¿Qué es la minería de criptomonedas o criptominería y cómo funciona?
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¿Qué es la minería de criptomonedas o criptominería y cómo funciona?

¿Qué es la minería de criptomonedas o criptominería y cómo funciona?

Principiante
Publicación: Apr 13, 2023Actualización: Jun 8, 2023
11m

Resumen

  • La criptominería verifica y valida las transacciones de la blockchain. También se refiere al proceso de creación de nuevas unidades de criptomonedas.

  • Aunque el trabajo que realizan los mineros requiere recursos informáticos intensivos, es lo que ayuda a mantener segura una red blockchain.

¿Qué es la criptominería?

La criptominería garantiza la seguridad y descentralización de las criptomonedas, como Bitcoin, que se basan en el mecanismo de consenso Proof of Work (PoW). La minería es el proceso mediante el cual se verifican las transacciones y se agregan al ledger público de la blockchain. Como tal, la minería es un elemento fundamental que permite que Bitcoin funcione sin la necesidad de contar con una autoridad central.

Las operaciones de minería son también responsables de sumar monedas al suministro circulante existente. Sin embargo, la minería de criptomonedas sigue una serie de reglas de codificación fija que rigen el proceso de minería y evitan que alguien pueda crear arbitrariamente nuevas monedas. Estas reglas se integran a los protocolos de criptomonedas subyacentes y se aplican a toda la red de miles de nodos.

Para crear nuevas unidades de criptomonedas, los mineros usan su poder informático para resolver los acertijos criptográficos. El primer minero que resuelva el acertijo tiene el derecho de agregar un nuevo bloque de transacciones a la blockchain y propagarlo a la red.

¿Cómo funciona la minería de criptomonedas?

A medida que se realizan nuevas transacciones en la blockchain, estas se envían a un pool denominado memory pool. El trabajo de un minero es verificar la validez de estas transacciones pendientes, así como organizarlas en bloques.

Puedes imaginarte un bloque como una página del ledger de la blockchain, en la que una serie de transacciones se registran (junto con otros datos). De forma más específica, un nodo minero es responsable de recolectar transacciones no confirmadas del memory pool y reunirlas en un bloque candidato.

Después, el minero intentará convertir este bloque candidato en un bloque válido y confirmado. Para lograrlo, el minero debe resolver un problema matemático complejo que requiere muchos recursos informáticos. Sin embargo, por cada bloque minado correctamente, el minero recibe una recompensa del bloque que consiste en las criptomonedas recién creadas más las comisiones de transacción. Veamos cómo funciona.

Paso 1: Hashing de transacciones

El primer paso para minar un bloque es tomar transacciones pendientes del memory pool y pasarlas, una por una, a través de una función hash. Cada vez que un fragmento de datos pasa por la función hash, se genera un output de tamaño fijo llamado hash.

En el contexto de la minería, el hash de cada transacción consiste en una serie de números y letras que funciona como identificador. El hash de la transacción representa toda la información contenida en la misma.

Aparte de hacer hashing y agregar cada transacción individualmente, el minero también agrega una transacción personalizada, en la que se envía a sí mismo la recompensa del bloque. Esta transacción se conoce como transacción coinbase, y es la que crea monedas nuevas. En la mayoría de los casos, esta transacción es la primera que se registra en un nuevo bloque, seguida por todas las transacciones pendientes que estaban en espera de ser validadas.

Paso 2: Crear un árbol de Merkle

Luego de que cada transacción haya pasado por el hashing, los hashes se organizan en lo que se llama un árbol de Merkle (también conocido como árbol de hash). El árbol de Merkle se genera al organizar los hashes de las transacciones en pares, y luego someterlos al hashing.

Los nuevos outputs de los hashes se organizan en pares y se vuelven a someter a hashing, y el proceso se repite hasta que se crea un único hash. Este último hash se denomina root hash (o Merkle Root) y es, básicamente, el hash "raíz" que representa todos los hashes previos que han sido utilizados para generarlo.

El árbol de Merkle organiza los hashes de transacciones en pares y luego los somete a otro hashing.

Paso 3: Encontrar un encabezado del bloque válido (hash de bloque)

El encabezado del bloque funciona como un identificador de cada bloque individual, lo que significa que cada bloque tiene un hash único. Al crear un nuevo bloque, los mineros combinan el hash del bloque previo con el root hash de su bloque candidato, para generar el hash de un nuevo bloque. También deben agregar un número arbitrario conocido como nonce.

Por tanto, al tratar de validar su bloque candidato, un minero debe combinar el hash root, el hash del bloque previo y un nonce, y enviarlo todo a través de una función hash. Su objetivo es hacerlo repetidas veces hasta que pueda crear un hash válido.

El root hash y el hash del bloque anterior no pueden modificarse, por lo que los mineros deben cambiar el valor del nonce varias veces hasta encontrar un hash válido. Para que sea considerado válido, el output (hash del bloque) debe ser inferior a cierto valor objetivo, que es determinado por el protocolo. En la minería de Bitcoin, el hash del bloque debe comenzar con una cierta cantidad de ceros, a lo que se le llama la dificultad de minería.

Paso 4: Propagar el bloque minado

Como hemos visto, los mineros deben someter a hashing al encabezado del bloque varias veces con diferentes valores de nonce. Lo hacen hasta que encuentran un hash de bloque válido y, posteriormente, el minero que lo encontró propagará este bloque a la red. El resto de los nodos comprobará si el bloque y su hash son válidos, y si es así, agregarán el nuevo bloque en su copia de la blockchain.

Llegado ese momento, el bloque candidato se convierte en un bloque confirmado, y todos los mineros proceden a minar el siguiente. Todos los mineros que no pudieron encontrar un hash válido a tiempo descartan su bloque candidato y la carrera por minar se pone en marcha de nuevo.

¿Qué ocurre si dos bloques son minados al mismo tiempo?

A veces sucede que dos mineros presentan un bloque válido al mismo tiempo, y la red se encuentra con dos bloques competidores. Ante esta situación, los mineros comienzan a minar el siguiente bloque basado en el bloque que recibieron primero, lo que hace que la red se divida temporalmente en dos diferentes versiones de blockchain.

La competencia entre estos dos bloques se mantendrá hasta que el siguiente bloque sea minado sobre uno de los bloques competidores. Cuando un nuevo bloque es minado, el bloque que llegue primero será considerado el ganador. El bloque que es abandonado se denomina orphan block (bloque huérfano) o stale block (bloque obsoleto), y hará que los mineros que lo eligieron regresen a minar la cadena del bloque ganador.

¿Qué es la dificultad de minería?

El protocolo ajusta regularmente la dificultad de minería para garantizar una tasa constante para la creación de nuevos bloques y, a cambio, una emisión constante y predecible de nuevas monedas. La dificultad se ajusta en proporción a la cantidad de potencia informática (tasa de hash) dedicada a la red.

Por ello, cada vez que nuevos mineros se unen a la red y la competencia se incrementa, la dificultad de hashing sube, evitando así que el tiempo promedio de bloque disminuya. Por el contrario, si muchos mineros abandonan la red, la dificultad de hashing disminuye, lo que hace que sea más fácil minar un nuevo bloque. Estos ajustes mantienen el tiempo de bloque constante, independientemente de la potencia de hashing total de la red.

Tipos de minería de criptomonedas

Existen muchas maneras de minar criptomonedas. Los equipos y procesos cambian a medida que surgen nuevos hardware y mecanismos de consenso. Normalmente, los mineros utilizan unidades informáticas especializadas para resolver las complejas ecuaciones criptográficas. Veamos cómo funcionan algunos de los métodos de minado más comunes.

Minería con CPU

En la minería con Unidad Central de Procesamiento (CPU), se utiliza el CPU de la computadora para la ejecución de las funciones hash requeridas por el mecanismo PoW. En los primeros días de Bitcoin, los costos y las barreras de entrada de la minería eran bajos y su dificultad se podía manejar con un CPU convencional, por lo que cualquier persona podía intentar minar BTC y otras criptomonedas.

Sin embargo, a medida que más gente empezó a minar y la tasa de hash de la red aumentó, la minería rentable resultó cada vez más difícil. Asimismo, con el tiempo, el auge del hardware de minería especializado con una mayor potencia informática hizo que la minería de CPU fuera prácticamente imposible. En la actualidad, la minería con CPU ya no es una opción viable, dado que todos los mineros utilizan un hardware especializado.

Minería con GPU

Las Unidades de Procesamiento Gráfico (GPU) están diseñadas para procesar un amplio rango de aplicaciones en paralelo. Aunque habitualmente se utilizan para videojuegos o el renderizado de gráficos, también pueden aplicarse a la minería.

Las GPU son relativamente económicas y más flexibles que el popular hardware de minería ASIC. Aunque con GPU puedes minar algunas altcoins, su eficiencia depende de la dificultad de la minería y el algoritmo.

Minería ASIC

Un Circuito Integrado para Aplicaciones Específicas (ASIC) está diseñado para cumplir un único propósito concreto. En el caso de las criptos, designa un hardware especializado desarrollado para minería. La minería con ASIC es conocida por ser altamente eficiente, pero costosa. Como los mineros con ASIC están a la vanguardia de la tecnología minera, el costo de una unidad es mucho más elevado que el de las CPU o GPU.

Además, el avance constante de la tecnología ASIC puede hacer que los modelos ASIC más viejos sean menos rentables y que deban reemplazarse habitualmente. Incluso si se excluyen los costos de electricidad, esto hace que la minería con ASIC sea una de las maneras más caras de minar.

Pools de minería

Como el primer minero exitoso recibe una recompensa del bloque, la probabilidad de encontrar el hash correcto es extremadamente baja. Los mineros que disponen de un pequeño porcentaje de la potencia de minado tienen una probabilidad muy pequeña de descubrir el siguiente bloque por cuenta propia. Los pools de minería ofrecen una solución a este problema.

Los pools de minería son grupos de mineros que unen sus recursos (potencia de hash) para incrementar la probabilidad de ganar recompensas del bloque. Cuando el pool tiene éxito en encontrar un bloque, los mineros del pool comparten la recompensa según la cantidad de trabajo que haya contribuido cada uno.

Los pools de minería pueden beneficiar a los mineros particulares en términos de hardware y costo de la electricidad, aunque el dominio que ejercen sobre la minería despierta inquietudes relativas a un ataque del 51% en la red.

¿Qué es la minería de Bitcoin y cómo funciona?

Bitcoin es el ejemplo más popular y consolidado de una criptomoneda minable. La minería de Bitcoin está basada en el algoritmo de consenso PoW.

PoW es el mecanismo de consenso de blockchain original creado por Satoshi Nakamoto, que se presentó en el whitepaper de Bitcoin en 2008. En pocas palabras, PoW determina la forma en que una red blockchain logra el consenso entre todos los participantes distribuidos sin intermediarios externos. Lo logra al exigir una potencia informática importante que desincentiva a quienes actúan de mala fe.

Como ya hemos visto, los mineros que verifican transacciones en una red PoW son mineros que compiten para resolver ecuaciones criptográficas complejas usando hardware de minería especializado. El primer minero en encontrar una solución válida puede enviar a la blockchain su bloque de transacciones y recibir la recompensa del bloque.

La cantidad de criptomonedas de la recompensa del bloque varía en las diferentes blockchains. Por ejemplo, en la blockchain de Bitcoin, los mineros pueden obtener 6.25 BTC de recompensa del bloque (a marzo de 2023). Debido al mecanismo de halving de Bitcoin, la cantidad de BTC en una recompensa del bloque disminuye a la mitad cada 210,000 bloques (aproximadamente cada cuatro años).

¿La minería de criptomonedas es rentable en 2023?

Aunque con la minería de criptomonedas se puede ganar dinero, requiere una evaluación considerable, gestión del riesgo e investigación. También implica inversiones y riesgos, como los costos de hardware, la volatilidad del precio de las criptomonedas y los cambios en el protocolo de las criptomonedas. Para mitigar estos riesgos, los mineros a menudo llevan a cabo prácticas de gestión del riesgo y evalúan los posibles costos y beneficios de la minería antes de embarcarse en ella.

La rentabilidad de la criptominería depende de varios factores. Uno de ellos son los cambios en los precios de las criptomonedas. Cuando estos precios aumentan, el valor fiat de las recompensas de minería también aumenta. Por el contrario, la rentabilidad puede decaer junto con la disminución de los precios.

La eficiencia del hardware de minería también es un factor crucial para determinar la rentabilidad de la minería. El hardware de minería puede ser costoso, por lo que los mineros deben equilibrar el costo del hardware con las posibles recompensas que generará la actividad. Otro factor que deben tener en cuenta es el costo de la electricidad: si es demasiado alto, podría superar las ganancias y hacer que la minería no sea rentable.

Además, es probable que se deba actualizar el hardware de minería con una frecuencia relativamente alta, ya que tiende a quedar obsoleto bastante rápido. Los nuevos modelos superarán a los viejos, y si los mineros no tienen el presupuesto suficiente para actualizar sus máquinas, es probable que tengan problemas para seguir siendo competitivos.

Por último, están los cambios que suceden a nivel del protocolo. Por ejemplo, el halving de Bitcoin puede afectar la rentabilidad de la minería porque corta a la mitad la recompensas por minar un bloque. Asimismo, Ethereum dejó de lado el consenso PoW por el mecanismo Proof of Stake (PoS) en septiembre de 2022, lo que hizo que la minería haya dejado de ser utilizada en esa red.

Conclusiones

La criptominería es una parte fundamental de Bitcoin y otras blockchains PoW, ya que protege la red y hace que la emisión de nuevas monedas sea constante. Además, la minería puede generar ingresos pasivos para los mineros. Puedes conocer más con estas instrucciones paso a paso en nuestro artículo Cómo minar criptomonedas.

La minería presenta ciertas ventajas y desventajas. Las ventajas más obvias son el potencial de ganancias a partir de las recompensas del bloque. Sin embargo, esto se ve afectado por una serie de factores, entre los que se incluyen el costo de la electricidad y los precios del mercado. Con esto en mente, antes de lanzarte a la actividad de criptominería, debes realizar tu propia investigación (DYOR) y evaluar todos los riesgos potenciales.

Lecturas adicionales

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