¿Qué es la minería de criptomonedas?

La minería solía referirse a los metales preciosos, pero ha adquirido un nuevo significado. En este artículo, aprenda sobre la minería de criptomonedas y cómo funciona.

Principales conclusiones:

• La minería, en el léxico de las criptomonedas, es el proceso de verificar transacciones en una cadena de bloques utilizando equipos informáticos, mientras se gana criptomoneda a cambio.

• La minería se realiza utilizando la Unidad Central de Procesamiento (CPU) de un ordenador, una tarjeta gráfica o Unidad de Procesamiento Gráfico (GPU), o un equipo especializado denominado Circuito Integrado de Aplicación Específica (ASIC).

• La minería de criptomonedas consiste en realizar complejas operaciones aritméticas y criptográficas para validar transacciones utilizando un algoritmo específico. En muchos casos, los mineros unen sus fuerzas en pools de minería.

• Los factores que influyen en la rentabilidad de la minería son, entre otros, los algoritmos, las tasas de dificultad, los hashrates y las tasas de recompensa.

¿Cómo funcionan las criptomonedas?

Para entender la minería de criptomonedas, primero debemos entender las cadenas de bloques. Las cadenas de bloques de criptomonedas funcionan manteniendo un registro público descentralizado de bloques encadenados (de ahí el nombre de “cadena de bloques”). Estos bloques incluyen transacciones validadas y verificadas que se han añadido a la cadena de bloques y firmado criptográficamente para evitar manipulaciones, fraudes o transacciones no autorizadas. Cada transacción añadida debe ser validada de una de las diversas formas para garantizar la integridad de toda la cadena de bloques.

El sistema que garantiza esto se denomina mecanismo de consenso. Tres ejemplos de diferentes mecanismos de consenso son Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS) y Proof of Authority (PoA). Los mineros minan en redes PoW.

¿Qué es la minería de criptomonedas?

Aunque esto pueda parecer relativamente fácil, lo difícil está por llegar. El objetivo de los mineros es encontrar el siguiente bloque de una cadena de bloques descubriendo el hash objetivo mediante un algoritmo de hash específico.

Cada red PoW de criptomoneda utiliza un algoritmo hash específico. Para simplificarlo se utiliza una función hash, un método irreversible de cifrado. Piense en hacer patatas fritas: No son difíciles de hacer, pero es imposible convertirlas en patatas. Del mismo modo, un texto cifrado con hash no se puede revertir al texto en claro, pero todos los posibles textos en claro se pueden poner en una secuencia para ver si producen el mismo texto cifrado.

Los mineros de criptomonedas realizan estas laboriosas ecuaciones matemáticas utilizando sus equipos de minería para intentar “romper” el hash y minar el siguiente bloque. Suele haber una recompensa por bloque, a menudo en forma de alguna de las monedas nativas de la red (por ejemplo, los mineros de Bitcoin recibirían una recompensa por bloque de bitcoins, o tokens BTC).

Todo sobre hash, hashrate y algoritmos

Romper el hash consiste en intentar obtener un número hexadecimal de 64 dígitos (un hash) que sea menor o igual que el hash objetivo. El primer minero que descubra la solución a dicho hash puzzle es el que se lleva las recompensas del bloque. Sin embargo, a medida que aumenta la potencia de hashing total, disminuye la probabilidad de que cada minero encuentre el hash: La potencia de hashing aumenta cuando más mineros se unen a la red y/o el equipo de minería evoluciona.

Además de las recompensas por bloque, los mineros también tienen derecho a voto en relación con los cambios en la red y las mejoras de las blockchains en las que minan. Esto significa que los mineros tienen cierto grado de influencia sobre dichas blockchains y su futuro desarrollo. El poder de voto es proporcional al poder hash de un minero, lo que significa que cuanto mayor sea el poder hash de un minero, más peso tendrá su voto.

Una vez que el bloque es minado por uno de los mineros y hay consenso en la red, el bloque se empaqueta e incluye las transacciones pendientes actuales del mempool (el registro de transacciones pendientes distribuido). El proceso continúa para el bloque siguiente.

Los mineros son la columna vertebral de cualquier red PoW, manteniéndola segura y en funcionamiento mientras mantienen colectivamente el libro de transacciones (el blockchain) y verifican todas las transacciones adicionales. El nombre Prueba de Trabajo se refiere a que los mineros demuestran que han “trabajado” para ganar su recompensa ejecutando las funciones criptográficas necesarias para resolver los problemas matemáticos.

Dificultad de la minería de criptomonedas

A medida que aumentan el número y la capacidad de procesamiento de los mineros de una red específica, también aumenta la dificultad de minería de la red. En algunos casos, la recompensa por bloque puede disminuir con el tiempo, como en el caso de la reducción a la mitad de Bitcoin, que se produce en determinados periodos de tiempo.

Esto es importante para equilibrar la oferta y la demanda de energía minera frente a las recompensas y mantener la viabilidad de las redes. Si no se recompensa la minería, es probable que menos mineros trabajen en la red, lo que podría amenazar su viabilidad. Si hay demasiados mineros, la dificultad aumentaría para ajustarse al aumento de la oferta, y así sucesivamente.

Tres tipos de minería de criptomonedas

A lo largo de los años, a medida que las cadenas de bloques han evolucionado, los equipos de minería también lo han hecho. Los equipos de minería pueden utilizar cualquiera de los siguientes elementos:

• Unidad Central de Proceso (CPU)

• Unidad de procesamiento gráfico (GPU)

• Circuito integrado de aplicación específica (ASIC)

Unidad Central de Proceso (CPU) Minería

En la minería de unidad central de procesamiento (CPU), los mineros suelen utilizar un ordenador estándar y un software de minería que utiliza la CPU del ordenador para minar la blockchain. Normalmente, cuanto mayor es la dificultad de una red, más potencia de CPU se necesita, lo que a su vez requiere un ordenador de gama más alta -y más consumo de energía- en el proceso.

Bitcoin comenzó inicialmente con la minería de CPU. Sin embargo, a medida que aumentaba la dificultad de la minería y surgían más blockchains que utilizaban diferentes algoritmos hash de distintas dificultades, se hacía necesaria una mayor potencia de procesamiento.

Unidad de procesamiento gráfico (GPU) Minería

Las unidades de procesamiento gráfico (GPU) son tarjetas gráficas dedicadas que se encuentran en la mayoría de los ordenadores; se utilizan para renderizar gráficos en vídeos, juegos y modelos 3D. El renderizado de gráficos complejos suele implicar muchas más operaciones matemáticas que la mayoría de las aplicaciones informáticas estándar.

Los desarrolladores de blockchain se sintieron atraídos por la capacidad de las GPU para realizar operaciones matemáticas más complejas en paralelo con mayor eficiencia energética y de tiempo en comparación con las CPU.

La generalización de la minería en la GPU puso fin a la minería en la CPU para la mayoría de las cadenas de bloques, salvo en algunos casos especiales que se han adaptado a algoritmos resistentes a la GPU para evitar por completo la minería en la GPU.

La minería por GPU prevaleció en las blockchains durante muchos años, pero no fue el final de la “carrera armamentística” de la minería.

Minería de circuitos integrados para aplicaciones específicas (ASIC)

Muchos mineros recurrieron a los Circuitos Integrados de Aplicación Específica (ASIC), que son circuitos integrados (o chips) diseñados y personalizados para realizar una función específica. En otras palabras, es un hardware diseñado desde cero para realizar operaciones muy específicas. Por el contrario, las CPU y las GPU son chips de uso general que pueden utilizarse para multitud de propósitos.

Dado que los ASIC pueden diseñarse con una función específica en mente (por ejemplo, minar una moneda concreta utilizando un algoritmo hash específico), les confiere una ventaja de eficiencia tanto en la potencia de procesamiento (hashrate) como en la eficiencia energética en comparación con las CPU y las GPU.

Varias empresas desarrollaron ASIC para blockchains específicos. Y, como era de esperar, una vez que los ASIC se volvieron prolíficos para minar una blockchain específica, la minería de CPU y GPU se volvió económicamente inviable, prácticamente dejando de existir. Sin embargo, algunas redes introdujeron cambios para resistirse a los ASIC y evitar que las granjas de mineros de ASIC industriales se apoderaran de la red, manteniendo la minería sólo posible con equipos CPU/GPU estándar.

Sin embargo, el principal inconveniente de los ASIC es su inflexibilidad, ya que están diseñados como hardware muy específico. Cualquier cambio en el algoritmo o la estructura de una red podría dejar obsoletos los ASIC, a diferencia de lo que ocurre con la minería en CPU y GPU, donde una actualización del software se adaptaría a esos cambios.

Además, a medida que los ASIC evolucionan, los de nueva generación ofrecen mayores tasas de hashrates consumiendo la misma cantidad de energía que sus predecesores, lo que hace que los ASIC más antiguos se queden rápidamente obsoletos.

Cómo funcionan los pools y las explotaciones mineras

Como ya hemos señalado, la minería es una actividad que consume muchos recursos y que suele requerir equipos caros, un elevado consumo de energía y perspicacia técnica.

A medida que las cadenas de bloques han evolucionado, la minería se ha vuelto más difícil. A medida que más mineros se han unido a las redes, la probabilidad de que un minero encuentre un bloque por sí solo se ha vuelto estadísticamente casi imposible.

De ahí nació la idea de los pools de minería, en los que grupos de mineros se unen a un pool y dividen el trabajo necesario entre ellos, compartiendo las recompensas independientemente de qué minero individual del pool encuentre un bloque.

Piense en esto como si un grupo realizara una búsqueda del tesoro en una zona amplia. El líder del grupo divide toda la zona en sectores, dando a cada miembro varios sectores en los que buscar el tesoro. Finalmente, si uno de los miembros encuentra el tesoro, éste pertenece al grupo y se reparte entre ellos.

Por supuesto, no hay garantía de que este grupo encuentre el tesoro el primero, ya que también se formarían otros grupos competidores. Estadísticamente hablando, si hay 10.000 buscadores de tesoros y cada uno busca individualmente, la probabilidad de cada buscador es de 1 entre 10.000; mientras que si se forman 100 grupos, cada uno con 100 miembros, entonces cada grupo tiene una probabilidad de 1 entre 100 de encontrar el tesoro, que luego se reparte entre los miembros del grupo.

Con el tiempo, algunas empresas decidieron ir un paso más allá y crearon explotaciones mineras a escala industrial con cientos, a veces miles, de plataformas mineras funcionando en el mismo lugar. Sin embargo, esta práctica ha suscitado preocupación por la centralización de las cadenas de bloques, ya que los hashrates pueden consolidarse en determinados países con grandes explotaciones mineras.

¿Merece la pena la minería de criptomonedas?

La pregunta que se hace todo aspirante a minero es: ¿Merece la pena? La economía de la minería implica -entre otros factores- los siguientes a tener en cuenta:

Retorno de la inversión (ROI)

¿Cuánto tiempo se tardaría en recuperar los gastos de capital iniciales, como el coste del equipo minero necesario (especialmente si ese equipo no puede reutilizarse)? Mientras que las GPU pueden reutilizarse para juegos, diseño 3D y otras muchas aplicaciones, los ASIC no son tan flexibles.

Además, ¿cuál es el riesgo de que los equipos queden obsoletos antes de que se recupere la inversión inicial o el coste inicial?

Costes de la electricidad

Los precios de la energía varían mucho según la ubicación y el acceso a fuentes gratuitas, como los paneles solares. Además, los equipos de minería pueden tener una eficiencia energética variable, que se mide por la unidad de hashrate por unidad de energía (por ejemplo, terahash por vatio/hora). Algunas explotaciones mineras comerciales están situadas más cerca de fuentes de energía (centrales eléctricas), donde pueden beneficiarse del exceso de energía generada.

Dificultad minera

¿La blockchain deseada para minar tiene una dificultad variable que se ajusta automáticamente? ¿Con qué frecuencia se ajusta: sobre la marcha en función de la disponibilidad de hashrate, o en fechas concretas (por ejemplo, en una fecha futura concreta, se espera que la dificultad se duplique)?

Tasas de recompensa

¿Cuál es la tasa de recompensa? ¿Cuánto se espera ganar por hashrate (y, en consecuencia, por unidades de energía gastadas)? ¿Se espera que la tasa de recompensa baje pronto?

Flexibilidad/Versatilidad

¿Puede utilizarse la misma configuración para minar varias cadenas de bloques? Esto sólo es posible cuando las cadenas de bloques comparten el mismo algoritmo hash. ¿Se espera que la cadena de bloques abandone PoW para adoptar otra alternativa (como la “fusión” de Ethereum con PoS)? Esto puede significar el fin de la minería en esa blockchain.

Otros factores

El capital minero (equipos) y los gastos de explotación (facturas de energía) suelen pagarse en fiat, mientras que las recompensas suelen pagarse en criptomoneda, que está sujeta a las condiciones y fluctuaciones del mercado de criptomonedas.

Palabras finales – ¿Merece la pena minar Bitcoin?

Los mineros de criptomonedas desempeñan un papel crucial e indispensable en el funcionamiento de las cadenas de bloques PoW, la validación de transacciones y la seguridad de las redes. La minería ha evolucionado a lo largo de los años en términos de equipamiento, dificultad, recompensas y técnicas, incluido el uso de pools de minería. Cada vez que alguien envía una transacción en una red PoW (como Bitcoin), un minero entre bastidores tiene su equipo trabajando duro para validar e incluir la transacción correspondiente en el siguiente bloque.

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