Die starke Wertsteigerung der Kryptowährung Bitcoin von circa 1400% hat im Jahr 2017 viele Aktionäre und Kleinanleger auf die Investitionsmöglichkeiten der digitalen Währungen aufmerksam gemacht. Für Kryptointeressierte gibt es zwei Möglichkeiten an eine digitale Währung zu gelangen. Zum einen der direkte Erwerb von kryptografischen Währungen (genannt„Kryptos“) an einer Exchange (Wechselbörse) oder einem Marktplatz (Tauschhandelplattform im Internet). Zum anderen gibt es die Möglichkeit, Kryptowährungen selbst zu erzeugen, was als „schürfen“ oder „minen“ bezeichnet wird. Die englischen und deutschen Fachtermini werden gleich verwendet.
Neben den Kursgewinnen kann es beim Schürfen der Währungen gewinnbringend sein, Rechenleistung und Speicherplatz gegen einen neu generierten Bruchteil der Währung zu tauschen. Die Prozessorleistung wird beansprucht, um komplizierte Hash-Algorithmen zum verifizieren einer Transaktion zu lösen. Schürfen/ Mining kommt hier aus der Minenarbeit, und ist die digitale Möglichkeit, einen (virtuellen) Gegenstand, der als Tauschmittel fungiert, abzutragen. Bei jedem neuen Schürfen wird dabei das Gesamtvorkommen des Tauschmittels erhöht und die Echtheit der bestehenden und der neuen Tauschmittel verifiziert.
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
1 Einleitung
2 Kryptowährungen schürfen
2.1 Übersicht der Kryptowährung Monero
2.2 Technische Erklärung
2.2.1 Generelle Funktionsweise
2.2.2 Peer-to-Peer Netzwerk
2.2.3 Mining-Pools
2.2.4 Transaktionslegitimität und Zuweisung
2.2.5 Schwierigkeit
2.3 Hardwarebedarf und Auslastung
2.3.1 Prozessoreinheiten und Hersteller
3 Vorstellung und Gegenüberstellung der Anbieter
3.1 Bewertungsgegenstände
3.2 Rechtslage und Sicherheit
3.3 CoinHive
3.3.1 Funktionsumfang
3.3.2 Vergütung
3.4 Crypto-Loot
4 Resümee und Ausblick
Quellenverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildungsverzeichnis
2.1 Schwierigkeitsanpassungen der Währung Monero von Dezember 2017 bis März 2018, Abbildung von CoinWarz (2018)
3.1 Darstellung des Schürfens von Coinhive neben dem Firmen-Logo, Abbildung von Coinhive-Team (2017)
3.2 Code zur Einbindung des Skripts auf einer Website, Abbildung von CoinhiveTeam (2017)
3.3 Möglicher Mining Reward gemäß Cornet, Abbildung von Maxence Cornet (2018); CryptoLoot-Team (2017)
1 Einleitung
Die starke Wertsteigerung der Kryptowährung Bitcoin von circa 1400% hat im Jahr 2017 viele Aktionäre und Kleinanleger auf die Investitionsmöglichkeiten der digitalen Währungen aufmerksam gemacht. Für Kryptointeressierte gibt es zwei Möglichkeiten an eine digitale Währung zu gelangen. Zum einen der direkte Erwerb von kryptografischen Währungen (genannt„Kryptos“) an einer Exchange (Wechselbörse) oder einem Marktplatz (Tauschhandelplattform im Internet). Zum anderen gibt es die Möglichkeit, Kryptowährungen selbst zu erzeugen, was als „schürfen“ oder „minen“ bezeichnet wird. Die englischen und deutschen Fachtermini werden gleich verwendet.
Neben den Kursgewinnen kann es beim Schürfen der Währungen gewinnbringend sein, Rechenleistung und Speicherplatz gegen einen neu generierten Bruchteil der Währung zu tauschen. Die Prozessorleistung wird beansprucht, um komplizierte Hash-Algorithmen zum verifizieren einer Transaktion zu lösen. Schürfen/ Mining kommt hier aus der Minenarbeit, und ist die digitale Möglichkeit, einen (virtuellen) Gegenstand, der als Tauschmittel fungiert, abzutragen. Bei jedem neuen Schürfen wird dabei das Gesamtvorkommen des Tauschmittels erhöht und die Echtheit der bestehenden und der neuen Tauschmittel verifiziert.
2011 war es mit dem Programm „Bitcoin Plus“ und der Kryptowährung Bitcoin möglich Kryptowährungen durch Webseitenbesuche zu schürfen. Dieser Hersteller ist gemäß Lau aber wegen fehlende Rentabilität und zu geringer Verbreitung ausgestorben (vgl. Hon Lau (2017)). Im Oktober 2017 wurde es aber mit den Softwarebetreibern „Coinhive“ und „Crypto-Loot“ möglich, Algorithmen im Hintergrund zu lösen und neue Anteile der Währung „Monero“ auf den Rechnern der Webseitenbesucher zu erzeugen. Diese Möglichkeit wurde populärer, aber im Hintergrund kann auch bedeuten, dass es dem Nutzer nicht mitgeteilt oder bemerkbar gemacht wird, was „Krpyto jacking“ oder „Drive-by-Mining“ genannt wird. Dies führte zu Kritik wie der journalistischen Artikeln der Süddeutschen Zeitung: „Mit Coinhive bestehlen momentan viele Seitenbetreiber und App-Entwickler die Nutzer. Das Programm raubt ihnen Strom und Rechenkraft [...]“ (Marvin Strathmann (2017)).
Den traditionellen Weg, eine kostenlose Webseite durch Werbung oder Nutzerdaten zu finanzieren, verlassen nur wenige der Webseitenbetreiber. Diese alternative Finanzierungsmöglichkeit durch Drive-By-Schürfen und dessen Legitimität wird in dieser Arbeit untersucht. Weiterhin ist das Ziel dieser Arbeit die Darstellung der Funktionsweise des Schürfens und der Vergleich von den beiden Anbietern Conhive und Crypto-Loot in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und Funktionalität. Ein derzeit häufig diskutiertes Thema ist die Anerkennung von Kryptowährungen als Währung im Allgemeinen. Diese Frage wird kein Bestandteil dieser Arbeit sein und das Guthaben des Besitzers einer Kryptowährung wird dem Besitzen einer Fiatwährung gleichgesetzt.
2 Kryptowährungen schürfen
In diesem Kapitel wird die Kryptowährung Monero und das Schürfen in Bezug auf Monero vorgestellt. Weiterhin wird der Unterschied beim Schürfen der Währung Monero zu anderen Kryptowährungen wie Bitcoin dargestellt. Am Ende des Kapitels wird die Auswahl und Auslastung der Hardware sowie kurz die Rechtslage des Krypto jackings beschrieben.
2.1 Übersicht der Kryptowährung Monero
Monero (Kürzel XMR) ist eine von ca. 4500 Kryptowährungen.
Kryptowährungen sind virtuelle und digitale Zahlungsmittel, welche mittels Verschlüsselung zu sicheren, anonymen und dezentralen Währungen wurden. Die erste Kryptowährung mit dem Namen „Bitcoin“ (Kürzel „BTC“) wurde im Jahr 2009 veröffentlicht und ist die Währung mit der höchsten Marktkapitalisierung (Produkt von Aktien im Umlauf und Kurswert). Monero ist dabei mit einer Marktkapitalisierung von ca. 2,9 Milliarden US Dollar auf Platz 11 der Kryptowährung (vgl. CoinMarketCap (2018)) und auf Platz 9 nach Marktkapitalisierung auf der Monero-Seite selbst. Die Geldmenge ist erstmals auf 18,132 Millionen XMR emittiert (beschränkt). Jedes Jahr kommen, bis zu dieser limitierten Anzahl, 157788 XMR dazu. Durch eine nicht rückwärtskompatible Aktualisierung des Programmes (sogenannte „Hard Forks“) kann diese Geldmenge erhöht werden (vgl. Monero-Team (2014)). „Dezentralisiert“ bedeutet im Zusammenhang der Blockhchain, dass die Dokumentation von Geschäftsvorgängen nicht bei einer zentralen Institution bestätigt, gespeichert und ausgeführt wird, sondern von jedem Teilnehmer in einem Blockchain-Netzwerk. So müssen beispielsweise Transaktionen nicht mehr von einer Bank bestätigt und ausgeführt werden, sondern dies geschieht im Hintergrund von bestimmten Netzwerkteilnehmern. Diese lösen komplizierte Algorithmen und erzeugen gleichzeitig neue Anteile dieser Währung. Den Besitz des kryptologisch signierten Guthabens wird durch einen gehashten Wert in der Blockchain gespeichert. Das Bargeld in einem Geldbeutel steht diesem Guthaben in einer sogenannten „Wallet“ entgegen, welche die gleiche Funktionalität besitzten soll: Geld oder Guthaben zu verwahren. Zusätzlich bietet die Wallet dem Nutzer (ähnlich des Onlinebankings) eine Benutzeroberfläche zum einfachen Verwalten und Senden von Geld (vgl. Schär und Berentsen (2017, S. 97)).
Monero setzt im Gegensatz zu Bitcoin jedoch einen stärkeren Fokus auf die Anonymität und Dezentralisierung. In Bezug auf die Skalierbarkeit und Wertschöpfung setzt Monero mehr auf Privatteilnehmer in dem peer-to-peer Netzwerk (vgl. Neha Singh (2017)).
2.2 Technische Erklärung
Das Schürfen hat von Kryptowährungen hat zwei Zwecke: Transaktion in einem Peerto- Peer-Netzwerk zu bestätigen und Doppelausgaben einer Währung zu vermeiden. Für diese Bestätigung erhalten die schürfenden Nutzer den neu geschöpften Währungsanteil. Die genauere technische Erläuterung findet in diesem Kapitel statt. Auch wird in einem Unterkapitel vorgestellt, warum die Skript-Miner die Währung Monero mittels CPU schürfen.
2.2.1 Generelle Funktionsweise
Wenn eine Transaktion mittels der digitalen Währungen wie z.B. Monero stattfindet, wird folgender Prozess angestoßen: Eine bestimmte Menge an Transaktionen, welche abhängig vom Programm der Währung ist, wird in einen sogenannten Block gebündelt. Bei Monero gibt es keine feste Obergrenze der Menge an Transaktionen, jedoch darf die Menge eines Blocks nicht den Median der letzten 100 Blöcke überschreiten. Die schürfenden Nutzer (auch „Miner“ oder „Schürfer“ genannt) der Währung verifizieren, dass jede Transaktion innerhalb eines Blocks legitim ist. Diese Verifizierung findet immer nach einer Blockauflösung in bestimmten Zeitintervallen statt. Bei Bitcoin dauert es circa zehn Minuten und bei Monero circa zwei Minuten. Zur Validierung lösen die Schürfer mit ihrem Computer ein mathematisches Puzzle, welches als Proof-of-Work Prinzip bekannt ist. Dabei bekommt der Minerer, der zuerst das Problem den Blocks löst und einen Hash-Wert daraus erzeugt hat, die Belohnung (sogenannte „Mining-Reward“). Ist dieser Block verifiziert, wird er in einer öffentlichen Blockchain gespeichert (vgl. Diedrich (2016, S. 144-159)). Alle Blocks können auf der Block-Info Webseite der Währung eingesehen werden, beispielsweise für Monero auf „www.moneroblocks.info“ (vgl. Monero-Team (2014)).
2.2.2 Peer-to-Peer Netzwerk
Wie bei Bitcoin setzt auch Monero auf das peer-to-peer Netzwerk, in dem alle Teilnehmer gleichgestellt und miteinander (mehrmals) vernetzt sind. Jeder dieser Netzwerkteilnehmer hat 3 Grundfunktionen die er ausüben kann: Verifizierungsfunktion, Mining und Wallet. Die Verifizierungsfunktion beinhaltet alle Aktivitäten, die zur Kontrolle und zur selbstständigen Netzwerkteilnahme nötig sind. Jeder Teilnehmer stellt einen neuen Knoten dar, sobald er einen Client der Währung auf seinem Computer installiert und mit anderen Knoten des gleichen Netzwerkes die Kommunikation aufnimmt. Der erste Client ist bei Bitcoin der „Bitcoin Core“, er hält das gesamte Blockchain-Register. Für das Bestehen des Netzwerkes werden Knoten mit mindestens einer Verifizierungsfunktion (vollständige Knoten) benötigt, um Transaktionen zu bestätigen. Die Nutzung einer Wallet oder des Minings kann aber auch ohne den Währungs-Client oder Kommunikation ausgeführt werden, indem der Nutzer an den Knoten eines Walletclienten oder Miningpools mit anknüpft.
Der Zweck des Netzwerks besteht in dem Austausch von Informationen zur Verifizierung und Konsensfindung über das aktuelle Besitzerverhältnis. Beim ersten Start eines Clients muss dieser alle Blocks des aktuellen Blockchain-Registers beziehen, mit Ausnahme des ersten Blocks, auch „Genesis Block“ genannt, welcher statisch in den verschiedenen Clients eingebunden ist. Blocks bestehen aus Transaktionen (z.B. Zahlungsaufträge), welche über das Netzwerk verbreitet und von den vollwertigen Knoten kontrolliert und verarbeitet werden.
2.2.3 Mining-Pools
Minen beschreibt die aktive Teilnahme an der Generierung neuer Blocks, was zur Erweiterung des Blockchain-Registers führt. Im Mining Pool stellt der Mining-Pool-Betreiber das Block-Grundgerüst und verteilt die Last an verschiedene Pool-Mitglieder. Vorteil ist bei der Entlohnung eine geringere Volatilität und eine konstantere Auszahlung. Es setzt nicht den Betrieb eines vollwertigen Knotens voraus, denn der Betreiber versendet die benötigten Blockchain-Registerinformationen analog einem (quasi) zentralen Subnetzwerk an die Pool-Mitglieder (vgl. Schär und Berentsen (2017, S. 95-113)). Jedes Poolmitglied weist sich mittels generierter Schlüssel im Netzwerk aus, welches im folgenden Kapitel behandelt wird.
2.2.4 Transaktionslegitimität und Zuweisung
Die dezentrale Struktur des Monero-Netzwerkes gibt keine Informationen über Absender und Empfänger dem Netzwerk preis. Die Zugriffsberechtigungsvergabe wird in der Blockchain nicht durch eine zentrale Instanz (wie eine Bank bei einer Kontoeröffnung) vergeben, sondern jeder Teilnehmer im Netzwerk wird durch ein Pseudonym beschrieben und legitimiert. Dieses Pseudonym muss gemäß Schär die gleichen Eigenschaften wie Fiatgeld erfüllen: Dem Teilnehmer muss eine eigenständige eindeutige Pseudonymgenerierung möglich sein, welche öffentlich auf Besitzansprüche überprüfbar sein muss. Ausgegangen wird bei Pseudonymgenerierung bei Kryptowährungen davon, dass die Wahrscheinlichkeit eine zufällige Überschneidung bei einer sehr hohen Anzahl der im Netzwerk möglichen Pseudonymen so gering ist, dass der Eintritt dieses Falls als nicht möglich angesehen wird (vgl. Schär und Berentsen (2017, S. 118)). Monero erfüllt diese beiden Bedingungen mittels asymmetrisch-codierter (gehashter) Schlüsselpaare. Der öffentliche Schlüssel repräsentiert dabei den Empfänger einer Transaktion und der private Schlüssel den Absender, denn nur mit dem privaten Schlüssel kann in einer Wallet ein Betrag transferiert werden. Da beide Schlüssel in der Blockchain gespeichert werden, aber der private Schlüssel nicht jeden berechtigen soll, auf eine Wallet zuzugreifen, wechselt dieser nach jeder Transaktion (vgl. Drescher (2017, S. 3ff. in Kapitel 'Step 8.')).
2.2.5 Schwierigkeit
Die Schürfer konkurrieren bei der Suche und Auflösung nach neuen Blocks mit Transaktionen miteinander. Da bei jeder Auflösung eines Blocks und der damit verbundenen Erzeugung eines Hash-Werts ein Reward (Gewinn/Entlohnung) ausgeschüttet wird, versuchen alle minende Knoten möglichst viele dieser Hash-Werte zu erzeugen. Wird ein Block erstellt, aktualisiert die Blockchain die Liste aller Blöcke und jeder Knoten erfährt davon. Dieses Anreizsystem des Proof-of-Work (Abkürzung „PoW“) hält das Netzwerk und die Knoten aufrecht. Ist der Hashing-Algorithmus zu simpel, wird einerseits von den Minern das Zeitintervall einer Blockauflösung unterschritten, um möglichst viele Blocks pro Zeiteinheit zu lösen. Andererseits kann die Blockgröße so reduziert werden, dass ein Block mit 100 Transaktionen in 100 einzelne aufgeteilt wird.
Damit die Zeitintervalle und die Blockgröße nicht unter- und überschritten werden, muss sich die Schwierigkeit (engl.„Difficulty“) der Auflösung des Algorithmus anpassen. Die Blockchain kann durch diese Schwierigkeitsanpassung nicht mit ungewollt kleineren Blocks aufgefüllt werden. Die Anpassung bewirkt auch, dass nicht alle Coins in zu kurzer Zeit erzeugt werden können. Der Bitcoin passt die Schwierigkeit alle 14 Tage an, neuere Währungen wie Monero passen diese aber unmittelbar an (vgl. Diedrich (2016, S. 90ff..)). In der folgenden Abbildung kann der Graph entnommen werden, welcher die Schwierigkeit der Währung Monero seit Dezember 2017 bis März 2018 darstellt:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 2.1: Schwierigkeitsanpassungen der Währung Monero von Dezember 2017 bis März 2018, Abbildung von CoinWarz (2018)
Die Schwierigkeit wird hier mit der Abkürzung „G“ für Gigabyte dargestellt und beschreibt die Größe der zu lösenden Hashes pro Block. Bitcoin hat Ende März eine Schwierigkeit von 3,46 Terrabyte, damit ist es fast 20 mal schwerer im Vergleich zu Monero mit 114 Gigabyte, einen Block zu lösen (vgl. CoinMarketCap (2018)). Warum es für einen privaten Nutzer ohne spezielle Hardware nicht mehr möglich ist, einen Bitcoin-Block aufzulösen sondern er sich an Mining-Pools anschließen muss, wird im nächsten Unterkapitel behandelt.
2.3 Hardwarebedarf und Auslastung
Um neue Coins zu schürfen, benutzen viele Privatpersonen den eigenen Computer. Das Lösen von komplexen mathematischen Problemen sollte im Hinblick auf Zeit und Kosten angemessene Erträge erbringen, allerdings wird der Algorithmus gemäß der Schwierigkeitsanpassung immer komplexer zu lösen sein.
Hierfür wird eine immer leistungsstärkere Hardware gefordert, welche unter Last einen höheren Stromverbrauch aufweist: In Informatik-Foren wie „Heise“ wird häufig darüber diskutiert, welche sogenannten „Mining-Rigs“ (Zusammenstellung von Computerkomponenten) oder „Application specific integrated circuit“ (Abkürzung „ASIC“, Hardware für eine spezifische Anwendung) besonders rentabel seien. (Vgl. Christof Windeck (2017)).
2.3.1 Prozessoreinheiten und Hersteller
Die Hersteller von Grafikkarten, Desktop-PC-Mainboards, Hardware-Zubehör und Gehäusen bedienen den Mining-Trend gerne und können zum Beispiel für Grafikkartenprozessoren mehr Geld verlangen. Hierfür ist das Erzeugen von Kryptowährungen wie Bitcoin mit der Verwendung von Grafikprozessoren (Abkürzung „GPU“, Graphical Processing Units) mit einem Faktor von bis zu 1000, viel effizienter als mit dem Hauptprozessor (Abkürzung „CPU“, Central Processing Unit) in Bezug auf die Hashrate (gelöste Hashs pro Sekunde) und dem damit auch verbundenen Gewinn (vgl. Carsten Spille (2018)).
Während bei GPUs die Verarbeitung, Entschlüsselung und das Rendering von Animationen und Videos im Vordergrund steht, verarbeiten die CPUs Aufgaben wie z.B. Daten auf Festplatten speichern und können schnell zwischen diesen Aufgaben hin und her wechseln. ASIC Hardware ist darauf ausgelegt, nur eine Aufgabe zu bewältigen: das Lösen eines bestimmten Hashing-Algorithmus. Mittlerweile haben auch Prozessorhersteller wie Samsung solche ASIC Hardware entwickelt, um der Nachfrage gerecht zu werden (vgl. Edward Moyer (2018)).
Die Hardware benötigt allerdings sehr viel Strom:
Nach einer Studie von Morgan Stanley soll der Stromverbrauch 2018 für das Schürfen des Bitcoins mit 140 Terawatt-Stunden Strom genau so viel verbrauchen, wie das Land Argentinien in einem Jahr (vgl. Grapham Rapier (2018)).
Entgegen dem Bitcoin ist das Schürfen der Währung Monero darauf ausgelegt, mit dem Hauptprozessor zu arbeiten. Mögliche Gründe für die ASIC-Freiheit werden in der folgenden Aufstellung in aktives und passives Schürfen unterteilt (vgl. Carsten Spille (2018)):
- Aktives schürfen
- teure Hardwarekosten für GPU's, Mining-Rigs und ASICs
- höherer Stromverbrauch, Bedarf an Kühlung der GPUs und ASICs
- Kühlung durch Ventilatoren sind sehr laut
- ASICs sind für einen Hashing-Algorithmus spezialisiert
- meist komplexes Desktopprogramm
- einige Coins belohnen nach dem Proof-of-Stake Prinzip
- Ziel der Dezentralisierung sind vielen Mining-Knoten
- Passives schürfen
- Eventuell schlechte GPUs bei vielen privaten Nutzern
- Eventuelle Auslastung des GPUs durch Spiele
- Nutzer empfindet laute Lüftung als störend
- Nutzer agieren häufig ohne Software
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