Blockchain/Niveau II · Mechanik/2.3 Blöcke und die Blockchain/Lektion 6
Die Blocksubvention und das Halving
Der Bitshift, der die Geldmenge festlegt, und die 100-Block-Sperre für neue Coins
MaterialienEine Kopie des Quellcodes von Bitcoin Core, insbesondere `validation.cpp` oder `main.cpp`, die `GetBlockSubsidy` enthaltenEine Block-Explorer-Oberfläche (z. B. mempool.space oder blockchain.com)Ein Rechner, der binäre Operationen ausführen kann
Neugier
- Warum setzt ein Rechtsshift-Operator in C++ eine feste monetäre Obergrenze durch?
- Was passiert mit der Differenz, wenn ein Miner weniger als die maximal zulässige Subvention beansprucht?
- Wie viele Blöcke müssen vergehen, bevor ein neu geminter Coin bewegt werden kann?
Erkunden
- Neue Bitcoins kommen ausschließlich über die Coinbase-Transaktion jedes Blocks in Umlauf. Dabei handelt es sich nicht um einen separaten Ledger-Eintrag, sondern um einen bestimmten Output in der ersten Transaktion jedes gültigen Blocks, mit dem der Miner neuen Wert für sich beansprucht. Der Betrag wird durch `GetBlockSubsidy` in der Validierungslogik von Bitcoin Core bestimmt; diese Funktion berechnet die Belohnung anhand der aktuellen Blockhöhe und nicht nach Kalenderzeit.
- Die anfängliche Subvention war fest im Code auf 50 BTC gesetzt, was 5 Milliarden Satoshis entspricht. Um diesen Wert alle 210.000 Blöcke zu halbieren, teilt der Code die Blockhöhe ganzzahlig durch 210.000 und ermittelt so, wie viele Halvings bereits stattgefunden haben. Anschließend wendet er für jedes abgeschlossene Intervall einen binären Rechtsshift auf den Anfangswert von 5 Milliarden Satoshis an.
- Dieser Bitshift-Mechanismus ist deterministisch und effizient. Da er mit Ganzzahlen arbeitet, wird jeder bei der Division entstehende Satoshi-Bruchteil abgeschnitten. Nach 33 solchen Shifts fällt der Wert auf null. Diese mathematische Konvergenz stellt sicher, dass niemals mehr als etwa 21 Millionen Bitcoins entstehen, unabhängig von äußeren wirtschaftlichen Bedingungen oder Schwankungen der Mining-Leistung.
- Das erste Halving fand bei Block 210.000 am 28. November 2012 statt und senkte die Subvention auf 25 BTC. Weitere Halvings folgten bei den Blöcken 420.000 (9. Juli 2016), 630.000 (11. Mai 2020) und zuletzt bei Block 840.000 am 20. April 2024, wodurch die Belohnung auf 3,125 BTC sank. Die nächste Senkung ist für Block 1.050.000 vorgesehen.
- Die Gesamteinnahmen eines Miners bestehen aus dieser Subvention zuzüglich aller Transaktionsgebühren der aufgenommenen Transaktionen. Ein Miner kann jedoch weniger als den maximal zulässigen Betrag beanspruchen. Nicht beanspruchte Satoshis entstehen schlicht nie und können auch später nicht mehr beansprucht werden. Da sich die Subvention immer weiter halbiert, müssen Gebühren einen größeren Teil der Kosten für die Absicherung des Netzwerks tragen – Gegenstand einer seit Langem geführten Debatte über das künftige Sicherheitsbudget von Bitcoin.
- Coinbase-Outputs sind durch eine Konsensregel gesperrt: Sie können erst ausgegeben werden, wenn sie 100 Bestätigungen haben. Ein Coinbase-Output existiert nur auf dem Zweig, der seinen Block enthält; wird dieser Block bei einer Reorganisation ersetzt, verschwinden die neuen Coins. Die Wartezeit verhindert, dass solche Coins in andere Transaktionen einfließen, die dann ungültig würden.
Kernfakten
- Die Blocksubvention beginnt bei 50 BTC und halbiert sich alle 210.000 Blöcke.
- Bitcoin Core berechnet die Subvention, indem es 5 Milliarden Satoshis abhängig von der Blockhöhe per Rechtsshift verschiebt.
- Das jüngste Halving fand bei Block 840.000 im April 2024 statt und setzte die Subvention auf 3,125 BTC.
- Miner können weniger als die volle Subvention beanspruchen; der nicht beanspruchte Betrag entsteht nie.
- Coinbase-Outputs benötigen 100 Bestätigungen, bevor sie ausgegeben werden können.
- Die geometrische Reihe der Halvings konvergiert gegen ein maximales Angebot von etwa 21 Millionen BTC.
Übung neun, sechs, drei, eins
9SammelnNennen Sie 9 Subventionsepochen: den Start 2009 und die nächsten acht Halvings, jeweils mit der Höhe der Subvention und der Angabe, ob die Epoche bereits begonnen hat.
6GruppierenGruppieren Sie die 9 nach dem Anteil an allen Bitcoins, den jede Epoche ausgibt, in 6 Gruppen: die Hälfte, ein Viertel, ein Achtel, ein Sechzehntel, ein Zweiunddreißigstel und der Rest.
3VerdichtenReduzieren Sie die 6 auf 3 Folgen einer schrumpfenden Subvention für Miner und Gebühren.
1KristallisierenErklären Sie in einem Satz, wie das Abschneiden der Nachkommastellen bei der ganzzahligen Berechnung der Subvention die absolute Obergrenze des Angebots durchsetzt.
Faktcheck
Datumsangaben, Zahlen und Behauptungen wurden mit den unten aufgeführten veröffentlichten Quellen abgeglichen.