Bitcoin: Stromausfälle in China verursachen kurzfristig Stau im Bitcoin Netzwerk

Vorab eine Kurzbeschreibung der Funktionsweise des Bitcoin Mining-Prozesses. Leicht vereinfacht gesprochen zielt der Code des Bitcoin darauf ab, dass der Blockchain des Bitcoin etwa alle 10 Minuten ein zusätzlicher Block mit neuen Transaktionen der User hinzugefügt wird. Hierfür bilden über die gesamte Welt verteilte Computer (sogenannte Miner) ein Netzwerk durch welches diese Blöcke anhand eines Algorithmus mit variablem Schwierigkeitsgrad errechnet werden.

Als „Belohnung“ erhält der Miner, der einen neuen Block zuerst errechnet, einen Betrag in Höhe von 6,25 neuen Bitcoins sowie die Transaktionsgebühren der im neuen Block enthaltenen Bitcointransaktionen. Der Schwierigkeitsgrad des Mining-Algorithmus passt sich automatisch nach jeweils 2016 gefundenen Blöcken an die Rechenleistung des zur Verfügung stehenden Netzwerks an. Kommen beispielsweise neue Miner mit schnelleren Computern hinzu, erhöht sich die Rechenleistung des Netzwerks und neue Blöcke werden in kürzerer Zeit „gefunden“. Da der Code der Bitcoin-Blockchain so programmiert ist, dass etwa alle 10 Minuten ein neuer Block gefunden werden soll, geschieht eine derartige Anpassung des Algorithmus also immer nach ca. 14 Tagen.

Eine solche Erhöhung des Schwierigkeitsgrades erfolgte zuletzt am 16. April 2021. Nur wenige Stunden später kam es zu Stromausfällen im Nordwesten Chinas, wodurch auch die dort ansässigen Miningfirmen den Betrieb einstellen mussten.

Die Folge war ein starker Rückgang der Gesamtrechenleistung der Bitcoin Miner, wie der folgenden Grafik zu entnehmen ist. Sie zeigt die Rechenleistung aller Bitcoin Miner in den letzten 30 Tagen. Deutlich zu sehen ist der starke Einbruch ab dem 16. April und die Erholung ab dem 23. April.

Da der Speicherplatz für Bitcointransaktionen in jedem Block auf 1 Megabyte begrenzt ist, können pro Block nur etwa 2.200 Transaktionen verarbeitet werden. Wenn das Transaktionsaufkommen höher ist, kommt es zum Stau und die Wartezeit bis eine Transaktion in einem Block verarbeitet wird steigt an. User können mithilfe der Höhe der verwendeten Transaktionsgebühr beeinflussen, wie wahrscheinlich es ist, dass ihre Transaktion in einen der nächsten Blöcke eingebaut wird. Da die Transaktionsgebühr als Entlohnung an die Miner fließt, gewähren diese natürlich solchen Transaktionen den Vorrang, für welche eine höhere Gebühr entrichtet wird.

Die folgende Grafik 2 zeigt die Folgen für Nutzer des Bitcoin Netzwerks.

Auf der Y-Achse ist die Anzahl der Transaktionen zu sehen, welche User gerne tätigen möchten und die darauf warten von den Minern in einen neuen Block aufgenommen zu werden. Die Farbskala verdeutlicht die Höhe der Transaktionsgebühren, welche die User bereit sind zu bezahlen. Niedrige Gebühren sind blau dargestellt, sehr hohe Gebühren rot.

Deutlich zu sehen ist der rapide Anstieg an wartenden Transaktionen auf in der Spitze mehr als 200.000 Stück am 21. April 2021. Parallel dazu ist an der Veränderung der Farben zu sehen, so dass User immer höhere Transaktionsgebühren bezahlen mussten.

Am 21. April 2021 betrug die durchschnittlich bezahlte Transaktionsgebühr pro Bitcointransfer ca. 50 Euro womit sich dieser Wert im Vergleich zur Vorwoche etwa verfünffacht hatte.

Ab dem 23. April ein deutlicher Wiederanstieg der Rechenleistung der Miner zu beobachten (vgl. Grafik 1) welcher durch verschiedene Faktoren erklärbar ist. Einerseits konnten aufgrund der stark gestiegenen Transaktionsgebühren und damit der erhöhten Profitabilität des Bitcoin-Mining, auch Miner aus Ländern mit höheren Stromkosten kurzfristig ihre Geräte wieder profitabel arbeiten lassen, andererseits kehrten vermutlich Miner aus den von Stromausfällen betroffenen Regionen zurück ans Netz. In der Folge erhöhte sich die Frequenz mit der neue Blöcke gefunden wurden, sodass der Transaktionsstau (vgl. Grafik 2) zügig wieder abgearbeitet werden konnte. 

Mit der fallenden Anzahl wartender Transaktionen ging auch ein Rückgang der Transaktionsgebühren einher. Die Situation hat sich damit weitgehend normalisiert und das dezentrale globale Bitcoinnetzwerk konnte wieder einmal seine Widerstandsfähigkeit unter Beweis stellen.