Cómo funciona la minería de Bitcoin

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Cuando se oye hablar de la minería de la moneda de oro, se prevé que las monedas sean sacadas de la tierra. Pero bitcoin no es físico, así que ¿por qué lo llamamos minería?

Porque es similar a la minería de oro en que las monedas de oro existen en el diseño del protocolo (tal como el oro existe bajo tierra), pero aún no han sido sacadas a la luz (tal como el oro no ha sido desenterrado). El protocolo de bitcoin estipula que en algún momento existirán 21 millones de bitcoins. Lo que hacen los mineros es llevarlos a la luz, unos pocos a la vez.

Consiguen hacer esto como una recompensa por crear bloques de transacciones validadas e incluirlas en la cadena de bloques.

Los nodos de la red de minería

Retrocediendo un poco, hablemos de los nodos. Un nodo es un ordenador potente que ejecuta el software bitcoin y ayuda a mantener la red de bitcoin en funcionamiento participando en el relé de información. Cualquiera puede ejecutar un nodo, sólo tiene que descargar el software bitcoin (gratuito) y dejar un determinado puerto abierto (el inconveniente es que consume energía y espacio de almacenamiento – la red en el momento de la escritura ocupa unos 145 GB). Los nodos esparcen transacciones bitcoin alrededor de la red. Un nodo enviará información a unos pocos nodos que conozca, quién transmitirá la información a los nodos que conozcan, etc. De esta forma, termina por desplazarse por toda la red con bastante rapidez.

Algunos nodos son nodos mineros (generalmente denominados mineros). Estas agrupan las operaciones pendientes en bloques y las suman a la cadena de bloques. ¿Cómo hacen esto? Resolviendo un algoritmo matemático complejo que forma parte del programa bitcoin, e incluyendo la respuesta en el bloque. El rompecabezas que necesita resolverse es encontrar un número que, cuando se combina con los datos del bloque y pasa a través de una función hash, produce un resultado que está dentro de un cierto rango. Esto es mucho más difícil de lo que parece.

(Para los amantes de la trivia, este número se llama nonce, que es una concatenación del número usado una vez. En el caso del bitcoin, el nonce es un entero entre 0 y 4,294,967,296.)

Resolviendo el algoritmo

¿Cómo encuentran este número? Adivinando al azar. La función hash hace imposible predecir cuál será la salida. Por lo tanto, los mineros adivinan el número misterioso y aplican la función hash a la combinación de ese número adivinado y los datos del bloque. El hash resultante debe comenzar con un número preestablecido de ceros. No hay manera de saber qué número funcionará, porque dos números enteros consecutivos darán resultados muy variables. Además, puede haber varios nonces que produzcan el resultado deseado, o puede no haber ninguno (en cuyo caso los mineros siguen intentando, pero con una configuración de bloque diferente).

El primer minero en obtener un hash resultante dentro del rango deseado anuncia su resultado al resto de la red. Todos los demás mineros inmediatamente dejan de trabajar en ese bloque y comienzan a tratar de averiguar el número misterioso para el siguiente. Como recompensa por su trabajo, el minero victorioso obtiene un nuevo bitcoin.

Economía

En el momento actual, la recompensa es de 12.5 bitcoins, que en el momento de la escritura vale casi $200,000 dólares.

Aunque no es un trato tan cómodo como parece. Hay muchos nodos mineros compitiendo por esa recompensa, y es cuestión de suerte y potencia computacional (cuantos más cálculos adivinatorios se puedan realizar, más afortunados podrán ser).

Además, los costos de ser un nodo minero son considerables, no sólo por el poderoso hardware necesario (si tienes un procesador más rápido que sus competidores, tienes una mejor oportunidad de encontrar el número correcto antes que ellos), sino también por las grandes cantidades de electricidad que consumen estos procesadores.

Y el número de bitcoins otorgados como recompensa por resolver el rompecabezas disminuirá. Ahora son 12.5, pero se reduce a la mitad cada cuatro años más o menos (la próxima se espera en 2020-21). El valor del bitcoin en relación con el coste de la electricidad y el hardware podría aumentar en los próximos años para compensar parcialmente esta reducción, pero no es seguro.

Dificultad

La dificultad del cálculo (el número requerido de ceros al principio de la cadena de hash) se ajusta con frecuencia, por lo que se tarda en promedio unos 10 minutos en procesar un bloque.

¿Por qué 10 minutos? Esa es la cantidad de tiempo que los desarrolladores de bitcoin piensan que es necesario para un flujo constante y decreciente de nuevas monedas hasta que se alcance el número máximo de 21 millones (previsto para algún tiempo en 2140).

Si has llegado tan lejos, ¡entonces felicidades! Todavía hay mucho más que explicar sobre el sistema, pero al menos ahora se tiene una idea del esquema general del genio de la programación y el concepto. Por primera vez contamos con un sistema que permite realizar cómodas transferencias digitales de forma descentralizada, sin confianza y a prueba de manipulaciones. Las repercusiones podrían ser enormes.

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