Estrazione di Bitcoin

Che cos'è il mining di Bitcoin?

Il mining di bitcoin è il processo di creazione di nuovi bitcoin risolvendo enigmi. Consiste in sistemi informatici dotati di chip specializzati in competizione per risolvere enigmi matematici. Il primo bitcoin miner (come vengono chiamati questi sistemi) a risolvere il puzzle viene premiato con bitcoin. Il processo di mining conferma anche le transazioni sulla rete della criptovaluta e le rende affidabili.

Per un breve periodo dopo il lancio di Bitcoin, è stato estratto su computer desktop con normali unità di elaborazione centrale (CPU). Ma il processo è stato estremamente lento. Ora la criptovaluta viene generata utilizzando grandi pool di mining distribuiti in molte aree geografiche. I minatori di bitcoin aggregano sistemi di mining che consumano enormi quantità di elettricità per estrarre la criptovaluta.

Nelle regioni in cui l'elettricità viene generata utilizzando combustibili fossili, l'estrazione di bitcoin è considerata dannosa per l'ambiente. Di conseguenza, molti minatori di bitcoin hanno spostato le operazioni in luoghi con fonti di energia rinnovabili per ridurre l'impatto di Bitcoin sui cambiamenti climatici.

Proprio come l'oro viene estratto dalla terra utilizzando grandi attrezzi e macchine, anche il mining di bitcoin utilizza grandi sistemi simili ai data center. Questi sistemi risolvono enigmi matematici generati dall'algoritmo di Bitcoin per produrre nuove monete.

Risolvendo problemi di matematica computazionale, i miner bitcoin rendono anche affidabile la rete della criptovaluta verificandone le informazioni sulle transazioni. Verificano 1 megabyte (MB) di transazioni, la dimensione di un singolo blocco. Queste transazioni possono teoricamente essere piccole quanto una transazione, ma più spesso sono diverse migliaia a seconda della quantità di dati memorizzata in ciascuna transazione. L'idea alla base della verifica delle informazioni sulle transazioni Bitcoin è prevenire la doppia spesa. Con le valute stampate, la contraffazione è sempre un problema. Ma generalmente, quando spendi $ 20 al negozio, quel conto è nelle mani dell'impiegato. Con la valuta digitale, invece, è una storia diversa.

Le informazioni digitali possono essere riprodotte in modo relativamente semplice, quindi con Bitcoin e altre valute digitali, c'è il rischio che uno spender possa fare una copia del proprio bitcoin e inviarlo a un'altra parte mantenendo l'originale.

Le transazioni Bitcoin vengono aggregate in blocchi che vengono aggiunti a un database chiamato blockchain. I nodi completi nella rete di Bitcoin mantengono un registro della blockchain e verificano le transazioni che si verificano su di essa. I minatori di bitcoin scaricano l'intera cronologia della blockchain e assemblano transazioni valide in un blocco. Se il blocco delle transazioni assemblate viene accettato e verificato da altri miner, il miner riceve una ricompensa per il blocco.

Bitcoin ha dimezzato la sua ricompensa mineraria, da 12,5 a 6,25, per la terza volta l'11 maggio 2020.

La ricompensa per i blocchi viene dimezzata ogni 210.000 blocchi (o all'incirca ogni quattro anni). Nel 2009 era 50. Nel 2013, l'importo della ricompensa è sceso a 25 e nel 2016 è diventato 12,5. Nell'evento dimezzamento più recente di Bitcoin, la ricompensa è stata modificata in 6,25.

Un altro incentivo per i minatori bitcoin a partecipare al processo sono le commissioni di transazione. Oltre ai premi, i minatori ricevono anche commissioni da qualsiasi transazione contenuta in quel blocco di transazioni. Quando Bitcoin raggiunge il limite pianificato di 21 milioni (previsto intorno al 2140), i minatori saranno ricompensati con commissioni per l'elaborazione delle transazioni che gli utenti della rete pagheranno. Queste commissioni assicurano che i minatori abbiano ancora l'incentivo per estrarre e mantenere attiva la rete. L'idea è che la concorrenza per queste commissioni le farà rimanere basse dopo che gli eventi dimezzanti saranno terminati.

Qual è il puzzle matematico del mining di bitcoin?

Al centro del mining di bitcoin c'è un puzzle matematico che i minatori dovrebbero risolvere per guadagnare ricompense in bitcoin. Il puzzle si chiama proof of work (PoW),. un riferimento al lavoro computazionale speso dai miner per estrarre bitcoin. Sebbene venga spesso definito complesso, il puzzle minerario è in realtà abbastanza semplice e può essere descritto come congettura.

I minatori nella rete di Bitcoin cercano di trovare un numero esadecimale di 64 cifre, chiamato hash, che è inferiore o uguale a un hash target in SHA256, l'algoritmo PoW di Bitcoin. I sistemi di un minatore utilizzano una notevole forza bruta sotto forma di più unità di elaborazione impilate insieme e sputano hash a velocità diverse: megahash al secondo (MH/s), gigahash al secondo (GH/s) o terahash al secondo (TH/s )—a seconda dell'unità, indovinando tutte le possibili combinazioni a 64 cifre finché non si arriva a una soluzione. I sistemi che indovinano un numero minore o uguale all'hash vengono premiati con bitcoin.

Ecco un esempio per spiegare il processo. Supponiamo di chiedere agli amici di indovinare un numero compreso tra 1 e 100 che hai pensato e annotato su un pezzo di carta. I tuoi amici non devono indovinare il numero esatto; devono solo essere la prima persona a indovinare un numero inferiore o uguale al tuo numero.

Se stai pensando al numero 19 e un amico esce con 21, perde perché 21 è maggiore di 19. Ma se qualcuno indovina 16 e un altro amico indovina 18, allora quest'ultimo vince perché 18 è più vicino a 19 che a 16. In termini molto semplici, il puzzle matematico di bitcoin mining è la stessa situazione sopra descritta tranne che con numeri esadecimali a 64 cifre e migliaia di sistemi informatici.

Qual è la difficoltà di mining?

Uno dei termini che incontrerai spesso nella letteratura sul mining di bitcoin è la difficoltà di mining. La difficoltà di mining si riferisce alla difficoltà di risolvere il puzzle matematico e generare bitcoin. La difficoltà di mining influenza la velocità di generazione dei bitcoin.

La difficoltà di estrazione cambia ogni 2.016 blocchi o approssimativamente ogni due settimane. Il livello di difficoltà successivo dipende dall'efficienza dei minatori nel ciclo precedente. È anche influenzato dal numero di nuovi miner che si sono uniti alla rete di Bitcoin perché aumenta l'hash rate o la quantità di potenza di calcolo impiegata per estrarre la criptovaluta. Nel 2013 e nel 2014, con l'aumento del prezzo del bitcoin, più miner si sono uniti alla sua rete e il tempo medio per scoprire un blocco di transazioni è sceso a nove minuti da 10 minuti.

Ma può anche essere vero il contrario. Cioè, più minatori sono in competizione per una soluzione, più difficile diventerà il problema. Se la potenza di calcolo viene sottratta alla rete, la difficoltà si riduce per rendere più facile il mining.

Il livello di difficoltà per l'estrazione mineraria a marzo 2022 era di 27,55 trilioni. Cioè, le possibilità che un computer produca un hash al di sotto del target è 1 su 27,55 trilioni. Per metterlo in prospettiva, hai circa 91.655 probabilità in più di vincere il jackpot Powerball con un singolo biglietto della lotteria rispetto a scegliere l'hash corretto in una singola prova.

Quali sono gli aspetti economici dell'estrazione di Bitcoin?

Alla fine della giornata, il mining di bitcoin è un'impresa commerciale. I profitti generati dal suo output, bitcoin, dipendono dall'investimento fatto nei suoi input.

Ci sono tre costi principali del mining di bitcoin:

• Elettricità: Questa è la potenza che fa funzionare i tuoi sistemi di mining 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Può arrivare a un conto sostanzioso. Se si considera che il processo consuma la stessa quantità di elettricità di alcuni paesi, i costi possono risultare piuttosto elevati.

• Sistemi di mining: Contrariamente alla narrativa popolare, i computer desktop e i normali sistemi di gioco non sono adatti o efficienti per il mining di bitcoin. Il processo può riscaldare tali sistemi e causare problemi di larghezza di banda in una rete domestica. I sistemi di chip integrati specifici dell'applicazione (ASIC), che sono macchine personalizzate per il mining di bitcoin, sono il principale investimento infrastrutturale per i minatori di bitcoin. La fascia di prezzo per tali macchine può variare da $ 4.000 a $ 12.000. Anche con costi così elevati, un singolo sistema dotato di ASIC genera meno di un singolo bitcoin. I minatori di bitcoin organizzano migliaia di sistemi ASIC in pool di mining che funzionano 24 ore su 24, 7 giorni su 7 per generare il numero esadecimale di 64 cifre necessario per risolvere un hash puzzle.

• Infrastruttura di rete: le velocità di rete non fanno una differenza significativa nel processo di mining di bitcoin. Tuttavia, è importante disporre di una connessione Internet disponibile 24 ore su 24, 7 giorni su 7 senza interruzioni. La connessione dovrebbe anche avere latenza dai pool minerari vicini. Le reti dedicate riducono la dipendenza esterna e assicurano che la latenza sia ridotta al minimo. Andare offline non interrompe necessariamente il processo di sincronizzazione delle transazioni. Ma può rendere il processo dispendioso in termini di tempo e, possibilmente, soggetto a errori dopo il ripristino di una connessione.

I costi totali per questi tre input dovrebbero essere inferiori all'output, in questo caso, il prezzo del bitcoin, affinché i minatori generino profitti dalla loro impresa. Considerando il prezzo alle stelle del bitcoin, l'idea di coniare la propria criptovaluta potrebbe sembrare una proposta allettante.

Tuttavia, nonostante ciò che ti dicono i sostenitori di Bitcoin, il mining di criptovaluta non è un hobby di alcun tipo. È un'impresa costosa con un'alta probabilità di fallimento. Come illustrato nella sezione sulla difficoltà di mining, non vi è alcuna garanzia che guadagnerai ricompense in bitcoin anche dopo aver speso spese e sforzi considerevoli. L'aggregazione dei sistemi di mining per gestire una piccola impresa che estrae bitcoin potrebbe offrire una via d'uscita. Tuttavia, anche tali aziende sono alla mercé dei prezzi volatili della criptovaluta. Se il prezzo della criptovaluta crolla come nel 2018, diventa antieconomico gestire i sistemi di mining di bitcoin e i piccoli minatori saranno costretti a chiudere l'attività. Il calo del numero di bitcoin assegnati ai miner ogni quattro anni rende l'attività ancora più poco attraente.

Data la notevole difficoltà insita nell'economia del mining di bitcoin, l'attività è ora dominata da grandi società minerarie che hanno operazioni in più continenti. AntPool, la più grande compagnia di mining di bitcoin al mondo, gestisce pool minerari in molti paesi. Anche molte società di mining di bitcoin sono diventate pubbliche, sebbene le loro valutazioni siano relativamente modeste.

Quanta elettricità utilizza il processo di mining di bitcoin?

Per la maggior parte della breve storia di Bitcoin, il suo processo di mining è rimasto un processo ad alta intensità energetica. Nel decennio successivo al suo lancio, l'estrazione di bitcoin si è concentrata in Cina, un paese che fa affidamento su combustibili fossili come il carbone per produrre la maggior parte della sua elettricità. Non sorprende che i costi energetici astronomici dell'estrazione di bitcoin abbiano attirato l'attenzione degli attivisti del cambiamento climatico che incolpano l'attività per l'aumento delle emissioni. Secondo alcune stime, il processo di mining della criptovaluta consuma tanta elettricità quanto interi paesi. Ma i sostenitori di bitcoin hanno pubblicato studi che affermano che la criptovaluta è alimentata in gran parte da fonti di energia rinnovabile.

Una cosa da ricordare su questi studi è che si basano su congetture e dati auto-riportati dai pool minerari. Ad esempio, un rapporto di Coinshares del 2019 fa diverse ipotesi sulle fonti di energia per i minatori incluse nella loro valutazione dell'ecosistema minerario bitcoin.

Storia dell'estrazione di Bitcoin

Due sviluppi hanno contribuito all'evoluzione e alla composizione del mining di bitcoin così com'è oggi. Il primo è la produzione di macchine minerarie personalizzate per bitcoin. Poiché il mining di bitcoin è essenzialmente un'ipotesi, arrivare alla risposta giusta prima che un altro minatore abbia quasi tutto a che fare con la velocità con cui il tuo computer può produrre hash. Agli albori di Bitcoin, i computer desktop con CPU ordinarie dominavano il mining di bitcoin. Ma hanno iniziato a impiegare molto tempo per scoprire le transazioni sulla rete della criptovaluta poiché il livello di difficoltà dell'algoritmo è aumentato nel tempo. Secondo alcune stime, ci sarebbero voluti "diverse centinaia di migliaia di anni in media" utilizzando le CPU per trovare un blocco valido al livello di difficoltà di inizio 2015.

Nel tempo, i minatori si sono resi conto che le schede grafiche, note anche come unità di elaborazione grafica (GPU), erano più efficaci e veloci nel mining. Ma hanno consumato molta energia per i singoli sistemi hardware che non erano realmente necessari per il mining della criptovaluta. Gli array di gate programmabili sul campo (FPGA), un tipo di GPU, erano un miglioramento, ma soffrivano degli stessi inconvenienti delle GPU.

Al giorno d'oggi, i minatori utilizzano macchine minerarie personalizzate, chiamate minatori ASIC, che sono dotate di chip specializzati per un mining di bitcoin più veloce ed efficiente. Costano da diverse centinaia a decine di migliaia di dollari. Oggi, il mining di bitcoin è così competitivo che può essere svolto in modo redditizio solo con gli ASIC più aggiornati. Quando si utilizzano computer desktop, GPU o modelli precedenti di ASIC, il costo del consumo energetico supera effettivamente le entrate generate. Anche con l'unità più recente a tua disposizione, un computer è raramente sufficiente per competere con i pool di mining, gruppi di minatori che combinano la loro potenza di calcolo e dividono il bitcoin estratto tra di loro.

I fork di bitcoin hanno anche influenzato la composizione della rete di bitcoin miner. Tra 1 su 16 trilioni di probabilità, livelli di difficoltà di scalabilità e l'enorme rete di utenti che verificano le transazioni, un blocco di transazioni viene verificato all'incirca ogni 10 minuti. Ma è importante ricordare che 10 minuti sono un obiettivo, non una regola.

La rete Bitcoin può attualmente elaborare poco meno di quattro transazioni al secondo, con transazioni registrate nella blockchain ogni 10 minuti. In confronto, Visa può elaborare circa 65.000 transazioni al secondo. Poiché la rete di utenti Bitcoin continua a crescere, tuttavia, il numero di transazioni effettuate in 10 minuti alla fine supererà il numero di transazioni che possono essere elaborate in 10 minuti. A quel punto, i tempi di attesa per le transazioni inizieranno e continueranno ad allungarsi, a meno che non venga apportata una modifica al protocollo Bitcoin.

Questo problema al centro del protocollo Bitcoin è noto come ridimensionamento. Sebbene i minatori di bitcoin siano generalmente d'accordo sul fatto che è necessario fare qualcosa per affrontare il ridimensionamento, c'è meno consenso su come farlo. Sono state proposte due soluzioni principali per affrontare il problema del ridimensionamento. Gli sviluppatori hanno suggerito di creare un livello secondario "off-chain" di Bitcoin che consentirebbe transazioni più veloci che possono essere verificate dalla blockchain in un secondo momento o di aumentare il numero di transazioni che ogni blocco può memorizzare. Con meno dati da verificare per blocco, la prima soluzione renderebbe le transazioni più veloci ed economiche per i minatori. Il secondo si occuperebbe del ridimensionamento consentendo l'elaborazione di più informazioni ogni 10 minuti aumentando la dimensione del blocco.

Nel luglio 2017, i minatori di bitcoin e le società minerarie che rappresentano circa l'80% al 90% della potenza di calcolo della rete hanno votato per incorporare un programma che ridurrebbe la quantità di dati necessari per verificare ogni blocco.

Il programma che i minatori hanno votato per aggiungere al protocollo Bitcoin è chiamato testimone segregato, o SegWit. Questo termine è una fusione di segregato, che significa separato, e testimone, che si riferisce alle firme su una transazione Bitcoin. Test segregato, quindi, significa separare le firme delle transazioni da un blocco e allegarle come un blocco esteso. Sebbene l'aggiunta di un singolo programma al protocollo Bitcoin possa non sembrare una soluzione molto efficace, si stima che i dati delle firme rappresentino fino al 65% dei dati elaborati in ciascun blocco di transazioni.

Meno di un mese dopo, nell'agosto 2017, un gruppo di minatori e sviluppatori ha avviato un hard fork,. lasciando la rete Bitcoin per creare una nuova valuta utilizzando la stessa base di codice di Bitcoin. Sebbene questo gruppo fosse d'accordo con la necessità di una soluzione al ridimensionamento, temeva che l'adozione della tecnologia SegWit non avrebbe risolto completamente il problema del ridimensionamento.

Invece, sono andati con la seconda soluzione di aumentare il numero di transazioni che ogni blocco può memorizzare. La valuta risultante, denominata Bitcoin Cash,. ha aumentato la dimensione del blocco a 8 MB in modo da accelerare il processo di verifica per consentire una performance di circa 2 milioni di transazioni al giorno.

La linea di fondo

Il mining di bitcoin è un processo ad alta intensità energetica con sistemi di mining personalizzati che competono per risolvere enigmi matematici. Il minatore che risolve per primo il puzzle viene premiato con bitcoin. Il processo di mining di bitcoin conferma anche le transazioni sulla rete della criptovaluta e le rende affidabili.

Sebbene i singoli minatori che utilizzavano i sistemi desktop abbiano avuto un ruolo durante i primi giorni della criptovaluta, l'ecosistema minerario bitcoin è dominato da grandi società minerarie che gestiscono pool minerari sparsi in molte aree geografiche. Anche il mining di bitcoin è controverso perché utilizza quantità astronomiche di energia. Con la crescente consapevolezza del cambiamento climatico, diversi minatori hanno spostato le operazioni in regioni che utilizzano fonti di energia rinnovabile per produrre elettricità.

Mette in risalto

• Il mining di bitcoin ha generato polemiche perché non è considerato ecologico.

• Il mining di bitcoin è il processo di creazione di nuovi bitcoin risolvendo un puzzle computazionale.

• Il mining di Bitcoin è necessario per mantenere il registro delle transazioni su cui si basa Bitcoin.

• I minatori sono diventati molto sofisticati negli ultimi anni, utilizzando macchinari complessi per velocizzare le operazioni minerarie.

FAQ

Che cos'è il mining di Bitcoin?

Il mining di bitcoin è il processo che genera bitcoin. Consiste in sistemi minerari in competizione tra loro per risolvere un enigma matematico e vincere bitcoin come ricompensa.

Qual è lo scopo del mining di Bitcoin?

Il mining di bitcoin ha due scopi: - Genera bitcoin.- Conferma le transazioni sulla rete della criptovaluta e le rende affidabili.

Dovresti estrarre Bitcoin?

Il mining di bitcoin è un hobby costoso senza risultati garantiti. Dovrai investire in macchine costose, farle funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e pagare bollette elettriche elevate. Anche allora, non vi è alcuna garanzia che guadagnerai bitcoin.

Bitcoin Mining Green?

L'utilizzo di energia del mining di bitcoin è stato criticato dagli attivisti del clima come prova che la criptovaluta non è rispettosa dell'ambiente. Si stima che il processo di mining di bitcoin consumi la stessa quantità di elettricità di interi paesi. Mentre il mondo ruota verso le fonti di energia rinnovabili, si prevede che il mining di bitcoin diventi più verde.

Quali sono i principali costi associati al mining di Bitcoin?

I tre maggiori costi per il mining di bitcoin sono: - Elettricità - Infrastruttura di rete - Infrastruttura mineraria