Two-Block-Reorg im Bitcoin-Netzwerk: Analyse von stale blocks, Hashrate-Anteilen und Wahrscheinlichkeiten

Am Montagnachmittag kam es im Bitcoin-Netzwerk zu einem seltenen Ereignis: Mehrere Mining-Pools fanden nahezu gleichzeitig gültige Blöcke, was kurzfristig zu zwei konkurrierenden Versionen der Blockchain führte. Nachdem sich schließlich eine Kette durchsetzte, wurden zwei Blöcke verworfen – ein sogenannter Two-Block-Reorg. Dieser Vorfall wirft Fragen zur Integrität, Sicherheit und zum Einfluss großer Mining-Pools wie Foundry USA auf.

Was ist eine Two-Block-Reorg?

Eine Reorganisation (Reorg) entsteht, wenn im Netzwerk gleichzeitig Blöcke auf derselben Höhe gefunden werden. Normalerweise wird nur ein Block in die Haupt-Blockchain aufgenommen; die übrigen werden als stale blocks (verwarfene Blöcke) bezeichnet und erhalten keine Blockbelohnung. Während die meisten Reorgs nur einen Block betreffen, spricht man von einer Two-Block-Reorg, wenn zwei aufeinanderfolgende Blöcke gleichzeitig in Konkurrenz stehen und anschließend verworfen werden.

Dokumentierter Rückgang von stale blocks

Die Analyse von stale blocks zeigt einen deutlichen Rückgang über die letzten Jahre:

  • 2017: 60 stale blocks (Anfang der Sentinel-Analyse)
  • 2018: 5 stale blocks
  • 2019: 2 stale blocks (maximal)
  • 2020-2021: jährlich höchstens 1-2 stale blocks, 2021 nur noch 1
  • 2025: ein Sonderfall mit drei gleichzeitig gefundenen Blöcken (Höhe 877991)

Der Rückgang wird auf verbesserte Block-Propagation und geringere Latenzen zurückgeführt, was die Effizienz des Minings erhöht.

Hashrate-Anteil von Foundry USA und seine Bedeutung

Foundry USA stellt mit rund 335 EH/s etwa 37 % der globalen Hashrate. Dieser Anteil macht den Pool zum größten im Netzwerk und ermöglicht strategische Entscheidungen, die das Verhalten anderer Pools beeinflussen können. Der Hashrate-Anteil wird durch aktuelle Mining-Daten (2023) belegt.

Wahrscheinlichkeit von sieben aufeinanderfolgenden Blockfunden

Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Pool mit 37 % Hashrate sieben Blöcke hintereinander findet, liegt bei etwa 0,1 % (2023). Trotz der geringen Prozentzahl können solche Serien durch die zufällige Natur des Mining-Prozesses regelmäßig auftreten – etwa mehrmals pro Jahr.

Der Vorfall vom 23. März: Block-Details und Ablauf

Am 23. März fanden die Mining-Pools Foundry USA und AntPool fast gleichzeitig die Blöcke 941881. AntPool war dabei zwölf Sekunden schneller. Kurz darauf erzeugte ViaBTC den Block 941882, basierend auf dem AntPool-Block. Sechs Sekunden später fand Foundry eine eigene Variante von Block 941882, die auf der alternativen Version von Block 941881 aufbaute.

Zeitleiste der relevanten Blöcke

Zeitpunkt Blockhöhe Miner Kette
15:49:54 941881 AntPool Verlierer
15:50:08 941881 Foundry Gewinner
15:51:47.084 941882 ViaBTC Verlierer
15:55:01.310 941882 Foundry Gewinner
15:55:03 941883 Foundry Gewinner

Durch das anschließende Finden von sieben Blöcken (bis 941885) setzte sich die von Foundry geführte Kette durch. Die konkurrierenden Blöcke von AntPool und ViaBTC wurden verworfen und nicht in die finale Blockchain aufgenommen.

Diskussion: Manipulation, Selfish Mining und Netzwerk-Stabilität

Einige Beobachter vermuten, dass große Pools wie Foundry USA durch verzögertes Veröffentlichen von Blöcken strategische Vorteile erzielen könnten – ein Verhalten, das als Selfish Mining bezeichnet wird. Zeitstempel-Analysen zeigen, dass Foundry bei den ersten beiden Blöcken leicht verspätet war, aber den zweiten Block erst zusammen mit dem dritten veröffentlicht hat. Kritiker betonen jedoch, dass solche Zeitstempel keinen eindeutigen Beleg für koordinierte Manipulation liefern.

Der Hashrate-Anteil von 37 % macht theoretisch sowohl Selfish Mining als auch koordinierte Aktionen mit anderen Pools (AntPool 18,5 %, ViaBTC 10,4 %) möglich. Dennoch würde ein solches Vorgehen schnell von anderen Minern bemerkt und zu einer Verlagerung der Rechenleistung führen.

FAQ zu stale blocks und Two-Block-Reorgs

  • Was sind stale blocks? Stale blocks sind Blöcke, die nicht in die Haupt-Blockchain aufgenommen werden und somit keine Blockbelohnungen erhalten.
  • Wie oft treten Two-Block-Reorgs auf? Two-Block-Reorgs sind selten und werden nur dokumentiert, wenn mehrere Miner gleichzeitig Blöcke finden. Die letzten öffentlich bekannten Fälle liegen in Mai 2023, November 2020, Juni 2015 und Oktober 2013.

Fazit

Der Two-Block-Reorg vom 23. März verdeutlicht, wie das Zusammenspiel von Hashrate-Anteilen, Block-Propagation und zufälligen Mining-Ergebnissen das Bitcoin-Netzwerk beeinflusst. Der signifikante Rückgang von stale blocks seit 2017 zeigt, dass technische Verbesserungen die Netzwerk-Stabilität erhöhen. Gleichzeitig bleibt ein hoher Hashrate-Anteil von Pools wie Foundry USA ein kritischer Faktor, der potenziell strategische Spielräume eröffnet – sei es durch gewöhnlichen Wettbewerb oder durch mögliche Selfish-Mining-Taktiken. Die geringe, aber nicht vernachlässigbare Wahrscheinlichkeit von sieben aufeinanderfolgenden Blockfunden (0,1 %) erklärt, warum solche Ereignisse trotz ihrer Seltenheit regelmäßig beobachtet werden können. Insgesamt bestätigt das Ereignis die Robustheit des Bitcoin-Konsensmechanismus: Selbst bei kurzen Forks und konkurrierenden Blöcken löst das Netzwerk Konflikte automatisch, wobei die Kette mit der größten kumulativen Rechenarbeit gewinnt. Dennoch bleibt die Beobachtung großer Mining-Pools und die Weiterentwicklung der Block-Propagation entscheidend, um das Vertrauen in die Integrität und Sicherheit der Bitcoin-Blockchain zu erhalten.