Como funciona a mineração de Bitcoin?

¿Qué es Bitcoin Mining?


La minería de criptomonedas es laboriosa, costosa y solo esporádicamente gratificante. No obstante, la minería tiene un atractivo magnético para muchos inversores interesados en las criptomonedas debido al hecho de que los mineros son recompensados por su trabajo con tokens criptográficos. Esto puede deberse a que los emprendedores ven la minería como centavos del cielo, como los buscadores de oro de California en 1849. Y si está inclinado a la tecnología, ¿por qué no hacerlo?
Sin embargo, antes de invertir el tiempo y el equipo, lea esta explicación para ver si la minería es realmente para usted. Nos centraremos principalmente en Bitcoin (en todo momento, usaremos "Bitcoin" cuando nos referimos a la red o la criptomoneda como concepto, y "bitcoin" cuando nos referimos a una cantidad de tokens individuales).
El principal atractivo para muchos mineros de Bitcoin es la posibilidad de ser recompensados con valiosos tokens de Bitcoin. Dicho esto, ciertamente no tienes que ser un minero para poseer tokens de criptomonedas. También puede comprar criptomonedas utilizando moneda fiduciaria; puede intercambiarlo en un intercambio como Bitstamp usando otra criptografía (por ejemplo, usando Ethereum o NEO para comprar bitcoin); incluso puede ganarlo jugando videojuegos o publicando publicaciones de blog en plataformas que pagan a los usuarios en criptomonedas. Un ejemplo de este último es Steemit, que es algo así como Medium, excepto que los usuarios pueden recompensar a los blogueros pagándoles en una criptomoneda patentada llamada STEEM. STEEM puede cambiarse en otro lugar por bitcoins.

La recompensa de bitcoin que reciben los mineros es un incentivo que motiva a las personas a ayudar en el propósito principal de la minería: apoyar, legitimar y monitorear la red Bitcoin y su blockchain. Debido a que estas responsabilidades se reparten entre muchos usuarios de todo el mundo, se dice que bitcoin es una criptomoneda "descentralizada", o una que no depende de un banco central o gobierno para supervisar su regulación.
Conclusiones clave
• Mediante la minería, puede ganar criptomonedas sin tener que depositar dinero por ellas.
• Los mineros de Bitcoin reciben bitcoins como recompensa por completar "bloques" de transacciones verificadas que se agregan a la cadena de bloques.
• Las recompensas mineras se pagan al minero que descubre primero una solución a un complejo rompecabezas de hash, y la probabilidad de que un participante sea el que descubra la solución está relacionada con la parte de la potencia minera total en la red.
• El doble gasto es un fenómeno en el que un usuario de bitcoins gasta ilícitamente los mismos tokens dos veces.
• Necesita una GPU (unidad de procesamiento de gráficos) o un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC) para configurar una plataforma de minería.
Lo que hacen realmente los mineros de monedas
A los mineros se les paga por su trabajo como auditores. Están haciendo el trabajo de verificar las transacciones anteriores de bitcoins. Esta convención tiene como objetivo mantener a los usuarios de Bitcoin honestos y fue concebida por el fundador de Bitcoin, Satoshi Nakamoto. Al verificar las transacciones, los mineros están ayudando a prevenir el "problema del doble gasto".
El doble gasto es un escenario en el que el propietario de un bitcoin gasta ilícitamente el mismo bitcoin dos veces. Con la moneda física, esto no es un problema: una vez que le entregas a alguien un billete de $ 20 para comprar una botella de vodka, ya no lo tienes, por lo que no hay peligro de que puedas usar ese mismo billete de $ 20 para comprar boletos de lotería al lado. Sin embargo, con la moneda digital, como explica el diccionario de Investopedia, "existe el riesgo de que el titular pueda hacer una copia del token digital y enviarla a un comerciante u otra parte conservando el original".
Digamos que tiene un billete legítimo de $ 20 y una falsificación de esos mismos $ 20. Si intentara gastar tanto la factura real como la falsa, alguien que se tomara la molestia de mirar los números de serie de las dos facturas vería que eran el mismo número y, por lo tanto, uno de ellos tenía que ser falso. Lo que hace un minero de bitcoins es análogo a eso: verifican las transacciones para asegurarse de que los usuarios no hayan intentado de forma ilegítima gastar el mismo bitcoin dos veces. Esta no es una analogía perfecta; lo explicaremos con más detalle a continuación.
Una vez que un minero ha verificado 1 MB (megabyte) en transacciones de bitcoins, conocido como "bloque", ese minero es elegible para ser recompensado con una cantidad de bitcoins (más información sobre la recompensa de bitcoins a continuación también). El límite de 1 MB fue establecido por Satoshi Nakamoto, y es motivo de controversia, ya que algunos mineros creen que el tamaño del bloque debería aumentarse para acomodar más datos, lo que significaría efectivamente que la red bitcoin podría procesar y verificar transacciones más rápidamente.
Tenga en cuenta que la verificación de transacciones por valor de 1 MB hace que un minero de monedas sea elegible para ganar bitcoins; no todos los que verifican las transacciones recibirán el pago.
En teoría, 1 MB de transacciones puede ser tan pequeño como una transacción (aunque esto no es en absoluto común) o varios miles. Depende de la cantidad de datos que ocupen las transacciones.

"Entonces, después de todo ese trabajo de verificación de transacciones, ¿es posible que aún no obtenga bitcoins?"
Eso es correcto.
Para ganar bitcoins, debe cumplir con dos condiciones. Uno es cuestión de esfuerzo; uno es cuestión de suerte.
1) Debe verificar ~ 1 MB de transacciones. Esta es la parte facil.
2) Tienes que ser el primer minero en llegar a la respuesta correcta a un problema numérico. Este proceso también se conoce como prueba de trabajo.

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"¿Qué quieres decir con 'la respuesta correcta a un problema numérico'?"
La buena noticia: no se trata de matemáticas ni cálculos avanzados. Es posible que haya escuchado que los mineros están resolviendo problemas matemáticos difíciles; eso no es exactamente cierto. Lo que en realidad están haciendo es intentar ser el primer minero en obtener un número hexadecimal de 64 dígitos (un "hash") que sea menor o igual que el hash objetivo. Básicamente son conjeturas.
Las malas noticias: son conjeturas, pero con el número total de conjeturas posibles para cada uno de estos problemas del orden de billones, es un trabajo increíblemente arduo. Para resolver un problema primero, los mineros necesitan mucha potencia informática. Para minar con éxito, debe tener una alta "tasa de hash", que se mide en términos de megahashes por segundo (MH / s), gigahashes por segundo (GH / s) y terahashes por segundo (TH / s).
Eso es una gran cantidad de hashes.
Si desea estimar la cantidad de bitcoin que podría extraer con la tasa de hash de su plataforma de minería, el sitio Cryptocompare ofrece una calculadora útil.
Minería y circulación de Bitcoin
Además de llenar los bolsillos de los mineros y respaldar el ecosistema de bitcoin, la minería tiene otro propósito vital: es la única forma de poner en circulación nuevas criptomonedas. En otras palabras, los mineros básicamente están "acuñando" moneda. Por ejemplo, en noviembre de 2019, había alrededor de 18 millones de bitcoins en circulación.
1 Aparte de las monedas acuñadas a través del bloque génesis (el primer bloque, que fue creado por el fundador Satoshi Nakamoto), todos y cada uno de esos bitcoins llegaron en existir gracias a los mineros. En ausencia de mineros, Bitcoin como red seguiría existiendo y sería utilizable, pero nunca habría bitcoins adicionales. Eventualmente llegará un momento en que la minería de bitcoins terminará; según el Protocolo de Bitcoin, el número total de bitcoins tendrá un límite de 21 millones.
2 Sin embargo, debido a que la tasa de bitcoins "extraídos" se reduce con el tiempo, el bitcoin final no se distribuirá hasta alrededor del año 2140.
Aparte de la recompensa de bitcoin a corto plazo, ser un minero de monedas puede darle poder de "voto" cuando se proponen cambios en el protocolo de red de Bitcoin. En otras palabras, un minero exitoso influye en el proceso de toma de decisiones en asuntos como la bifurcación.
Cuánto gana un minero
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 BTC. En 2012, esto se redujo a la mitad a 25 BTC. Para 2016, esto se redujo a la mitad nuevamente al nivel actual de 12.5 BTC. El 11 de mayo de 2020, la recompensa se redujo a la mitad nuevamente a 6.25 BTC. En noviembre de 2019, el precio de Bitcoin era de aproximadamente $ 9,300 por bitcoin, lo que significa que ganaría $ 116,250 (12.5 x 9,300) por completar un bloque.3 No es un mal incentivo para resolver ese complejo problema de hash detallado anteriormente, podría parecer.

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Si desea realizar un seguimiento preciso de cuándo ocurrirán estas reducciones a la mitad, puede 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 está interesado en ver cuántos bloques se han extraído hasta el momento, hay varios sitios, que le brindarán esa información en tiempo real.

Equipo necesario para minar
Aunque al principio de la historia de bitcoin las personas pudieron competir por bloques con una computadora normal en casa, este ya no es el caso. La razón de esto es que la dificultad de extraer bitcoins cambia con el tiempo. Para garantizar el buen funcionamiento de la cadena de bloques y su capacidad para procesar y verificar la transacción, la red Bitcoin tiene como objetivo producir un bloque cada 10 minutos aproximadamente. Sin embargo, si hay un millón de plataformas mineras compitiendo para resolver el problema del hash, es probable que lleguen a una solución más rápido que un escenario en el que 10 plataformas mineras están trabajando en el mismo problema. Por esa razón, Bitcoin está diseñado para evaluar y ajustar la dificultad de minar cada 2,016 bloques, o aproximadamente cada dos semanas. Cuando hay más potencia de cálculo trabajando colectivamente para extraer bitcoins, el nivel de dificultad de la extracción aumenta para mantener la producción de bloques a un ritmo estable. Menos potencia informática significa que el nivel de dificultad disminuye. Para tener una idea de cuánta potencia informática está involucrada, cuando Bitcoin se lanzó en 2009, el nivel de dificultad inicial era uno. A noviembre de 2019, es más de 13 billones.

Todo esto es para decir que, para minar de manera competitiva, los mineros ahora deben invertir en equipos informáticos potentes como una GPU (unidad de procesamiento de gráficos) o, de manera más realista, un circuito integrado de aplicación específica (ASIC). Estos pueden costar desde $ 500 hasta decenas de miles. Algunos mineros, en particular los mineros de Ethereum, compran tarjetas gráficas individuales (GPU) como una forma económica de improvisar las operaciones mineras. La foto de abajo es una máquina minera casera improvisada. Las tarjetas gráficas son esos bloques rectangulares con círculos zumbantes. Tenga en cuenta las ataduras de sándwich que sujetan las tarjetas gráficas al poste de metal. Probablemente esta no sea la forma más eficiente de minar y, como puede adivinar, muchos mineros participan tanto por la diversión y el desafío como por el dinero.

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La versión "Explícalo como si tuviera cinco"
Los entresijos de la minería de bitcoins pueden ser difíciles de entender tal como están. Considere este ejemplo ilustrativo de cómo funciona el problema del hash: les digo a tres amigos que estoy pensando en un número entre uno y 100, y escribo ese número en una hoja de papel y lo sello en un sobre. Mis amigos no tienen que adivinar el número exacto; solo tienen 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 que obtienen.
Digamos que estoy pensando en el número 19. Si el amigo A adivina 21, pierde porque 21> 19. Si el amigo B adivina 16 y el amigo C adivina 12, entonces ambos, teóricamente, han llegado a respuestas viables, debido a que 16 <19 y 12 <19. No hay "crédito extra" para el amigo B, aunque la respuesta de B se acerca más a la respuesta objetivo de 19. Ahora imagina que hago la pregunta "adivina en qué número estoy pensando", pero no estoy preguntando solo tres amigos, y no estoy pensando en un número entre 1 y 100. Más bien, estoy preguntando a millones de mineros potenciales y estoy pensando en un número hexadecimal de 64 dígitos. Ahora verá que va a ser extremadamente difícil adivinar la respuesta correcta.
Si B y C responden simultáneamente, entonces la analogía ELI5 se rompe.

En términos de Bitcoin, las respuestas simultáneas ocurren con frecuencia, pero al final del día, solo puede haber una respuesta ganadora. Cuando se presentan múltiples respuestas simultáneas que son iguales o menores que el número objetivo, la red Bitcoin decidirá por mayoría simple (51%) a qué minero honrar. Normalmente, es el minero que ha realizado más trabajo, es decir, el que verifica más transacciones. El bloque perdedor se convierte en un "bloque huérfano". Los bloques huérfanos son aquellos que no se agregan a la cadena de bloques. Los mineros que resuelven con éxito el problema del hash pero que no han verificado la mayoría de las transacciones no son recompensados con bitcoin.

¿Qué es un "número hexadecimal de 64 dígitos"?

Bueno, aquí hay un ejemplo de tal número:
0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f96 7ac56e4df598ee
El número anterior tiene 64 dígitos. Bastante fácil de entender hasta ahora. Como probablemente haya notado, ese número consta no solo de números, sino también de letras del alfabeto.
¿Porqué 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 está extrayendo bitcoins, no necesita calcular el valor total de ese número de 64 dígitos (el hash). Repito: no es necesario calcular el valor total de un hash.

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Entonces, ¿qué tienen que ver los "números hexadecimales de 64 dígitos" con la minería de bitcoins?
¿Recuerda esa analogía ELI5, 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.
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 BTC.
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 ayudarlo a reunir toda esta información de un vistazo. Está 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 (más sobre los grupos de minería a continuación). Como puede ver aquí, su contribución a la comunidad de Bitcoin es que confirmaron 1768 transacciones para este bloque.

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