Google mit allen ihren Servern. Und die Energie, die es braucht, ist bereits jetzt etwa 70 Prozent aus Erneuerbaren Quellen“, sagt Liniger weiter. Das ist allerdings durchaus strittig. Denn je nach Berechnung kann man auch sagen, dass das Schürfen nach Gold weniger Energie braucht und CO2 verursacht. Es gibt auch Berechnungen, die besagen, dass Bitcoin mehr Rechen-Power benötigt als die Server von Facebook, Google, Amazon und Microsoft zusammen. Wie immer sind diese Vergleiche aber schwierig.

Schlussendlich hat auch das EU-Parlament erkannt, dass ein schlichtes Verbot von Proof of Work (und damit Bitcoin) nicht zielführend ist. Zu groß ist Bitcoin weltweit geworden, zu viele Unternehmen und Services bauen darauf auf. Die EU wäre Gefahr gelaufen, dass zukunftsträchtige Industrien vom Kontinent abwandern und ihr Bitcoin-Ding einfach anderswo durchziehen.

„Bitcoin-Miner gehen überall dorthin, wo der Strom günstig und im Überfluss da ist. Schlussendlich wird effiziente Energie in Geld umgewandelt, und das ist ein großartiges System, das man nicht verbieten sollte. Das ist ein Schritt in die richtige Richtung, um erneuerbare Energie sogar zu fördern“, sagt auch Liniger. Das ist auch die neue Stoßrichtung der EU. Nicht PoW an sich soll verboten werden. Viel mehr geht es in Zukunft darum, dafür zu sorgen, dass BTC mit möglichst viel grüner Energie (Solar, Wind usw.) gerechnet wird. In der Praxis könnte es dann sein, dass manche Bitcoin-Anbieter mit einem grünen Label ausweisen können, dass ihre BTC mit Hilfe erneuerbarer Energien entstehen.

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Ethereum-Gründer Buterin verteidigt Bitcoin

Im Streit um Bitcoin hat schließlich sogar Vitalik Buterin, Gründer von Ethereum, Partei für Bitcoin ergriffen. „In Defense of Bitcoin Maximalism“ schreibt er in seinem Blog und argumentiert dafür, dass mehr Menschen Bitcoin und seine Funktionsweise verteidigen sollten. „Eine Blockchain ist im Kern eine Sicherheitstechnologie – eine Technologie, bei der es im Wesentlichen darum geht, Menschen zu schützen und ihnen zu helfen, in einer unfreundlichen Welt zu überleben“, schreibt Buterin.

Und bei Bitcoin seien es eben seine fundamentalen Funktionsweisen, die es so stark machen. „Die Schlüsseleigenschaft eines robusten und vertretbaren Technologie-Stacks ist die Konzentration auf Einfachheit und tiefe mathematische Reinheit: eine Blockgröße von 1 MB, ein Münzlimit von 21 Millionen und ein einfacher Nakamoto-Konsensnachweis-Mechanismus, den sogar ein Oberstufenschüler verstehen kann.“