Conceptos

¿Qué es la minería de bitcoins y cómo funciona?

minería de bitcoins

Lo más probable es que hayas escuchado anteriormente el concepto «minería de bitcoins» y tu mente comience a divagar hacia la fantasía occidental de picos, palas, suciedad y la idea de hacerse rico de la noche a la mañana como si se tratara de una mina de oro. Resulta que esa analogía no está muy lejos de la realidad de bitcoin.

La realidad es mucho menos glamurosa pero es igualmente incierta, la minería de bitcoins se realiza mediante computadoras de alta potencia que resuelven problemas matemáticos computacionales complejos (es decir, tan complejos que no se pueden resolver a mano y, de hecho, lo suficientemente complicados como para abrumar incluso a computadoras increíblemente poderosas). La suerte y el trabajo que requiere una computadora para resolver uno de estos problemas es el equivalente digital de un minero que encuentra oro en una mina, mientras excava en una cueva de una montaña. Al momento de escribir este artículo, la probabilidad de que una computadora resuelva uno de estos problemas es de aproximadamente una en 16 billones, pero hablaremos de eso más adelante.

La minería de bitcoins ofrece dos tipos de resultados. Primero, cuando las computadoras resuelven estos complejos problemas matemáticos en la red Bitcoin, producen nuevos bitcoins, no muy diferente a cuando en una operación minera se extrae oro del suelo. Y segundo, al resolver problemas matemáticos computacionales, los mineros de bitcoins hacen que la red de pagos de Bitcoin sea confiable y segura, verificando la información de sus transacciones.

Hay una buena posibilidad de que todo eso tenga mucho sentido. Para explicar con mayor detalle cómo funciona la minería de bitcoins, comencemos con un proceso que está un poco más cerca de tu casa: la regulación de la moneda impresa o el dinero fiduciario.

Conceptos básicos de Bitcoin: en qué se diferencia Bitcoin de las monedas tradicionales

Los consumidores tienden a confiar en las monedas impresas, al menos en los Estados Unidos y en las economías avanzadas. Eso se debe a que el dólar estadounidense está respaldado por un banco central llamado la Reserva Federal. Además de una serie de otras responsabilidades, la Reserva Federal regula la producción del dinero nuevo y el gobierno federal impone penas altas al uso de moneda falsa.

Incluso los pagos digitales que utilizan dólares estadounidenses están respaldados por una autoridad central. Cuando realizas una compra en línea con tu tarjeta de débito o crédito, por ejemplo, esa transacción es procesada por una empresa de procesamiento de pagos como Mastercard o Visa. Además de registrar tu historial de transacciones, esas empresas verifican que las transacciones no sean fraudulentas, que es una de las razones por las que se puede suspender tu tarjeta de débito o crédito mientras viajas.

Bitcoin, por otro lado, no está regulado por una autoridad central. En cambio, Bitcoin está respaldado por millones de computadoras en todo el mundo llamadas «nodos». Esta red de computadoras realiza la misma función que la Reserva Federal, Visa y Mastercard, pero con algunas diferencias clave. Los nodos almacenan información sobre transacciones anteriores y ayudan a verificar su autenticidad. Sin embargo, a diferencia de esas autoridades centrales, los nodos de Bitcoin están repartidos por todo el mundo y registran los datos de las transacciones en una lista pública a la que puede acceder cualquiera, incluso tú.

Conceptos básicos de Bitcoin: ¿Qué es la minería de criptomonedas?

Cuando alguien envía Bitcoin a cualquier lugar, lo llamamos una «transacción». Las transacciones tradicionales realizadas con dinero fiduciario en la tienda o en línea están documentadas por bancos, sistemas de punto de venta y recibos físicos. Los mineros de Bitcoin logran el mismo efecto sin estas instituciones al agrupar transacciones en «bloques» y agregarlas a un registro o libro público llamado «blockchain«. Luego, los nodos mantienen registros de esos bloques para que puedan verificarse en el futuro.

Cuando los mineros de bitcoins agregan un nuevo bloque de transacciones a la cadena de bloques, parte de su trabajo es asegurarse de que esas transacciones sean precisas. En particular, los mineros de bitcoins se aseguran de que no se dupliquen bitcoins, lo cual es una peculiaridad única de las monedas digitales llamada «doble gasto». Con las monedas impresas, la falsificación siempre es un problema, pero en general, una vez que gastas USD 20 en la tienda, ese billete está en manos del empleado de la tienda. Sin embargo, con las criptomonedas es una historia diferente.

La información digital se puede reproducir con relativa facilidad, por lo que con Bitcoin y otras monedas digitales, existe el riesgo de que un gastador pueda hacer una copia de su bitcoin y enviarla a otra parte sin dejar de conservar el original. Volvamos a la moneda impresa por un momento y digamos que alguien intentó duplicar su billete de USD 20 para gastar tanto el original como el falso en una tienda de comestibles. Si un empleado supiera que los clientes están duplicando dinero, todo lo que tendría que hacer es mirar los números de serie de los billetes. Si los números fueran idénticos, el empleado sabría que el dinero se habría duplicado. Esta analogía es similar a lo que hace un minero de bitcoin cuando verifica nuevas transacciones. Si alguien gastara con éxito el doble de su Bitcoin, necesitaría tomar más del 51% de la potencia minera en la red. A medida que Bitcoin crece, esto se vuelve cada vez más difícil y el costo inicial para lograr tal cosa sería astronómico y casi imposible. Como habíamos indicado anteriormente, los bitcoins sólo se producen por el proceso de minería, por esto la duplicación es casi imposible. Esta es una de las ventajas del bitcoin respecto a las monedas tradicionales.

Recompensando a los mineros

Sin embargo, con hasta 300.000 compras y ventas en un solo día a partir de agosto de 2020, verificar cada una de esas transacciones puede ser mucho trabajo para los mineros, lo que se traduce en otra diferencia clave entre los mineros de bitcoin y la Reserva Federal, Mastercard. o Visa. Como compensación por sus esfuerzos, los mineros reciben bitcoins cada vez que agregan un nuevo bloque de transacciones a la cadena de bloques.

La cantidad de bitcoins nuevos liberados con cada bloque extraído se denomina «recompensa de bloque». La recompensa por bloque se reduce a la mitad cada 210.000 bloques o aproximadamente cada 4 años. En 2009, fue 50. En 2013, fue 25, en 2018 fue 12.5 y en mayo de 2020, se redujo a la mitad a 6.25.

Importante:

Bitcoin redujo con éxito a la mitad su recompensa minera por tercera vez el 11 de mayo de 2020.

A partir de esa fecha, tomará aproximadamente 1458 días hasta que la red alcance su cuarta reducción a la mitad, lo que hace que la recompensa por minería de solo 3.12 bitcoins por bloque.

Este sistema continuará hasta alrededor del año 2140.En ese momento, los mineros serán recompensados ​​con tarifas por procesar transacciones que pagarán los usuarios de la red. Estas tarifas aseguran que los mineros todavía tengan el incentivo de minar y mantener la red en funcionamiento. La idea es que la competencia por estas tarifas hará que se mantengan bajas una vez finalizadas las reducciones a la mitad.

Estas reducciones a la mitad reducen la velocidad a la que se crean nuevas monedas y, por lo tanto, reducen la oferta disponible. Esto puede tener algunas implicaciones para los inversores, ya que otros activos con baja oferta, como el oro, pueden tener una alta demanda y hacer subir los precios. A esta tasa de reducción a la mitad, la cantidad total de bitcoins en circulación alcanzará un límite de 21 millones de unidades, lo que hará que la moneda sea completamente finita y potencialmente más valiosa con el tiempo.

¿Cómo funciona la minería de Bitcoins?

Aquí está el truco. Para que los mineros de bitcoins realmente ganen bitcoins al verificar las transacciones, deben ocurrir dos cosas. Primero, deben verificar transacciones por valor de 1 megabyte (MB), que teóricamente pueden ser tan pequeñas como una transacción, pero con mayor frecuencia son varios miles, dependiendo de la cantidad de datos que almacene cada transacción. Esta es la parte fácil.

En segundo lugar, para agregar un bloque de transacciones a la cadena de bloques, los mineros deben resolver un problema matemático computacional complejo, también llamado «prueba de trabajo». Lo que están haciendo en realidad es intentar encontrar un número hexadecimal de 64 dígitos, llamado «hash», que sea menor o igual que el hash objetivo. Básicamente, la computadora de un minero escupe hashes a una velocidad de megahashes por segundo (MH / s), gigahashes por segundo (GH / s) o incluso terahashes por segundo (TH / s) dependiendo de la unidad, adivinando todos los 64- números de dígitos hasta que lleguen a una solución. En otras palabras, hacen una puesta constantemente.

El nivel de dificultad del bloque más reciente a agosto de 2020 es de más de 16 billones. Es decir, la probabilidad de que una computadora produzca un hash por debajo del objetivo es de 1 en 16 billones. Para poner eso en perspectiva, tienes 44.500 veces más probabilidades de ganar el premio mayor de Powerball con un solo boleto de lotería que de elegir el hash correcto en un solo intento. Afortunadamente, los sistemas informáticos de minería arrojan muchas, muchas más posibilidades de hash que eso. No obstante, la minería de bitcoins requiere enormes cantidades de energía y sofisticadas plataformas informáticas, pero también hablaremos de eso más adelante.

El nivel de dificultad de la minería de bitcoins se ajusta cada 2016 bloques, o aproximadamente cada 2 semanas, con el objetivo de mantener constantes las tasas de minería. Es decir, mientras más mineros compitan por una solución, más difícil se volverá el problema. Lo opuesto también es cierto. Si se quita la potencia computacional de la red, la dificultad se ajusta hacia abajo para facilitar la minería.

Explicando la minería de forma sencilla

Aquí hay una analogía útil para considerar:

«Digamos que les digo a tres amigos que estoy pensando en un número entre 1 y 100, y escribo ese número en una hoja de papel y lo cierro en un sobre. Mis amigos no tienen que adivinar el número exacto, simplemente tengo que ser la primera persona en adivinar cualquier número que sea menor o igual al número en el que estoy pensando, y no hay límite para la cantidad de conjeturas.

«Digamos que estoy pensando en el número 19. Si el amigo A dice 21, pierde porque 21 es mayor que 19. Si el amigo B dice 16 y el amigo C dice 12, entonces ambos han llegado teóricamente a respuestas viables, porque 16 es menor que 19 y 12 es menor que 19. No hay «crédito adicional» para el Amigo B, aunque la respuesta de B estaba más cerca de la respuesta objetivo de 19.

«Ahora imagina que hago la pregunta ‘adivina en qué número estoy pensando’, pero no estoy preguntando solo a tres amigos, y no estoy pensando en un número entre 1 y 100. Más bien, estoy preguntando millones de posibles mineros y estoy pensando en un número hexadecimal de 64 dígitos. Ahora ves que va a ser muy difícil adivinar la respuesta correcta».

¿Qué es un «número hexadecimal de 64 dígitos»?

Bueno, aquí hay un ejemplo de tal número:

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee

El número anterior tiene 64 dígitos. Bastante fácil de entender hasta ahora. Como probablemente hayas notado, ese número consta no solo de números, sino también de letras del alfabeto. ¿Por qué es eso?

Para entender qué hacen estas letras en medio de números, descomprimamos la palabra «hexadecimal».

Como saben, usamos el sistema «decimal», lo que significa que es base 10. Esto, a su vez, significa que cada dígito de un número de varios dígitos tiene 10 posibilidades, del cero al nueve.

«Hexadecimal», por otro lado, significa base 16, ya que «hex» se deriva de la palabra griega para seis y «deca» se deriva de la palabra griega para 10. En un sistema hexadecimal, cada dígito tiene 16 posibilidades. Pero nuestro sistema numérico solo ofrece 10 formas de representar números (del cero al nueve). Es por eso que tienes que pegar letras, específicamente las letras a, b, c, d, e y f.

Si estás extrayendo bitcoins, no necesitas calcular el valor total de ese número de 64 dígitos (el hash). Repito: no es necesario calcular el valor total de un hash.

Entonces, ¿qué tienen que ver los «números hexadecimales de 64 dígitos» con la minería de bitcoins? ¿Recuerdas esa analogía de explicándolo de forma sencilla, donde escribí el número 19 en una hoja de papel y lo puse en un sobre cerrado?

En términos de minería de bitcoins, ese número metafórico no revelado en el sobre se llama hash objetivo.

número hexadecimal

Lo que están haciendo los mineros con esas enormes computadoras y docenas de ventiladores de refrigeración es adivinar el hash objetivo. Los mineros hacen estas conjeturas generando aleatoriamente tantos «nonces» como sea posible, lo más rápido posible. Un nonce es la abreviatura de «número solo usado una vez», y el nonce es la clave para generar estos números hexadecimales de 64 bits de los que sigo hablando. En la minería de Bitcoin, un nonce tiene un tamaño de 32 bits, mucho más pequeño que el hash, que es de 256 bits. El primer minero cuyo nonce genera un hash que es menor o igual al hash objetivo recibe crédito por completar ese bloque y se le otorga el botín de 12.5 bitcoins.

En teoría, podrías lograr el mismo objetivo tirando un dado de 16 caras 64 veces para llegar a números aleatorios, pero ¿por qué demonios querrías hacer eso?

La captura de pantalla a continuación, tomada del sitio Blockchain.info, podría ayudarte a reunir toda esta información de un vistazo. Estás viendo un resumen de todo lo que sucedió cuando se extrajo el bloque # 490163. El nonce que generó el hash «ganador» fue 731511405. El hash objetivo se muestra en la parte superior. El término «Retransmitido por Antpool» se refiere al hecho de que este bloque en particular fue completado por AntPool, uno de los grupos de minería más exitosos. Como puedes ver aquí, su contribución a la comunidad de Bitcoin es que confirmaron 1768 transacciones para este bloque. Si realmente deseas ver las 1768 transacciones de este bloque, ve a esta página y desplázate hacia abajo hasta el título «Transacciones».

blockchain.info

¿Cómo se puede competir con millones de mineros?

Si 1 de cada 16 billones no suena lo suficientemente difícil como es, aquí está el truco. Los mineros de bitcoins no solo tienen que encontrar el hash correcto, sino que también deben ser los primeros en hacerlo.

Debido a que la minería de bitcoins es esencialmente una conjetura, llegar a la respuesta correcta antes de que otro minero tiene casi todo que ver con la rapidez con la que su computadora puede producir hashes. Hace solo una década, la minería de bitcoins se podía realizar de forma competitiva en computadoras de escritorio normales. Sin embargo, con el tiempo, los mineros se dieron cuenta de que las tarjetas gráficas que se usaban comúnmente para los videojuegos eran más efectivas y comenzaron a dominar el juego. En 2013, los mineros de bitcoin comenzaron a usar computadoras diseñadas específicamente para minar criptomonedas de la manera más eficiente posible, llamadas Circuitos Integrados Específicos de Aplicación (ASIC). Estos pueden ir desde varios cientos de dólares hasta decenas de miles, pero su eficiencia en la minería de Bitcoin es superior.

ASIC para minería de bitcoins
Circuitos Integrados Específicos de Aplicación (ASIC)

Hoy en día, la minería de bitcoins es tan competitiva que solo se puede realizar de manera rentable con los ASIC más actualizados. Cuando se utilizan computadoras de escritorio, GPU o modelos más antiguos de ASIC, el costo del consumo de energía en realidad excede los ingresos generados. Incluso con la unidad más nueva a tu disposición, una computadora rara vez es suficiente para competir con lo que los mineros llaman «grupos de minería».

Un grupo de minería es un grupo de mineros que combinan su poder de cómputo y dividen el bitcoin extraído entre los participantes. Una cantidad desproporcionadamente grande de bloques son extraídos por grupos en lugar de por mineros individuales. Los grupos y las empresas mineras han representado grandes porcentajes de la potencia informática de bitcoin.

«¿Cómo puedo maximizar mis posibilidades de adivinar el hash objetivo antes que nadie?»

Tendrías que conseguir una plataforma de minería rápida o, de manera más realista, unirte a un grupo de minería: un grupo de mineros de monedas que combinan su poder de cómputo y dividen el bitcoin extraído. Los grupos de minería son comparables a los clubes de Powerball cuyos miembros compran boletos de lotería en masa y aceptan compartir las ganancias. Una cantidad desproporcionadamente grande de bloques son extraídos por grupos en lugar de por mineros individuales.

En otras palabras, es literalmente un juego de números. No puedes adivinar el patrón o hacer una predicción basada en hashes de destino anteriores. El nivel de dificultad del bloque más reciente en el momento de escribir este artículo es de aproximadamente 16 billones, lo que significa que la probabilidad de que un nonce determinado produzca un hash por debajo del objetivo es de una entre 16 billones. No hay muchas probabilidades si trabajas por tu cuenta, incluso con una plataforma de minería tremendamente poderosa.

¿Es sostenible la minería de Bitcoins?

Entre 1 en 16 billones de probabilidades, niveles de dificultad de escalado y la red masiva de usuarios que verifican transacciones, un bloque de transacciones se verifica aproximadamente cada 10 minutos. Pero es importante recordar que 10 minutos es un objetivo, no una regla.

La red bitcoin actualmente está procesando poco menos de cuatro transacciones por segundo a partir de agosto de 2020, y las transacciones se registran en la cadena de bloques cada 10 minutos. A modo de comparación, Visa puede procesar alrededor de 65.000 transacciones por segundo. Como la red de bitcoin, los usuarios continúan creciendo, sin embargo, la cantidad de transacciones realizadas en 10 minutos eventualmente excederá la cantidad de transacciones que se pueden procesar en 10 minutos. En ese momento, los tiempos de espera para las transacciones comenzarán y continuarán haciéndose más largos, a menos que se realice un cambio en el protocolo bitcoin.

Este problema en el corazón del protocolo bitcoin se conoce como «escalado». Si bien los mineros de bitcoin generalmente están de acuerdo en que se debe hacer algo para abordar la escala, hay menos consenso sobre cómo hacerlo. Se han propuesto dos soluciones principales para abordar el problema de escala. Los desarrolladores han sugerido (1) crear una capa secundaria «fuera de la cadena» para Bitcoin que permitiría transacciones más rápidas que la cadena de bloques puede verificar más adelante, o (2) aumentar la cantidad de transacciones que cada bloque puede almacenar. Con menos datos para verificar por bloque, la Solución 1 haría que las transacciones fueran más rápidas y económicas para los mineros. La solución 2 se ocuparía del escalado al permitir que se procese más información cada 10 minutos aumentando el tamaño del bloque.

En julio de 2017, los mineros de bitcoins y las empresas mineras que representan aproximadamente del 80% al 90% de la potencia informática de la red votaron para incorporar un programa que disminuiría la cantidad de datos necesarios para verificar cada bloque. Es decir, optaron por la Solución 1.

El programa que los mineros votaron para agregar al protocolo bitcoin se llama testigo segregado o SegWit. Este término es una fusión de Segregated, que significa «separar», y Witness, que se refiere a «firmas en una transacción de bitcoin». Testigo segregado, entonces, significa separar las firmas de transacciones de un bloque y adjuntarlas como un bloque extendido. Si bien agregar un sólo programa al protocolo bitcoin puede no parecer una gran solución, se estima que los datos de firmas representan hasta el 65% de los datos procesados ​​en cada bloque de transacciones.

Menos de un mes después, en agosto de 2017, un grupo de mineros y desarrolladores iniciaron una bifurcación, dejando que la red bitcoin creara una nueva moneda usando la misma base de código que bitcoin. Aunque este grupo estuvo de acuerdo con la necesidad de una solución al escalado, les preocupaba que la adopción de tecnología de testigos segregados no solucionara por completo el problema del escalado.

En su lugar, optaron por la Solución 2. La moneda resultante, denominada “bitcoin cash”, aumentó el tamaño del bloque a 8 MB para acelerar el proceso de verificación y permitir un rendimiento de alrededor de 2 millones de transacciones por día. El 16 de agosto de 2020, Bitcoin Cash se valoró en alrededor de USD 302 frente a los aproximadamente USD 11.800 de Bitcoin.

¿Cuánto gana un minero de bitcoins?

Las recompensas por la minería de bitcoins se reducen a la mitad cada cuatro años aproximadamente. Cuando se extrajo bitcoin por primera vez en 2009, extraer un bloque le proporcionaría 50 bitcoins. En 2012, esto se redujo a la mitad a 25 bitcoins. Para 2016, esto se redujo a la mitad nuevamente al nivel actual de 12.5 BTC. Aproximadamente en 2020, el tamaño de la recompensa se redujo a la mitad nuevamente a 6.25 BTC. En el momento de escribir este artículo, la recompensa por completar un bloque es de 12,5 Bitcoin. En noviembre de 2019, el precio de Bitcoin era de aproximadamente $ 9,300 por bitcoin, lo que significa que ganarías $ 116,250 (12.5 x 9.300) por completar un bloque. No es un mal incentivo para resolver ese complejo problema de hash detallado anteriormente, podría parecer. .

Recompensas de minería de Bitcoins

Si deseas realizar un seguimiento preciso de cuándo ocurrirán estas reducciones a la mitad, puedes consultar el Reloj Bitcoin, que actualiza esta información en tiempo real. Curiosamente, el precio de mercado de bitcoin, a lo largo de su historia, ha tendido a corresponder estrechamente al costo marginal de extraer un bitcoin.

Si estás interesado en ver cuántos bloques se han extraído hasta el momento, hay varios sitios, incluido Blockchain.info, que te brindarán esa información en tiempo real.

«¿Cómo decido si la minería bitcoins será rentable para mí?»

Los mineros no solo tienen que tener en cuenta los costos asociados con los costosos equipos necesarios para tener la oportunidad de resolver un problema de hash. También deben considerar la cantidad significativa de equipos de minería de energía eléctrica que utilizan para generar grandes cantidades de nonces en busca de la solución. En total, la minería de bitcoins no es rentable para la mayoría de los mineros individuales al momento de escribir este artículo. El sitio Cryptocompare ofrece una útil calculadora que te permite ingresar números como tu velocidad hash y costos de electricidad para estimar los costos y beneficios.

Con información de Investopedia.

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