Cos'è il mining crypto e come funziona?
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Cos'è il mining crypto e come funziona?

Cos'è il mining crypto e come funziona?

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Pubblicato Apr 13, 2023Aggiornato Dec 5, 2024
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Punti chiave

  • Il mining di criptovalute è una parte importante del processo di ordinazione e convalida delle transazioni blockchain. Il mining è anche responsabile della creazione di nuove unità di criptovaluta.

  • Sebbene il lavoro svolto dai miner richieda risorse di calcolo elevate, è ciò che contribuisce a mantenere sicura una rete blockchain.

  • I miner raccolgono le transazioni in sospeso e le organizzano in blocchi, che vengono poi trasmessi alla rete. Se il blocco viene approvato dai nodi di convalida, il miner riceve la ricompensa del blocco.

  • La redditività del mining crypto dipende da fattori come l'efficienza dell'hardware, i costi dell'elettricità, la volatilità del mercato e gli eventuali cambiamenti nei protocolli blockchain.

Cos'è il mining crypto?

Immagina un ledger digitale globale in cui viene registrata ogni transazione crypto. Il mining garantisce che questo ledger rimanga accurato e sicuro. I miner utilizzano computer specializzati per risolvere enigmi (essenzialmente indovinare numeri) per organizzare e confermare le transazioni in sospeso. Il primo a risolverlo viene ricompensato con delle criptovalute.

Il mining crypto è un processo che garantisce la sicurezza delle criptovalute come bitcoin (BTC). È il processo con cui le transazioni degli utenti vengono verificate e aggiunte al ledger pubblico della blockchain. Il mining è uno degli elementi fondamentali che consente di decentralizzare la rete Bitcoin, ovvero funzionare senza un'autorità centrale.

Le operazioni di mining sono anche responsabili dell'aggiunta di nuove crypto all'offerta esistente. Anche se questo può sembrare come stampare denaro, il mining di criptovalute segue una serie di regole codificate che governano il processo e impediscono a chiunque di creare arbitrariamente nuove crypto. Queste regole sono integrate nei protocolli sottostanti e applicate dalla rete distribuita di nodi.

Per creare nuove unità di criptovaluta, i miner utilizzano la loro potenza di calcolo per risolvere complessi enigmi crittografici. Il primo miner che risolve l'enigma ha il diritto di aggiungere un nuovo blocco di transazioni alla blockchain e di trasmetterlo alla rete.

Come funziona il mining crypto?

La risposta breve

1. Le transazioni sono raggruppate in blocchi. Quando qualcuno invia o riceve criptovalute, le transazioni in sospeso vengono raggruppate in un "blocco" in attesa di conferma.

2. I miner risolvono un enigma. I miner utilizzano computer per indovinare un numero speciale, chiamato nonce, che, se combinato con i dati del blocco, produce un risultato inferiore a un numero target specifico. È come un biglietto della lotteria digitale che coinvolge un enigma.

3. Aggiunta alla blockchain
Il primo miner che risolve l'enigma può aggiungere il proprio blocco alla blockchain. Altri miner controllano questo blocco per assicurarsi che sia valido.

4. Distribuzione di ricompense
Il miner vincitore guadagna una ricompensa, che include criptovalute appena create e le commissioni di transazione dal blocco che ha minato.

La risposta lunga

Quando vengono effettuate nuove transazioni sulla blockchain, queste vengono inviate a una pool chiamata memory pool (o mempool). I nodi di convalida sono responsabili della verifica della validità delle transazioni. Il lavoro di un miner è quello di raccogliere queste transazioni in sospeso e organizzarle in blocchi. Tieni presente che alcuni miner eseguono anche dei nodi di convalida, ma i nodi di mining e i nodi di convalida sono tecnicamente diversi.

Puoi pensare a un blocco come una pagina del registro blockchain, in cui vengono registrate svariate transazioni (insieme ad altri dati). Più in dettaglio, un nodo di mining è responsabile della raccolta di transazioni non confermate dalla memory pool e del loro assemblaggio in un blocco candidato.

Il miner tenta quindi di convertire questo blocco candidato in un blocco confermato. Per farlo, deve risolvere un complesso problema matematico che richiede risorse di calcolo elevate. Tuttavia, per ogni blocco minato con successo, il miner riceve una ricompensa del blocco composta da criptovalute appena create più commissioni di transazione. Scopriamo di più.

Fase 1: Hashing delle transazioni

Il primo passo per minare un blocco è prendere le transazioni in sospeso dalla memory pool e inviarle, una per una, a una funzione di hash. Ogni volta che un dato viene elaborato attraverso una funzione di hash, viene generato un risultato di dimensioni fisse chiamato hash.

Nel contesto del mining, l'hash di ciascuna transazione è costituito da una stringa di numeri e lettere che funzionano come un identificatore. L'hash della transazione rappresenta tutte le informazioni contenute in tale transazione.

Oltre all'hashing e all'inserimento di ogni transazione individuale, il miner aggiunge anche una transazione personalizzata in cui invia a sé stesso la ricompensa del blocco. Questa transazione è chiamata transazione coinbase ed è ciò che crea nuove monete. Nella maggior parte dei casi, questa transazione è la prima ad essere registrata in un nuovo blocco, seguita da un gruppo di transazioni in sospeso in attesa di conferma.

Fase 2: Creazione di un Merkle tree

Dopo che ogni transazione è stata sottoposta ad hashing, gli hash sono organizzati in quello che viene chiamato Merkle tree (noto anche come hash tree). Un Merkle tree viene generato organizzando gli hash delle transazioni in coppie e poi effettuandone l'hashing.

I nuovi output hash vengono quindi organizzati in coppie e sottoposti nuovamente ad hashing, e il processo viene ripetuto fino alla creazione di un singolo hash. Quest'ultimo hash è noto come root hash (o Merkle root) ed è fondamentalmente l'hash che rappresenta tutti gli hash precedenti utilizzati per generarlo.

Il Merkle tree organizza gli hash delle transazioni in coppie e poi li sottopone ad hashing.

Fase 3: Trovare un header del blocco (block hash) valido

Un header del blocco funziona come un identificatore per ogni singolo blocco, il che significa che ogni blocco ha un hash univoco. Quando viene creato un nuovo blocco, i miner combinano l'hash del blocco precedente con il root hash del blocco candidato per generare un nuovo block hash. Devono inoltre aggiungere un numero arbitrario noto come nonce.

Quindi, quando cerca di confermare il proprio blocco candidato, un miner deve combinare il root hash, l'hash del blocco precedente e un nonce e inserirli tutti in una funzione di hash. Il loro obiettivo è farlo ripetutamente fino a quando non riescono a creare un hash valido.

Il root hash e l'hash del blocco precedente non possono essere modificati, quindi i miner devono modificare il valore nonce più volte fino a quando non viene trovato un hash valido. Per essere considerato valido, l'output (hash di blocco) deve essere inferiore a un determinato valore target determinato dal protocollo. Nel mining di Bitcoin, l'hash di blocco deve iniziare con un certo numero di zeri: questo valore target è noto come difficoltà di mining.

Fase 4: Broadcasting del blocco minato

Come abbiamo visto, i miner devono eseguire ripetutamente l'hashing dell'header del blocco utilizzando diversi valori nonce. Lo fanno finché non trovano un hash di blocco valido. Quando un miner trova un hash di blocco valido, lo trasmette alla rete. Quindi, tutti gli altri nodi di convalida verificheranno se il blocco è valido e, in tal caso, aggiungeranno il nuovo blocco alla loro copia della blockchain.

A questo punto, il blocco candidato diventa un blocco confermato e tutti i miner passano a minare il blocco successivo. I miner che non sono riusciti a trovare un hash valido in tempo scartano il loro blocco candidato e la corsa al mining ricomincia.

Cosa succede se vengono minati due blocchi contemporaneamente?

A volte, due miner trasmettono contemporaneamente un blocco valido e la rete finisce per avere due blocchi validi che competono tra loro. I miner iniziano quindi a minare il blocco successivo in base al blocco ricevuto per primo, causando la divisione temporanea della rete in due diverse versioni della blockchain.

La competizione tra questi blocchi continuerà fino a quando non verrà minato il blocco successivo, in testa a uno dei due blocchi concorrenti. Quando viene minato un nuovo blocco, il suo blocco precedente sarà considerato il vincitore. Il blocco che viene abbandonato è chiamato orphan block o stale block e porta tutti i miner che hanno scelto questo blocco a tornare al mining sulla catena del blocco vincitore.

Cos'è la difficoltà di mining?

La difficoltà di mining viene regolata periodicamente dal protocollo per garantire un tasso stabile di creazione di nuovi blocchi, portando a un'emissione costante e prevedibile di nuove crypto. La difficoltà si regola in proporzione alla quantità di potenza computazionale (hash rate) dedicata alla rete.

Ogni volta che dei nuovi miner si uniscono alla rete e la concorrenza aumenta, la difficoltà di hashing aumenterà per impedire la riduzione del tempo medio per blocco. Al contrario, se molti miner abbandonano la rete, la difficoltà di hashing diminuisce, rendendo più facile la creazione di un nuovo blocco. Queste regolazioni mantengono costante il tempo di blocco, indipendentemente dalla potenza di hashing totale della rete.

Tipi di mining crypto

Esistono diversi modi per minare criptovalute. Le attrezzature e i processi cambiano man mano che emergono nuovi hardware e algoritmi di consenso. In genere, i miner utilizzano computer specializzati per risolvere le complesse equazioni crittografiche. Diamo un'occhiata a come funzionano alcuni dei metodi di mining più comuni.

CPU mining

Il mining tramite Unità Centrale di Elaborazione (CPU) comporta l'utilizzo della CPU di un computer per eseguire le funzioni di hash richieste dalla Proof of Work PoW. Quando Bitcoin era agli inizi, i costi di mining e le barriere all'ingresso erano bassi e la sua difficoltà poteva essere gestita da una normale CPU. In quel periodo, chiunque poteva provare a minare criptovalute.

Tuttavia, man mano che un numero maggiore di persone iniziava a minare BTC e l'hash rate della rete aumentava, il mining redditizio è diventato sempre più difficile. L'avvento dell'hardware di mining specializzato con una maggiore potenza di elaborazione ha reso quasi impossibile il mining tramite CPU. Oggi, il mining tramite CPU non è più un'opzione praticabile, poiché la maggior parte dei miner utilizza hardware specializzato.

GPU mining

Le unità di elaborazione grafica (GPU) sono progettate per l'elaborazione in parallelo di un'ampia gamma di applicazioni. Sebbene siano generalmente utilizzate per i videogiochi o il rendering grafico, possono essere utilizzate anche per il mining.

Le GPU sono relativamente economiche e più flessibili dell'hardware di mining altamente specializzato. Le GPU possono essere utilizzate per minare alcune altcoin, ma la loro efficienza dipende dalla difficoltà di mining e dall'algoritmo.

ASIC mining

Un Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) è progettato per svolgere una singola attività specifica. Nel mondo crypto, il termine si riferisce a hardware specializzato progettato esclusivamente per il mining. Il mining tramite ASIC è noto per essere altamente efficiente, ma è relativamente costoso. 

Poiché i miner ASIC sono la tecnologia d'avanguardia per il mining, il costo di una di queste unità è molto più elevato rispetto alle CPU o alle GPU. Inoltre, il costante progresso della tecnologia ASIC può rendere rapidamente non redditizi i vecchi modelli ASIC. Questo rende il mining ASIC uno dei modi più costosi per minare, ma è il più efficiente e può essere redditizio se fatto su larga scala.

Mining pool

Poiché ogni ricompensa del blocco viene assegnata solo al primo miner di successo, la probabilità di minare un blocco è estremamente bassa. I miner con una piccola percentuale di potenza di mining hanno una probabilità molto ridotta di scoprire da soli il prossimo blocco. Le mining pool offrono una soluzione a questo problema.

Le mining pool sono gruppi di miner che mettono in comune le proprie risorse computazionali (hash power) per aumentare la probabilità di ottenere le ricompense di blocco. Quando la pool trova con successo un blocco, i miner nella pool si dividono la ricompensa in base alla quantità di lavoro che ciascuno ha contribuito a svolgere.

Le mining pool possono avvantaggiare i singoli miner in termini di costi hardware ed elettricità, ma il loro dominio nel mining ha sollevato preoccupazioni sulla centralizzazione e sulla possibilità di 51% attack.

Cloud mining

Invece di acquistare attrezzature, i cloud miner noleggiano la potenza computazionale a un fornitore di cloud mining. È un modo più semplice per iniziare a fare mining, ma comporta rischi come truffe o una minore redditività. Se decidi di provare il cloud mining, assicurati di scegliere un fornitore affidabile come Binance.

Cos'è il mining di Bitcoin e come funziona?

Bitcoin è l'esempio più popolare e consolidato di criptovaluta minabile; il mining di Bitcoin si basa sull'algoritmo di consenso PoW.

La PoW è il meccanismo di consenso blockchain originale creato da Satoshi Nakamoto ed è stato introdotto nel whitepaper di Bitcoin nel 2008. In poche parole, la PoW determina come una rete blockchain raggiunge il consenso tra tutti i partecipanti distribuiti senza la necessità di intermediari di terze parti. Lo fa richiedendo investimenti significativi in elettricità e potenza di calcolo per disincentivare i malintenzionati.

Come abbiamo visto, le transazioni in sospeso su una rete PoW vengono ordinate e aggiunte in blocchi dai miner che competono per risolvere enigmi utilizzando hardware di mining specializzato. Il primo miner che trova una soluzione valida può trasmettere il proprio blocco alla blockchain e, se i nodi di convalida accettano il blocco, il miner riceve la ricompensa del blocco.

La quantità di crypto in una ricompensa di blocco varia da una blockchain all'altra. Ad esempio, sulla blockchain di Bitcoin, a dicembre 2024 i miner possono ottenere 3,125 BTC come ricompensa del blocco. Grazie al meccanismo di halving di Bitcoin, la quantità di BTC in una ricompensa di blocco viene dimezzata ogni 210.000 blocchi (circa ogni quattro anni).

Il mining crypto è redditizio?

Sebbene sia possibile guadagnare con il mining di criptovalute, ciò richiede un'attenta considerazione, gestione del rischio e ricerca. Inoltre, comporta investimenti e rischi, come i costi dell'hardware, la volatilità dei prezzi delle criptovalute e le modifiche ai protocolli crypto. Per mitigare questi rischi, i miner si impegnano spesso in pratiche di gestione del rischio, valutando i potenziali costi e benefici.

La redditività del mining crypto dipende da diversi fattori. Una di queste è la variazione dei prezzi delle criptovalute. Quando i prezzi delle criptovalute aumentano, aumenta anche il valore fiat delle ricompense di mining. Al contrario, la redditività può diminuire in parallelo al calo dei prezzi.

Anche l'efficienza dell'hardware di mining è un fattore cruciale nel determinare la redditività del mining. L'hardware di mining può essere costoso, quindi i miner devono bilanciare il costo dell'hardware con i potenziali guadagni che può generare. Un altro fattore da considerare è il costo dell'elettricità; se è troppo alto, potrebbe superare i guadagni e rendere l'attività di mining non redditizia.

Inoltre, l'hardware per il mining potrebbe dover essere sostituito relativamente spesso, visto che tende a diventare obsoleto piuttosto rapidamente. I nuovi modelli offriranno prestazioni migliori rispetto a quelli vecchi e se i miner non hanno il budget per aggiornare le loro macchine, probabilmente faticheranno a rimanere competitivi.

Infine, ma non meno importante, possono verificarsi cambiamenti significativi a livello di protocollo. Ad esempio, l'halving di Bitcoin può influire sulla redditività del mining in quanto dimezza la ricompensa per il mining di un blocco. In altri casi, il processo di mining può essere sostituito da altri metodi di convalida. Ad esempio, a settembre 2022 Ethereum è passato completamente dal meccanismo di consenso PoW a quello Proof of Stake (PoS), rendendo così il mining superfluo.

In chiusura

Il mining di criptovalute è una parte fondamentale di Bitcoin e di altre blockchain PoW, in quanto contribuisce a mantenere la rete sicura e l'emissione di nuove monete costante.

Il mining presenta alcuni vantaggi e svantaggi. Il vantaggio più evidente è il potenziale reddito derivante dalle ricompense di blocco. Tuttavia, questo dato è influenzato da una serie di fattori, tra cui i costi dell'elettricità e i prezzi di mercato. Prima di lanciarsi in un'attività di mining crypto, è necessario fare le proprie ricerche (DYOR) e valutare tutti i potenziali rischi.

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