La minería de criptomonedas es un aspecto crítico de las operaciones de criptomonedas, ya que genera nuevas monedas, verifica transacciones y agrega nuevos bloques al libro de contabilidad de la cadena de bloques a través de una red de nodos o validadores descentralizados que utilizan un algoritmo de consenso. Estas redes de nodos confirman y registran transacciones que esperan ser incluidas en la base de datos de la cadena de bloques.

Debido a la creciente dificultad para minar bloques (es decir, Proof of Work, PoW) y la enorme demanda de potencia informática más allá de la capacidad del individuo; Las empresas y los grupos están reuniendo recursos para crear "pools de minería" para abordar directamente la creciente sofisticación de la minería de criptomonedas. Sin embargo, este no es el caso de Proof of Work, (PoS), que requiere que los propietarios de monedas apuesten sus monedas para convertirse en validadores. Sin embargo, la minería de criptomonedas tiene esencialmente dos funciones; generar nuevas monedas y validar/agregar nuevos bloques de transacción en la cadena de bloques.

En gran medida, la seguridad de una cadena de bloques depende de las actividades de minería. Por lo tanto, los mineros en PoW despliegan computadoras altamente especializadas con un suministro constante de electricidad, y los validadores en PoS apuestan una cierta cantidad de criptomoneda para confirmar transacciones y mantener la seguridad de la cadena de bloques y su naturaleza descentralizada.

En este artículo, se discutirá el concepto de minería de cripto con un enfoque especial en los dos algoritmos de consenso más populares: Prueba de Trabajo (PoW) y Prueba de Participación (PoS).

Un estudio de la Minería Cripto: Enfoque especial en la Minería de Bitcoin

En las primeras etapas, la minería de Bitcoin era realizada por individuos que utilizaban computadoras personales para procesar y validar transacciones en la cadena de bloques, pero con el paso de los años, el costo y la sofisticación de todo el proceso aumentaron, por lo que se requiere que empresas y grupos de minería continúen con la operación.

Estas empresas especializadas o grupos intentan resolver los cálculos matemáticos complejos necesarios para validar transacciones de cripto y agregar bloques a la base de datos de la cadena de bloques. Y como recompensa por el trabajo realizado, estas computadoras reciben una cantidad predeterminada de la nueva moneda acuñada. Esta recompensa ha sido programada para reducirse a la mitad una vez cada cuatro años del ciclo de vida de la prueba de trabajo (PoW) de la cadena de bloques, como Bitcoin y Litecoin. Vamos a hablar brevemente sobre la reducción a la mitad de las recompensas por bloque, utilizando Bitcoin como ejemplo.

Bitcoin Halving

La reducción sistemática en el costo total de la minería de un bloque de Bitcoin una vez cada cuatro años del ciclo de vida del blockchain es conocida como 'halving' de Bitcoin. En otras palabras, es la mitad de la recompensa que reciben los mineros por verificar transacciones y por generar un bloque de Bitcoin.

Por ejemplo, Bitcoin (BTC) y Litecoin (LTC) experimentan minería de bloques a la mitad una vez cada cuatro años. Bitcoin presenció su primer evento de minería a la mitad el 28 de noviembre de 2012, en una altura de bloque de 210,000, con las recompensas de los mineros cayendo a 25 BTC desde 50 BTC. Después del segundo evento de minería a la mitad, el 9 de julio de 2016, en una altura de bloque de 420,000, la recompensa por bloque cayó a 12.5 BTC desde 25 BTC a medida que aumentaba la dificultad de minería, así como un aumento en el número de mineros.

El tercer y más reciente halving de Bitcoin fue el 11 de mayo de 2020, en una altura de bloque de 630,000 que resulta en una disminución en la recompensa de bloque a 6.25 BTC. El próximo halving de Bitcoin esperado es en 2024 y la cuenta regresiva ya ha comenzado.

La razón principal del halving de Bitcoin es aumentar su estabilidad en el mercado, luchar contra la inflación y fortalecer su valor de mercado como moneda deflacionaria. La inflación siempre ha sido un gran problema en la industria financiera y el objetivo de Bitcoin es abordar directamente los eventos negativos de 2008 (es decir, la recesión global). La mayoría de los mecanismos de consenso de prueba de trabajo (PoW) llevan a cabo el halving de la recompensa del bloque, al igual que Bitcoin. Echemos un vistazo rápido al Halving de Litecoin.

Litecoin Halving

Litecoin está entre las principales criptomonedas de la industria y fue lanzada en 2011 para proporcionar una alternativa adecuada a Bitcoin. Litecoin ha experimentado dos reducciones a la mitad de la recompensa por bloque. La primera fue el 25 de agosto de 2015, en un número de bloque de 840,000, con la recompensa por bloque cayendo a 25 LTC desde 50 LTC. La segunda ocurrió el 5 de agosto de 2019, en un número de bloque de 1,680,000, con una recompensa por bloque actual de 12.5 LTC que se reducirá a 6.25 LTC en la próxima reducción a la mitad de Litecoin, programada para el 3 de agosto de 2023. Este evento de reducción a la mitad ha reducido en dos ocasiones las recompensas totales de los mineros.

La reducción a la mitad de Litecoin reduce la inflación a la mitad de la tasa inicial, aumentando así el valor y el poder adquisitivo de la moneda. La tasa de inflación de Litecoin por año es del 3.72% después del evento de reducción a la mitad de 2019. Se espera que caiga al 1.80% por año en el próximo evento de reducción a la mitad del bloque. Se espera que el precio de la moneda aumente en la próxima reducción a la mitad si la demanda de la moneda aumenta.

Algoritmos de consenso: Prueba de trabajo (PoW) y Prueba de participación (PoS)

La tecnología de la cadena de bloques es un sistema descentralizado y utiliza algoritmos de consenso para generar monedas, validar transacciones y permitir la adición de bloques de transacciones a la cadena de bloques.

El algoritmo de consenso es muy importante para el mantenimiento y la seguridad de la cadena de bloques, ya que evita incidencias de doble gasto y valida transacciones ilegales. Cada bloque verificado de transacciones se sella con un hash criptográfico al ser añadido a la cadena de bloques.

Así, en términos simples, un algoritmo de consenso es un proceso en el que una red descentralizada de computadoras o nodos llega a un acuerdo sobre un valor de datos o estado de red. Por lo general, requieren al menos el 51% de los nodos para aceptar un valor de datos. Por lo tanto, permite el acuerdo entre computadoras descentralizadas en una red distribuida de pares, asegurando el mantenimiento y la seguridad del sistema, así como los registros de datos. Básicamente, los algoritmos de consenso reemplazan la necesidad de una entidad centralizada o tercera parte.

Además, los algoritmos de consenso se utilizan ampliamente en la tecnología blockchain y también en varios sectores como la gestión de la cadena de suministro, las redes eléctricas inteligentes, el control de vehículos aéreos no tripulados como drones, etc. En esta sección, analizaremos el mecanismo de consenso líder en la tecnología blockchain, que es el algoritmo de Prueba de Trabajo (PoW), y los algoritmos de Prueba de Participación (PoS).

Prueba de trabajo (PoW)

El algoritmo de consenso de Prueba de Trabajo es el primer sistema de acuerdo entre nodos utilizado en la cadena de bloques, y es sinónimo de la cadena de bloques de Bitcoin, aunque otras cadenas de bloques utilizan PoW, como Litecoin.

El algoritmo de consenso de PoW implica una red descentralizada de computadoras y nodos que compiten para resolver un rompecabezas o una ecuación matemática compleja encontrando un hash criptográfico de un bloque en particular. El nodo participante intenta resolver el rompecabezas adivinando aleatoriamente diferentes valores de nonce que coincidan con la dificultad. El nodo que resuelve con éxito el rompecabezas recibe una recompensa, generalmente en criptomoneda.

Además, los datos de transacción y el valor de nonce se introducen en una función hash mientras que la solución correspondiente o la salida de hash (hash criptográfico) deben coincidir con la dificultad. Por lo tanto, la red de nodos utiliza una alta potencia computacional para resolver el problema, produciendo así un hash criptográfico que coincide con la dificultad, de ahí el motivo del término "trabajo".

Bitcoin utiliza la función hash SHA-256 para resolver acertijos criptográficos.

El algoritmo de PoW es considerado "ineficiente" y muy costoso de operar porque consume una gran cantidad de electricidad en potencia computacional y lleva mucho tiempo (10 minutos) en minar con éxito un Bitcoin o agregar un bloque de transacción a la cadena de bloques. Esto es visto por muchos como un gran revés y los ambientalistas han criticado frecuentemente la minería de Bitcoin por el impacto ambiental adverso y el clima global. Esto ha llevado a una prohibición total de la minería de Bitcoin en algunos países, como China, Bolivia, Bangladesh, Qatar y Marruecos.

Sin embargo, la reciente innovación tecnológica, y siguiendo la primera ley de la termodinámica, que la energía no puede ser creada ni destruida, pero puede ser convertida de una forma a otra, observa un creciente número de empresas que producen dispositivos que pueden convertir la enorme energía de la minería en calor para nuestros hogares y edificios durante el invierno.

Prueba de participación (PoS)

La alta potencia computacional de PoW necesaria para resolver acertijos matemáticos complejos, y la cantidad de tiempo invertido en descubrir el hash criptográfico, dio lugar a una alternativa cercana: Proof of Stake (PoS). El algoritmo de consenso PoS no requiere recursos computacionales (equipo especializado y electricidad) para minar bloques. En cambio, los propietarios de la criptomoneda pueden apostar sus monedas para participar en la sincronización de datos, validar transacciones y agregar bloques a la cadena de bloques. Además, los grupos de apuesta permiten a los pequeños titulares de monedas apostar/bloquear sus monedas en un grupo para tener la oportunidad de ganar la tarifa de transacción.

Básicamente, los propietarios de monedas bloquean un porcentaje de sus criptomonedas en una billetera y luego configuran un nodo validador único. El protocolo de criptomonedas seleccionará aleatoriamente un validador para confirmar transacciones y validar bloques. La elección de un nodo validador depende de la cantidad de monedas apostadas y la duración de la moneda apostada. Los bloques son validados por más de un validador y son recompensados con una tarifa de transacción. Los validadores deben confirmar y agregar bloques precisos a la cadena de bloques para evitar perder una parte de su apuesta o incluso la apuesta completa.

El PoS consume menos cantidad de electricidad (energía), por lo tanto, es respetuoso con el medio ambiente y más barato de operar, en comparación con PoW. La principal desventaja es que se cree que PoS ofrece menos seguridad que PoW, ya que el validador con la mayor cantidad de monedas en juego controla inevitablemente qué transacción se aprueba y se agrega al blockchain. Esto va en contra de la característica de descentralización del blockchain.

Ethereum inicialmente utilizó el algoritmo PoW para validar transacciones, pero recientemente pasó a PoS con el objetivo de reducir el consumo excesivo de electricidad y el tiempo necesario para minar un bloque. Así, bajo el algoritmo PoS, Ethereum 2.0 requiere que los propietarios de monedas apuesten 32 ETH para ser seleccionados como validadores.

¿Cómo funciona la minería: Un enfoque especial en el algoritmo de Prueba de Trabajo de Bitcoin

Durante la minería de Bitcoin, los mineros validan transacciones resolviendo o hasheando un conjunto de ecuaciones matemáticas o algoritmos relacionados con transacciones mediante el uso de computadoras complejas y grandes cantidades de electricidad. Estas transacciones se registran en un bloque, con cada bloque teniendo un hash único vinculado al siguiente bloque a través de una técnica criptográfica. La alteración del hash de un bloque en particular altera inadvertidamente el hash de los bloques subsiguientes, lo que hace que toda la red blockchain sea inválida.

NB: El Hash del Bloque es una cadena alfanumérica de letras y números que oculta los datos de transacción y la identidad del usuario, generada utilizando una función hash; Bitcoin utiliza SHA-256.

La creciente dificultad en la minería de cripto es resultado del desafiante proceso de hashar un bloque, lo que significa que se requiere una gran cantidad de recursos informáticos para resolver estos cálculos matemáticos de criptografía y descubrir una transacción o hash de bloque.

Los equipos necesarios para minar Bitcoin incluyen:

• Dispositivo de hardware especializado:Estos son dispositivos específicamente construidos para la minería de criptomonedas, como la Unidad de Procesamiento de Gráficos (GPU), SSD para la minería de criptomonedas, Circuitos Integrados Específicos de Aplicación (ASIC) y los chips de Matriz de Puertas Programable en Campo (FPGA) recientemente lanzados.

  Estos equipos realizan tipos específicos de operaciones computacionales requeridas para la minería. Esto difiere del uso de computadoras caseras ordinarias y tarjetas de procesamiento gráfico de consumo.

Es pertinente señalar que este hardware no es adecuado para el entorno doméstico porque consume una gran cantidad de electricidad. Son muy ruidosos y liberan una gran cantidad de energía en el entorno.

• Aplicaciones de software:Estas son aplicaciones de software especializadas que se ejecutan en computadoras y son rápidas para llevar a cabo actividades de minería. Verifican y registran transacciones en un bloque que se envían a la red de nodos/mineros para su confirmación antes de ser agregadas a la cadena de bloques. El software necesario para ser utilizado es ECOS, BeMine, Kryptex Miner Awesome Miner, Easy Miner y Pionex. Además, este software calcula la recompensa de minería y la transfiere a la misma a tu dirección de billetera.
• Suministro de Electricidad: La minería de cripto requiere un suministro constante de electricidad para alimentar las computadoras involucradas. Por lo tanto, para vencer los costos energéticos, los mineros suelen ubicar las granjas mineras cerca de las plantas de energía, etc.

Sin embargo, el conocimiento técnico es muy importante para instalar varios equipos y verificar su rendimiento óptimo.

Factores que afectan la minería de cripto

• Costo de la electricidad: Este es un problema importante en la minería de criptomonedas. El alto costo de la electricidad necesaria para alimentar el hardware en su mayoría reduce las ganancias de los mineros. La minería de criptomonedas requiere enormes cantidades de electricidad.
• Alto costo de Hardware: La mayoría de los dispositivos de minería, como los ASIC, son muy caros, lo que desanima a los mineros minoristas a dedicarse a la minería cripto.
• La creciente dificultad en la minería: A medida que la tecnología blockchain presencia una mayor adopción, también lo hace la demanda de criptomonedas y otros activos digitales. En este momento, la criptomoneda está ganando una popularidad generalizada, con un aumento en la demanda de moneda digital. Con este aumento, los mineros compiten por minar más criptomonedas, lo que resulta en una mayor dificultad de minería.
• Disminución de las recompensas de los mineros: Con la creciente competencia minera y la dificultad de los bloques, se produce una reducción sistemática en las recompensas de los mineros.

Riesgos asociados con la Minería Cripto

Un desafío común que enfrentan la mayoría es un gasto operativo, especialmente el costo de proporcionar electricidad constante. Esto solo ha desanimado en gran medida a los mineros minoristas. El costo en algunos países es muy caro, por lo tanto, los mineros de Cripto corren el riesgo de no obtener ganancias, ya que su costo operativo está muy por encima de los rendimientos de la inversión.

Una posible salida es citar granjas mineras cerca de centrales eléctricas o dentro de un asentamiento industrial, y aprovechar su enorme fuente de energía.

Además, el costo de adquirir equipos modernos (ASIC) es enorme y limita aún más la clase de personas que se dedican a la minería de Bitcoin. Esto no significa que no puedas minar Bitcoin con tu PC, pero para tener una ventaja competitiva en la obtención de recompensas de bloque necesitas tener un ASIC, un dispositivo específicamente diseñado para la minería de criptomonedas.

Con la creación de pools de minería y granjas mineras, los mineros minoristas pueden proporcionar un porcentaje de su potencia informática o equipo de minería y ganar una proporción de la recompensa por bloque del pool de minería.

Además, la mayoría de estos dispositivos de minería causan seria contaminación ambiental como ruido y emiten grandes cantidades de calor al medio ambiente, lo que lleva al calentamiento global. Una solución es canalizar esta útil energía térmica para calentar hogares, oficinas y edificios durante el invierno.

Conclusión

La minería de criptomonedas es una empresa que vale la pena, ya que contribuye en gran medida al mantenimiento y seguridad de la cadena de bloques, y también verifica y registra transacciones en el libro mayor de la cadena de bloques. Los mineros obtienen recompensas por bloque en PoW, mientras que los validadores cobran tarifas de transacción en PoS.

Es conveniente entender los pros y los contras de la operación de la minería de cripto y el retorno de la inversión. Para maximizar ganancias en PoW, los mineros necesitan un equipo superior, un suministro de electricidad barato y conocimientos técnicos, mientras que en PoS, los validadores necesitan apostar grandes sumas de monedas para tener una ventaja competitiva de convertirse en un validador.