TL;DR
Il mining crypto verifica e convalida le transazioni blockchain. Si riferisce anche al processo di 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.
Cos'è il mining crypto?
Il mining crypto garantisce la sicurezza e la decentralizzazione di criptovalute come Bitcoin, che si basano su un meccanismo di consenso del tipo Proof of Work (PoW) . È il processo con cui le transazioni degli utenti vengono verificate e aggiunte al registro pubblico della blockchain. Il mining è quindi un elemento fondamentale che permette a Bitcoin di funzionare senza la necessità di un'autorità centrale.
Le operazioni di mining sono anche responsabili dell'aggiunta di monete all'offerta esistente. Tuttavia, il mining di criptovalute segue una serie di regole codificate che governano il processo di mining e impediscono a chiunque di creare nuove monete arbitrariamente. Queste regole sono integrate nei protocolli delle criptovalute sottostanti e vengono applicate dall'intera rete composta da migliaia 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?
Quando vengono effettuate nuove transazioni sulla blockchain, queste vengono inviate a una pool chiamata memory pool. Il lavoro di un miner consiste nel verificare la validità di queste transazioni in sospeso e di organizzarle in blocchi.
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 valido e confermato. Per farlo, il miner deve risolvere un complesso problema matematico che richiede risorse di calcolo elevate. Tuttavia, per ogni blocco minato con successo, il miner riceve una ricompensa di blocco costituita da criptovalute appena create più le commissioni di transazione. Vediamo più da vicino come funziona.
Fase 1: Hashing delle transazioni
Il primo passo per minare un blocco è prendere le transazioni in sospeso dalla memory pool e sottoporle, 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 a essere registrata in un nuovo blocco, seguita da tutte le transazioni in attesa di convalida.
Fase 2: Creazione di un Merkle tree
Dopo che ogni transazione è stata sottoposta ad hashing, gli hash vengono 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 nuovamente sottoposti ad hash, e il processo viene ripetuto fino a quando non viene creato un singolo hash. Questo ultimo hash è chiamato anche root hash (o Merkle root) ed è fondamentalmente l'hash che rappresenta tutti gli hash utilizzati in precedenza per generarlo.
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 si tenta di convalidare il proprio blocco candidato, un miner deve combinare il root hash, l'hash del blocco precedente e un nonce e inviarli tutti attraverso una funzione di hash. L'obiettivo è quello di ripetere questa operazione fino a creare un hash valido.
Il root hash e l'hash del blocco precedente non possono essere modificati, quindi i miner devono cambiare il valore nonce più volte fino a quando non viene trovato un hash valido. Per essere considerato valido, l'output (block hash) deve essere inferiore a un determinato valore target, determinato dal protocollo. Nel mining di Bitcoin, il block hash deve iniziare con un certo numero di zeri, questa caratteristica è chiamata difficoltà di mining.
Fase 4: Broadcasting del blocco minato
Come abbiamo visto, i miner devono eseguire ripetutamente l'hash dell'header del blocco utilizzando diversi valori nonce. Lo fanno finché non trovano un hash valido per il blocco, dopodiché il miner che lo ha trovato lo trasmette alla rete. Tutti gli altri nodi controlleranno se il blocco e il relativo hash sono validi 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 al mining del blocco successivo. Tutti i miner che non sono riusciti a trovare in tempo un hash valido 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 temporanea divisione della rete in due versioni diverse 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 costante di creazione di nuovi blocchi e, di conseguenza, un'emissione costante e prevedibile di nuove monete. La difficoltà si regola in proporzione alla quantità di potenza computazionale (hash rate) dedicata alla rete.
Di conseguenza, ogni volta che dei nuovi miner si uniscono alla rete e la concorrenza aumenta, la difficoltà di hashing salirà 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 le 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 PoW. Quando Bitcoin era agli inizi, i costi e le barriere d'ingresso relative al mining erano bassi e la sua difficoltà poteva essere gestita da una normale CPU, quindi chiunque poteva provare a minare BTC e altre 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. Inoltre, l'ascesa di hardware specializzato per il mining con una maggiore potenza di calcolo dedicata ha reso eventualmente quasi impossibile minare tramite CPU. Ad oggi, il mining tramite CPU non è più un'opzione praticabile, poiché tutti i miner utilizzano 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 poco costose e più flessibili del popolare hardware di mining chiamato ASIC. 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, questo termine si riferisce a hardware specializzato progettato per il mining. Il mining tramite ASIC è noto per essere altamente efficiente ma allo stesso tempo 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 rende rapidamente non redditizi i vecchi modelli ASIC, quindi devono essere sostituiti regolarmente. Anche escludendo i costi dell'elettricità, questo rende il mining ASIC uno dei metodi più costosi.
Mining pool
Dato che la ricompensa di blocco viene concessa al primo miner di successo, la probabilità di trovare l'hash corretto 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 hardware e costi dell'elettricità, ma il loro dominio nel settore del mining solleva preoccupazioni per un potenziale 51% attack ai danni delle reti.
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 e 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. Garantisce il consenso richiedendo una notevole potenza di calcolo per disincentivare i malintenzionati.
Come abbiamo visto, le transazioni su una rete PoW sono verificate dai miner che competono per risolvere complessi enigmi crittografici utilizzando hardware specializzato per il mining. Il primo miner che trova una soluzione valida può trasmettere il proprio blocco di transazioni alla blockchain per ricevere la ricompensa del blocco.
La quantità di crypto presente nella ricompensa di blocco varia a seconda della rete. Ad esempio, su Bitcoin, da marzo 2023 i miner ricevono una ricompensa pari a 6,25 BTC. Per via del 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 nel 2023?
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 spesso si impegnano in pratiche di gestione del rischio e valutano i potenziali costi e benefici dell'attività di mining prima di iniziare.
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 per il 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, ci sono i cambiamenti che avvengono 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. Inoltre, 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. Inoltre, l'attività di mining può generare un reddito passivo per i miner. Scopri di più con queste istruzioni passo-passo nel nostro articolo Come fare mining di criptovalute?.
L'attività di mining presenta alcuni vantaggi e svantaggi, il più evidente dei quali 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. Pertanto, prima di lanciarsi in un'attività di mining crypto, è necessario fare le proprie ricerche (DYOR) e valutare tutti i potenziali rischi.
Letture consigliate
Disclaimer e Avvertenza sui rischi: questo contenuto viene presentato all'utente «così com'è» solo a scopo informativo e didattico, senza rappresentazioni o garanzie di alcun tipo. Non deve essere interpretato come una consulenza finanziaria, legale o di altro tipo professionale, né intende raccomandare l'acquisto di prodotti o servizi specifici. Dovresti chiedere una consulenza a consulenti professionali appropriati. Laddove l'articolo sia fornito da un collaboratore terzo, tieni presente che le opinioni espresse appartengono al collaboratore terzo e non riflettono necessariamente quelle di Binance Academy. Leggi il nostro disclaimer completo qui per ulteriori dettagli. I prezzi degli asset digitali possono essere volatili. Il valore del tuo investimento potrebbe aumentare o diminuire e potresti non recuperare l'importo investito. Sei l'unico responsabile delle tue decisioni di investimento e Binance Academy non è responsabile per eventuali perdite che potresti subire. Questo materiale non deve essere interpretato come una consulenza finanziaria, legale o di altro tipo professionale. Per ulteriori informazioni, consulta i nostri Termini di utilizzo e l'Avvertenza sui rischi.