En la minería de bitcoin, los mineros deben competir entre sí utilizando equipos informáticos especializados para validar y añadir nuevas transacciones a la cadena de bloques.
Los bitcoins no se imprimen, sino que se encuentran. Las computadoras compiten entre sí para «minar» las monedas alrededor del mundo.
¿Un hach es qué en criptografía?
Un hash es un algoritmo matemático utilizado en criptografía que transforma cualquier mensaje o entrada de datos en un código de longitud fija. Considéralo un método de cifrado donde las comunicaciones se transforman matemáticamente en una secuencia de longitud fija de números y caracteres.
Para dificultar inferir el tamaño de la entrada, las salidas tienen longitudes predeterminadas. Por ejemplo, el hash de todo el texto de un libro de Harry Potter tendría exactamente la misma longitud que el hash de la palabra «hola.»»
Las funciones hash son irreversibles, lo que significa que el hash no se puede cambiar de nuevo a la entrada. La misma entrada siempre producirá las mismas letras y dígitos en el mismo orden. El hash de «Buenos Noches», por ejemplo, siempre contendrá el mismo código. También es imposible generar el mismo hash con dos entradas diferentes, ya que cada código que se forma es completamente único.
Independientemente del tamaño de la entrada, la Blockchain de Bitcoin emplea Secure Hash Algoritm 256 (SHA 256) para producir una salida de 256 bits o 64 caracteres de longitud.
¿Cómo los mineros de bitcoin encuentran nuevos bloques?
Los mineros deben competir entre sí utilizando equipos informáticos especializados para validar y añadir nuevas transacciones a la cadena de bloques. Producen «hashes», o códigos de longitud fija, utilizando su tecnología como hemos explicado en el párrafo anterior. Los mineros deben generar un hash que tenga un número igual o mayor de ceros delante de él que el hash objetivo, para encontrar el siguiente bloque.
Todos los mineros están tratando de buscar por debajo del hash objetivo, que es un código hexadecimal de 64 dígitos compuesto por los dígitos 0 a 9 y las letras A a F, para encontrar el siguiente bloque.
Todos los mineros comienzan con los datos del «block header (cabecera de bloque)» del bloque anterior, que incluye la fecha del bloque, el hash de los datos del bloque anterior, y un área en blanco conocida como «nonce criptográfico». Con la excepción del nonce, la mayoría de los datos de la cabecera del bloque son fijos, lo que significa que no se pueden modificar. La parte del block header precedente que los mineros pueden alterar se denomina Nonce. Un Nonce es una combinación de dos palabras «n» de number (numero) y «once» que significa «una vez». Es decir, un Nonce se define como «un número utilizado sólo una vez». Tenga en cuenta que alterar sólo una parte de la entrada resulta en un hash completamente diferente.
La aleatoriedad desafiante: la naturaleza impredecible de los hashes
Lo problemático es que los hashes se crean completamente al azar, lo que hace imposible que los mineros puedan predecir el contenido de los hashes antes de que se formen. Por lo tanto, es sólo una cuestión de prueba y error hasta que alguien descubra el valor correcto del nonce, o el «nonce dorado.»»
Por esta razón, los mineros deben gastar dinero en computadoras hambrientas de energía, especialmente mineros de circuitos integrados específicos (ASIC – Application-Specific Integrated Circuit) que pueden producir miles de millones de hashes cada segundo.
Para entender la minería de bitcoin de forma más sencilla, imagina cada nuevo bloque como una caja del tesoro con un bloqueo combinado. Para obtener la recompensa de bloques de bitcoin gratis dentro y ganar el derecho de añadir nuevos datos de transacción en él (y cobrar los honorarios asociados) tienes que seguir girando una de las ruedas numéricas en el candado (el nonce) hasta que rompas la combinación (el hash de destino).
Así luce un target hash (hash de destino): 000000000000000003c4a4d9c62b3a7f4893afe14eef8a6a377229d23ad4b1ea
Utilice este generador de hash en línea gratis para crear un hash ganador para probar lo difícil que es conseguir un hash con más ceros al principio que el hash objetivo anterior. Compruebe si genera un hash con más de 17 ceros en la parte delantera introduciendo cualquier cosa que desee en el campo de texto dado!
¿Por qué minar Bitcoins?
Una persona o empresa podría desear extraer una criptomoneda como bitcoin por dos razones principales.
- Tener la oportunidad de recibir premios de bloques de bitcoins, que a partir de 2022 equivalen a 6,25 bitcoins, o alrededor de $121,523 en el momento de la publicación. Un promedio de un nuevo bloque se encuentra cada diez minutos.
- Participar en la protección y mantenimiento operativo de la red Bitcoin descentralizada.
¿Qué tan rentable es la minería de bitcoin en 2022?
El protocolo, una serie de instrucciones integradas en Bitcoin, distribuye un número predeterminado de monedas recién creadas al minero exitoso por cada nuevo bloque añadido a la red. Este esquema de distribución de Bitcoin también sirve como el sistema de recompensas en bloque.
La cantidad de monedas entregadas a los mineros se reduce a la mitad aproximadamente cada 210.000 bloques, o cada cuatro años. Satoshi Nakamoto ha programado estos procedimientos para reducir gradualmente el número de bitcoins distribuidos a lo largo del tiempo. Este proceso se conoce como un «Bitcoin a la mitad o Bitcoin Halving». La recompensa por bloque en 2009 fue de 50 BTC. En 2013, esa cantidad se redujo a 25 BTC. Las recompensas globales se redujeron a la mitad más recientemente, en 2020, de 12,5 BTC a 6,25 BTC.
La cantidad máxima de bitcoin es de 21 millones, y actualmente hay 19,163 millones de monedas en circulación. Las recompensas en bloque dejarán de distribuirse una vez que se hayan liberado al mercado 21 millones de BTC. Después de eso, los únicos incentivos que los mineros podrán obtener son las tarifas de transacción de bitcoin.
Los desafíos económicos y estratégicos en la minería de bitcoin
Incluso con estos dos tipos de ingresos combinados, no todos los mineros ganan dinero. Los ingresos de minería deben ser superiores a los gastos de energía, de adquisición y mantenimiento de plataformas mineras para que un minero pueda sobrevivir. Además, las grandes explotaciones mineras están obligadas a ampliar o mejorar su equipo para mantener una ventaja competitiva a medida que aumentan las dificultades.
Existe la posibilidad de que los mineros normales que no pueden permitirse comprar equipos costosos compartan sus recursos con los de otros mineros. Cada minero consiente en dividir los premios de acuerdo con sus esfuerzos individuales. Las piscinas o pools mineras son estas colecciones de mineros. En ocasiones, los mineros solitarios han podido extraer por sí mismos bloques de sus hogares.
¿Cuáles son los desafíos mineros de Bitcoin?
Un hecho crucial con respecto a Bitcoin es que Satoshi Nakamoto estableció un tiempo de detección de bloques de objetivos de 10 minutos mientras desarrollaba el sistema. Esto indica que un minero debería tardar unos 10 minutos en escribir correctamente el algoritmo ganador para encontrar el siguiente bloque.
Entonces, ¿Cómo se asegura la red de que se encuentren bloques frescos cada 10 minutos?
Dependiendo de la velocidad con que se descubran los bloques, el protocolo Bitcoin tiene la capacidad de elevar o reducir dinámicamente la complejidad del proceso. El hash objetivo se cambia automáticamente por el protocolo Bitcoin cada dos semanas para hacer más o menos difícil para los mineros localizar bloques. La dificultad cambiará más abajo si tardan más de 10 minutos; hacia arriba si tardan menos de 10 minutos. El procedimiento cambiará la cantidad de ceros en la parte delantera más específicamente. Aunque no parezca mucho, incluso un solo cero añadido al hash de destino hace que el código sea considerablemente más difícil de descifrar.
La mayor disminución de las dificultades de red para el bitcoin se produjo en 2021 producto de la prohibición de las operaciones mineras en China. Los restantes mineros de bitcoin reportaron grandes aumentos en los ingresos mineros como resultado de esto.
El protocolo Bitcoin es capaz de mantener los tiempos de detección de bloques tan cerca de 10 minutos como sea posible gracias a este enfoque.
Su rentabilidad a veces se ve limitada por las necesidades de hardware y electricidad, especialmente para los mineros con recursos mínimos. Aunque siempre contribuir activamente a la red Bitcoin puede ser un esfuerzo muy satisfactorio.
¿Por qué la minería de bitcoin necesita tanta potencia eléctrica?
La enorme energía que necesita Bitcoin para producir nuevas divisas, verificar transacciones y salvaguardar su red es uno de sus principales problemas. En este momento, la tasa de hash de Bitcoin, que representa la cantidad de poder de procesamiento utilizado para crear nuevas monedas, es 247.55 Eh/s. Esto implica que 247 quintillones de veces por segundo, todos los mineros de bitcoin intentan descifrar el hash objetivo del nuevo bloque.
El Índice de Consumo de Electricidad Bitcoin de Cambridge (CBECI) estima que esta actividad consume más de 131 TeraWatts hora (TWh) de electricidad anualmente. 131 TWh es más de lo que toda la nación de Ucrania utiliza en el mismo período de tiempo.
La causa principal de este consumo excesivo es que cada vez que el precio del bitcoin aumenta, atrae a nuevos mineros a la carrera por obtener nuevas divisas. Este aumento obliga a las empresas establecidas a añadir nuevas plataformas o actualizar su maquinaria para seguir siendo competitivas. Esto da lugar a un aumento en la cantidad de potencia informática utilizada para extraer bitcoin (tasa de hash o hash rate), lo que a su vez hace que el protocolo bitcoin aumente el nivel de dificultad para que los bloques se encuentren a una velocidad constante cada 10 minutos. El mayor consumo de energía es una consecuencia natural de esta creciente competitividad; cuantas más máquinas trabajen en la extracción de bitcoin, más energía consumen colectivamente.
¿Qué tan difícil es la minería de Bitcoin?
Existe un mecanismo autónomo que cambia automáticamente la dificultad en función de cuántos mineros están compitiendo por descubrir bloques en un momento dado, asegurando que los bloques bitcoin se descubran cada 10 minutos.
Como su nombre indica, la dificultad de la minería de nuevos bloques de bitcoin se conoce como dificultad de minería de bitcoin. La red Bitcoin utiliza un algoritmo que fue codificado duramente por Satoshi Nakamoto en el código fuente, ya que está totalmente descentralizado y no está controlado por una sola autoridad central. Con el fin de garantizar que los bloques se encuentren a un ritmo constante, este algoritmo modifica continuamente el nivel de dificultad del proceso minero de acuerdo con el número de mineros activos en la red.
Este artículo profundizará en esta idea, enfatizando su importancia y describiendo cómo se determina y ajusta la dificultad de la minería de bitcoin.
¿Por qué importa la dificultad de minar bitcoin?
La ventana de 10 minutos para descubrir nuevos bloques se mantiene mediante el algoritmo de dificultad Bitcoin para garantizar la estabilidad del sistema. Básicamente, un minero de toda la red tarda alrededor de 10 minutos en producir un código ganador y obtener el privilegio de sugerir un nuevo bloque de transacciones de bitcoin para agregar a la cadena de bloques.
El programa interviene y altera la dificultad de minar bitcoin para mantener esta frecuencia. La dificultad de minar bitcoin aumenta si hay un aumento de mineros o equipos mineros. El protocolo reduce la dificultad minera para facilitar a los mineros restantes la búsqueda de bloques si ocurre lo contrario (es decir, si hay una disminución en el número de mineros que compiten para encontrar nuevos bloques). Aumentando o disminuyendo el número de ceros al principio del hash de destino, la dificultad minera de la red bitcoin puede cambiar.
La designación del hash objetivo
La designación dada al hash particular (fixed-length code o código de longitud fija) que todos los mineros están tratando de superar es el hash objetivo (target hash). El ganador es el que genere un código aleatorio que tenga un número igual o mayor de ceros en la parte delantera que el hash objetivo.
Sin ese método, los bloques probablemente se encontrarían más rápidamente a medida que más mineros se unieran a la red y sus equipos fueran más avanzados. Debido a la tasa de incertidumbre a la que el nuevo bitcoin entrará en el mercado, esto probablemente evitaría que el valor de la moneda suba.
Es crucial recordar que un gran atractivo del bitcoin es su conocido y constante ritmo de inflación, en contraste con la impredecible y caótica inflación de las monedas fiduciarias provocada por una excesiva flexibilización cuantitativa. Es un activo realmente limitado y una oferta máxima relativamente baja, ya que la oferta circulante se limita a un máximo de 21 millones de monedas. Suponiendo que la demanda siga siendo elevada, ambos elementos deberían, en principio, sostener el precio del bitcoin con el tiempo a la alza.
¿Con qué frecuencia cambia la dificultad de la minería de bitcoins?
Cada 2.016 bloques, la dificultad minera para Bitcoin cambia (o aproximadamente cada dos semanas). Dado que la red decide si la actividad de los mineros en las últimas dos semanas ha disminuido o aumentado el tiempo que se tarda en minar un nuevo bloque, cada intervalo de 2.016 bloques se conoce como la época de dificultad (the difficulty epoch). La dificultad de extracción se incrementará si el tiempo requerido es inferior a 10 minutos. Cuando el tiempo de bloqueo es superior a 10 minutos, ocurre lo contrario.
¿Cómo se cambia la dificultad de minar bitcoins?
Comparando el tiempo que debería haber tomado para localizar los 2.016 bloques de transacciones anteriores con el tiempo que debería tomar para encontrar los próximos 2.016 bloques, se hacen cambios en las dificultades mineras. Recuerde que un bloqueo de 10 minutos es la norma. En consecuencia, el tiempo esperado para la extracción de 2.016 bloques es de 20. 160 minutos (es decir, 2.016 X 10 minutos).
La red determina cuánto tiempo se tardará en minar los 2.016 bloques finales en total. Luego, el nivel de dificultad más reciente se multiplica por la relación entre los 20.160 minutos habituales (10 minutos x 2.016 bloques) y el tiempo necesario para subir la etapa de dificultad anterior. El resultado del cálculo establece el ajuste porcentual necesario en la dificultad minera para llevar el tiempo del bloque al objetivo de 10 minutos.
Sin embargo, un defecto en el protocolo Bitcoin original hace que las modificaciones de nivel de dificultad se basen en los 2,015 bloques anteriores, en lugar de los 2,016 bloques teóricamente necesarios.
El objetivo es una duración de bloques de 10 minutos, pero la dificultad minera no puede cambiarse por encima o por debajo de un nivel cuatro veces superior a la dificultad actual. El cambio máximo para cada período de dificultad es de +300%, mientras que el cambio mínimo es de -75%. Para evitar cambios bruscos en las dificultades mineras, se aplicó esta norma.
¿Cómo se determina la dificultad de minar bitcoins?
Se utilizan diferentes fórmulas para calcular la dificultad de la minería de bitcoin. Sin embargo, la fórmula más típica es:
Nivel de Dificultad = Objetivo de Dificultad/Destino actual.
Tenga en cuenta que el Objetivo de Dificultad es una notación hexadecimal del hash de destino cuya dificultad de extracción es 1.
El hash de destino del bloque de transacciones más reciente, por otro lado, sirve como el objetivo actual. El resultado de dividir los dos números es un número entero, que representa el grado de dificultad asociado con la minería bitcoin.
Un minero debe producir alrededor de 30 billones de hashes antes de poder identificar el hash ganador, por ejemplo, si la respuesta es de 30 billones. Por supuesto, a veces los mineros son afortunados y lo descubren con muchas menos suposiciones.
