Come funziona la Bitcoin Mining?

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Che cos'è la Bitcoin Mining?

L'estrazione di criptovalute è scrupolosa, costosa e solo sporadicamente gratificante. Ciononostante, l'estrazione mineraria ha un fascino magnetico per molti investitori interessati alla crittovaluta a causa del fatto che i minatori sono ricompensati per il loro lavoro con gettoni crittografici. Questo può essere dovuto al fatto che i tipi intraprendenti vedono l'attività mineraria come una moneta del cielo, come i cercatori d'oro della California nel 1849. E se siete tecnologicamente inclini a farlo, perché non farlo?

PRESTAZIONI CHIAVE

Con l'estrazione mineraria, si può guadagnare criptovaluta senza dover mettere giù i soldi per questo. I minatori Bitcoin ricevono Bitcoin come ricompensa per aver completato "blocchi" di transazioni verificate che vengono aggiunti alla catena di blocchi. Le ricompense minerarie sono pagate al minatore che scopre per primo la soluzione di un complesso puzzle di hashing, e la probabilità che sia un partecipante a scoprire la soluzione è legata alla porzione di potenza mineraria totale sulla rete. Per allestire un impianto minerario è necessario disporre di una GPU (unità di elaborazione grafica) o di un circuito integrato specifico per l'applicazione (ASIC). Tuttavia, prima di investire il tempo e le attrezzature, leggete questa spiegazione per vedere se il mining fa davvero per voi. Ci concentreremo principalmente sul Bitcoin (in tutto, useremo "Bitcoin" quando ci riferiamo alla rete o alla crittovaluta come concetto, e "bitcoin" quando ci riferiamo ad una quantità di gettoni individuali).

L'estrazione primaria per molte miniere è la prospettiva di essere ricompensati con il Bitcoin. Detto questo, non è certo necessario essere un minatore per possedere gettoni di criptovaluta. Si possono anche acquistare le valute criptate usando la valuta fiat; si possono scambiare su una borsa come Bitstamp usando un altro crittografo (per esempio, usando Ethereum o NEO per acquistare Bitcoin); si può anche guadagnare facendo shopping, pubblicando i post del blog su piattaforme che pagano gli utenti in valuta criptata, o anche impostare conti crittografici che fruttano interessi. Un esempio di piattaforma di cripto blog è Steemit, che è un po' come Medium, tranne per il fatto che gli utenti possono ricompensare i blogger pagandoli in una valuta di proprietà chiamata STEEM. STEEM può poi essere scambiato altrove per Bitcoin.

La ricompensa Bitcoin che i minatori ricevono è un incentivo che motiva le persone ad assistere allo scopo primario dell'attività mineraria: legittimare e monitorare le transazioni Bitcoin, garantendone la validità. Poiché queste responsabilità sono diffuse tra molti utenti in tutto il mondo, il Bitcoin è una moneta criptata "decentralizzata", o che non si affida ad alcuna autorità centrale come una banca centrale o un governo per la supervisione della sua regolamentazione.

Come estrarre i Bitcoin

I minatori vengono pagati per il loro lavoro di revisori dei conti. Stanno facendo il lavoro di verifica della legittimità delle transazioni Bitcoin. Questa convenzione ha lo scopo di mantenere gli utenti Bitcoin onesti ed è stata concepita dal fondatore di Bitcoin, Satoshi Nakamoto. Verificando le transazioni, i minatori stanno aiutando a prevenire il "problema della doppia spesa".

La doppia spesa è uno scenario in cui un proprietario di bitcoin spende illecitamente lo stesso bitcoin due volte. Con la valuta fisica, questo non è un problema: una volta che consegni a qualcuno una banconota da 20 dollari per comprare una bottiglia di vodka, non ce l'hai più, quindi non c'è pericolo che tu possa usare la stessa banconota da 20 dollari per comprare i biglietti del lotto della porta accanto. Anche se c'è la possibilità di fare soldi falsi, non è esattamente la stessa cosa di spendere letteralmente lo stesso dollaro due volte. Con la moneta digitale, invece, come spiega il dizionario di Startupedia, "c'è il rischio che il possessore possa fare una copia del gettone digitale e inviarlo a un commerciante o a un altro soggetto conservando l'originale".

Supponiamo di avere una banconota da 20 dollari legittima e una contraffazione della stessa banconota da 20 dollari. Se si tentasse di spendere sia la banconota vera che quella falsa, qualcuno che si prendesse la briga di guardare i numeri di serie di entrambe le banconote si accorgerebbe che sono lo stesso numero, e quindi una di esse dovrebbe essere falsa. Quello che fa un minatore Bitcoin è analogo a questo: controlla le transazioni per assicurarsi che gli utenti non abbiano tentato illegittimamente di spendere lo stesso bitcoin due volte. Questa non è un'analogia perfetta - spiegheremo più dettagliatamente qui di seguito.

Una volta che i minatori hanno verificato un valore di 1 MB (megabyte) di transazioni bitcoin, noto come "blocco", questi minatori possono essere ricompensati con una quantità di bitcoin (maggiori informazioni sulla ricompensa bitcoin qui sotto). Il limite di 1 MB è stato fissato da Satoshi Nakamoto, ed è una questione controversa, in quanto alcuni minatori ritengono che la dimensione del blocco debba essere aumentata per accogliere un maggior numero di dati, il che significherebbe effettivamente che la rete di bitcoin potrebbe elaborare e verificare le transazioni più rapidamente.

Si noti che la verifica di 1 MB di transazioni rende un minatore di monete idoneo a guadagnare bitcoin: non tutti coloro che verificano le transazioni saranno pagati.

1 MB di transazioni può teoricamente essere piccolo quanto una transazione (anche se non è affatto comune) o diverse migliaia. Dipende da quanti dati occupano le transazioni.

"Quindi, dopo tutto quel lavoro di verifica delle transazioni, potrei ancora non ottenere alcun bitcoin per questo?

Questo è corretto.

Per guadagnare bitcoins, è necessario soddisfare due condizioni. Una è una questione di sforzo, una è una questione di fortuna.

1) Devi verificare ~1MB di transazioni. Questa è la parte facile.

2) Devi essere il primo minatore ad arrivare alla risposta giusta, o alla risposta più vicina, ad un problema numerico. Questo processo è anche noto come prova di lavoro.

Cosa intendi con "la risposta giusta a un problema numerico"?

La buona notizia: Non si tratta di matematica avanzata o di calcolo. Avrete sentito dire che i minatori stanno risolvendo difficili problemi matematici - non è esattamente vero. Quello che stanno facendo in realtà è cercare di essere i primi minatori a proporre un numero esadecimale a 64 cifre (un "hash") che sia inferiore o uguale all'hash target. Si tratta fondamentalmente di congetture.

La cattiva notizia è che si tratta di congetture, ma con il numero totale di possibili congetture per ognuno di questi problemi dell'ordine di miliardi, è un lavoro incredibilmente arduo. Per risolvere un problema prima di tutto, i minatori hanno bisogno di molta potenza di calcolo. Per estrarre con successo, è necessario avere un alto "tasso di hashish", che si misura in termini di megahashes al secondo (MH/s), gigahashes al secondo (GH/s), e terahashes al secondo (TH/s).

Si tratta di un gran numero di hashish.

Se volete stimare quanto bitcoin potreste estrarre con il tasso di hash della vostra piattaforma mineraria, il sito Cryptocompare offre un'utile calcolatrice.

Miniere e circolazione del bitcoin

Oltre a rivestire le tasche dei minatori e a sostenere l'ecosistema bitcoin, l'estrazione mineraria serve un altro scopo vitale: è l'unico modo per mettere in circolazione una nuova moneta criptata. In altre parole, i minatori sono fondamentalmente "coniatori" di moneta. Per esempio, a partire dal novembre 2020, c'erano in circolazione circa 18,5 milioni di bitcoin. A parte le monete coniate attraverso il blocco della genesi (il primo blocco, creato dal fondatore Satoshi Nakamoto), ognuno di questi Bitcoin è nato grazie ai minatori. In assenza di minatori, il Bitcoin come rete esisterebbe ancora e sarebbe utilizzabile, ma non ci sarebbe mai stato un bitcoin aggiuntivo. Alla fine arriverà un momento in cui l'estrazione del Bitcoin finirà; secondo il Protocollo Bitcoin, il numero totale di bitcoin sarà limitato a 21 milioni. Tuttavia, poiché il tasso di bitcoin "estratto" si riduce nel tempo, il bitcoin finale non verrà fatto circolare fino all'anno 2140 circa. Ciò non significa che le transazioni cesseranno di essere verificate. I minatori continueranno a verificare le transazioni e saranno pagati in commissioni per farlo, al fine di mantenere l'integrità della rete Bitcoin.

A parte il payoff Bitcoin a breve termine, essere un minatore di monete può dare il potere di "voto" quando vengono proposte modifiche al protocollo di rete Bitcoin. In altre parole, i minatori hanno un certo grado di influenza nel processo decisionale su questioni come la biforcazione.

Quanto guadagna un minatore

I premi per l'estrazione del bitcoin vengono ridotti della metà ogni quattro anni. Quando il bitcoin è stato estratto per la prima volta nel 2009, estraendo un blocco di bitcoin si guadagnano 50 BTC. Nel 2012, questo è stato dimezzato a 25 BTC. Nel 2016, questa cifra è stata dimezzata a 12,5 BTC. L'11 maggio 2020 la ricompensa si dimezzò nuovamente a 6,25 BTC. Nel novembre del 2020, il prezzo del Bitcoin era di circa 17.900 dollari per Bitcoin, il che significa che si guadagnano 111.875 dollari (6,25 x 17.900) per aver completato un blocco. Non è un cattivo incentivo per risolvere il complesso problema dell'hashish descritto sopra, potrebbe sembrare.

Se volete sapere con precisione quando si verificheranno queste dimezzature, potete consultare l'orologio Bitcoin Clock, che aggiorna queste informazioni in tempo reale. È interessante notare che il prezzo di mercato del bitcoin, nel corso della sua storia, ha avuto la tendenza a corrispondere strettamente alla riduzione delle nuove monete entrate in circolazione. Questo calo del tasso di inflazione ha aumentato la scarsità e storicamente il prezzo è aumentato con esso.

Se siete interessati a vedere quanti blocchi sono stati coniati finora, ci sono diversi siti, tra cui Blockchain.info, che vi daranno queste informazioni in tempo reale.

Di cosa ho bisogno per estrarre i Bitcoin?

Anche se all'inizio della storia dei Bitcoin gli individui possono essere stati in grado di competere per i blocchi con un normale computer a casa, questo non è più il caso. La ragione di questo è che la difficoltà di estrarre i Bitcoin cambia nel tempo. Per garantire il buon funzionamento della catena di blocchi e la sua capacità di elaborare e verificare le transazioni, la rete Bitcoin mira ad avere un blocco prodotto ogni 10 minuti circa. Tuttavia, se ci sono un milione di piattaforme minerarie che competono per risolvere il problema dell'hashish, è probabile che raggiungeranno una soluzione più velocemente di uno scenario in cui 10 piattaforme minerarie stanno lavorando sullo stesso problema. Per questo motivo, Bitcoin è progettato per valutare e regolare la difficoltà di estrazione ogni 2.016 blocchi, o più o meno ogni due settimane. Quando c'è più potenza di calcolo che lavora collettivamente per estrarre il Bitcoin, il livello di difficoltà dell'estrazione aumenta per mantenere la produzione di blocchi ad un ritmo stabile. Meno potenza di calcolo significa che il livello di difficoltà diminuisce. Per avere un'idea di quanta potenza di calcolo è coinvolta, quando il Bitcoin è stato lanciato nel 2009 il livello di difficoltà iniziale era uno. A partire dal novembre 2019, è di oltre 13 trilioni.

Tutto questo per dire che, per poter estrarre in modo competitivo, i minatori devono ora investire in attrezzature informatiche potenti come una GPU (unità di elaborazione grafica) o, più realisticamente, un circuito integrato specifico per l'applicazione (ASIC). Questi possono andare da 500 a decine di migliaia di dollari. Alcuni minatori - in particolare i minatori dell'Ethereum - acquistano singole schede grafiche (GPU) come metodo a basso costo per mettere insieme le operazioni minerarie. La foto qui sotto è una macchina mineraria di fortuna, fatta in casa. Le schede grafiche sono quei blocchi rettangolari con ventilatori a ventaglio. Si noti la torsione a sandwich che tiene le schede grafiche al palo di metallo. Questo non è probabilmente il modo più efficiente per estrarre le mine, e come potete immaginare, molti minatori ci sono dentro tanto per il divertimento e la sfida quanto per i soldi.

La versione "Spiegare come se avessi cinque anni".

I pro e i contro dell'estrazione del bitcoin possono essere difficili da capire così come sono. Consideriamo questo esempio illustrativo di come funziona il problema dell'hashish: Dico a tre amici che sto pensando a un numero compreso tra uno e 100, e scrivo quel numero su un pezzo di carta e lo sigillo in una busta. I miei amici non devono indovinare il numero esatto; devono solo essere i primi a indovinare un numero inferiore o uguale al numero a cui sto pensando. E non c'è limite a quante indovinanze riescono ad indovinare.

Diciamo che sto pensando al numero 19. Se l'Amico A indovina 21, perdono a causa del 21>19. Se l'Amico B indovina 16 e l'Amico C indovina 12, allora entrambi sono arrivati teoricamente a risposte valide, a causa di 16<19 e 12<19. Non c'è nessun "credito extra" per l'Amico B, anche se la risposta di B era più vicina alla risposta obiettivo di 19. Ora immaginate che io ponga la domanda "indovinate a quale numero sto pensando", ma non sto chiedendo solo tre amici, e non sto pensando a un numero compreso tra 1 e 100. Piuttosto, sto chiedendo a milioni di aspiranti minatori e sto pensando a un numero esadecimale a 64 cifre. Ora capisci che sarà estremamente difficile indovinare la risposta giusta.

Se B e C rispondono entrambi simultaneamente, allora l'analogia ELI5 si rompe.

In termini Bitcoin, le risposte simultanee si verificano frequentemente, ma alla fine della giornata, ci può essere una sola risposta vincente. Quando vengono presentate più risposte simultanee che sono uguali o inferiori al numero target, la rete Bitcoin deciderà per una semplice maggioranza - il 51% - quale minatore onorare. In genere, è il minatore che ha fatto più lavoro o, in altre parole, quello che verifica il maggior numero di transazioni. Il blocco perdente diventa quindi un "blocco orfano". I blocchi orfani sono quelli che non vengono aggiunti alla catena di blocchi. I minatori che risolvono con successo il problema dell'hashish ma che non hanno verificato il maggior numero di transazioni non vengono premiati con il bitcoin.

Cos'è un "numero esadecimale a 64 cifre"?

Bene, ecco un esempio di un tale numero:

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee Il numero di cui sopra ha 64 cifre. Abbastanza facile da capire finora. Come avrete probabilmente notato, quel numero non è composto solo da numeri, ma anche da lettere dell'alfabeto. Come mai?

Per capire cosa fanno queste lettere al centro dei numeri, disimballiamo la parola "esadecimale".

Come sapete, usiamo il sistema "decimale", che significa che è base 10. Questo, a sua volta, significa che ogni cifra di un numero a più cifre ha 10 possibilità, da zero a nove.

"Esadecimale", invece, significa base 16, poiché "hex" deriva dalla parola greca per sei e "deca" deriva dalla parola greca per 10. In un sistema esadecimale, ogni cifra ha 16 possibilità. Ma il nostro sistema numerico offre solo 10 modi di rappresentare i numeri (da zero a nove). Ecco perché bisogna inserire le lettere, in particolare le lettere a, b, c, d, d, e, e, f.

Se si estrae bitcoin, non è necessario calcolare il valore totale di quel numero a 64 cifre (l'hashish). Ripeto: non è necessario calcolare il valore totale di un hashish.

Quindi, cosa hanno a che fare i "numeri esadecimali a 64 cifre" con l'estrazione di bitcoin?

Ricordate l'analogia dell'ELI5, dove ho scritto il numero 19 su un pezzo di carta e l'ho messo in una busta sigillata?

In termini di bitcoin mining, quel numero metaforico non dichiarato nella busta è chiamato l'hashish di destinazione.

Quello che i minatori stanno facendo con quegli enormi computer e decine di ventole di raffreddamento è indovinare l'hashish di destinazione. I minatori fanno queste congetture generando casualmente il maggior numero possibile di "nonces", il più velocemente possibile. Un nonce è l'abbreviazione di "numero usato una sola volta", e il nonce è la chiave per generare questi numeri esadecimali a 64 bit di cui continuo a parlare. Nell'estrazione mineraria Bitcoin, un nonce è 32 bit di dimensioni molto più piccole dell'hashish, che è 256 bit. Il primo minatore il cui nonce genera un hash che è inferiore o uguale all'hash target si aggiudica il credito per aver completato quel blocco e si aggiudica il bottino di 6,25 BTC.

In teoria, si potrebbe raggiungere lo stesso obiettivo facendo rotolare un dado a 16 facce 64 volte per arrivare a numeri casuali, ma perché mai si vorrebbe fare una cosa del genere?

Lo screenshot qui sotto, preso dal sito Blockchain.info, potrebbe aiutarvi a mettere insieme tutte queste informazioni a colpo d'occhio. State guardando un riassunto di tutto quello che è successo quando il blocco #490163 è stato estratto. Il nonce che ha generato l'hashish "vincente" è stato 731511405. L'hash target è mostrato in alto. Il termine "Relayed by Antpool" si riferisce al fatto che questo particolare blocco è stato completato da AntPool, una delle piscine minerarie di maggior successo (maggiori informazioni sulle piscine minerarie qui sotto). Come vedete qui, il loro contributo alla comunità Bitcoin è che hanno confermato 1768 transazioni per questo blocco. Se volete davvero vedere tutte le 1768 transazioni per questo blocco, andate su questa pagina e scorrete fino alla voce "Transazioni".

"Allora, come faccio a indovinare l'hashish di destinazione?"

Tutti gli hash target iniziano con zeri - almeno otto zeri e fino a 63 zeri.

Non c'è un target minimo, ma c'è un target massimo impostato dal Protocollo Bitcoin. Nessun bersaglio può essere maggiore di questo numero:

00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000

Ecco alcuni esempi di hashish randomizzati e i criteri per stabilire se porteranno al successo del minatore:

"Come posso massimizzare le mie possibilità di indovinare l'hashish target prima di chiunque altro?

Si dovrebbe ottenere un impianto minerario veloce, o, più realisticamente, unirsi a un pool minerario: un gruppo di minatori di monete che combinano la loro potenza di calcolo e dividono il bitcoin estratto. I pool minerari sono paragonabili a quei club di Powerball i cui membri acquistano in massa i biglietti della lotteria e accettano di condividere le vincite. Un numero sproporzionatamente elevato di blocchi è estratto dalle piscine piuttosto che dai singoli minatori.

In altre parole, è letteralmente solo un gioco di numeri. Non è possibile indovinare lo schema o fare una previsione sulla base di precedenti hashish bersaglio. Il livello di difficoltà del blocco più recente al momento della scrittura è di circa 17,59 trilioni, il che significa che la probabilità che un determinato nonce produca un hash al di sotto dell'obiettivo è una su 17,59 trilioni. Non ci sono grandi probabilità se si lavora da soli, anche con un impianto di estrazione mineraria tremendamente potente.

"Come posso decidere se il bitcoin sarà redditizio per me?

Non solo i minatori devono tenere conto dei costi associati alle costose attrezzature necessarie per avere una possibilità di risolvere un problema di hashish. Devono anche considerare la notevole quantità di impianti di estrazione di energia elettrica che le piattaforme minerarie utilizzano per generare grandi quantità di noncessi in cerca della soluzione. Tutto sommato, l'estrazione mineraria di bitcoin è in gran parte non redditizia per la maggior parte dei singoli minatori a partire da questo scritto. Il sito Cryptocompare offre un utile calcolatore che permette di inserire numeri come la velocità dell'hashish e i costi dell'elettricità per stimare i costi e i benefici.

Cosa sono le miniere di monete?

Le ricompense minerarie sono pagate al minatore che scopre per primo una soluzione al puzzle, e la probabilità che sia un partecipante a scoprire la soluzione è pari alla quota di potenza mineraria totale sulla rete. I partecipanti con una piccola percentuale della potenza mineraria hanno pochissime possibilità di scoprire da soli il prossimo blocco. Ad esempio, una carta mineraria che si potrebbe acquistare per un paio di migliaia di dollari rappresenterebbe meno dello 0,001% della potenza mineraria della rete. Con una così piccola possibilità di trovare il blocco successivo, potrebbe passare molto tempo prima che il minatore trovi un blocco, e la difficoltà di salire rende le cose ancora peggiori. Il minatore potrebbe non recuperare mai il suo investimento. La risposta a questo problema sono le piscine minerarie. Le piscine minerarie sono gestite da terzi e coordinano gruppi di minatori. Lavorando insieme in un pool e condividendo i pagamenti tra tutti i partecipanti, i minatori possono ottenere un flusso costante di bitcoin a partire dal giorno in cui attivano il loro minatore. Le statistiche su alcune delle piscine minerarie possono essere consultate su Blockchain.info.

"Ho fatto i conti. Dimenticate l'attività mineraria. Esiste un modo meno oneroso di trarre profitto dalle crittocorse?".

Come già detto, il modo più semplice per acquistare bitcoin è semplicemente acquistarlo in una delle numerose borse. In alternativa, si può sempre fare leva sulla "strategia del piccone". Questa si basa sulla vecchia sega che durante la corsa all'oro della California del 1849, l'investimento intelligente non era quello di cercare l'oro, ma piuttosto quello di realizzare i picconi usati per l'estrazione mineraria. O, per dirla in termini moderni, investire nelle aziende che producono quei picconi. In un contesto di criptovaluta, l'equivalente dei picconi sarebbe una società che produce attrezzature utilizzate per l'estrazione mineraria Bitcoin. Si può prendere in considerazione, ad esempio, di esaminare le aziende che producono attrezzature ASIC o GPU.

L'estrazione mineraria Bitcoin è legale?

La legalità dell'estrazione mineraria Bitcoin dipende interamente dalla vostra posizione geografica. Il concetto di Bitcoin può minacciare il dominio delle valute fiat e il controllo del governo sui mercati finanziari. Per questo motivo, il Bitcoin è completamente illegale in alcuni luoghi.

La proprietà del Bitcoin e l'estrazione mineraria sono legali in più paesi. Alcuni esempi di luoghi dove è illegale sono l'Algeria, l'Egitto, il Marocco, la Bolivia, l'Ecuador, il Nepal e il Pakistan.4 Nel complesso, l'uso del Bitcoin e l'estrazione mineraria sono legali in gran parte del mondo.

Rischi dell'attività mineraria

I rischi dell'attività estrattiva sono quelli finanziari e di natura normativa. Come detto, l'estrazione mineraria Bitcoin, e l'estrazione mineraria in generale, è un rischio finanziario. Si potrebbe fare tutto lo sforzo di acquistare attrezzature minerarie del valore di centinaia o migliaia di dollari solo per non avere alcun ritorno sul loro investimento. Detto questo, questo rischio può essere mitigato unendo i pool minerari. Se state pensando di estrarre e vivete in un'area che è proibita, dovreste ripensarci. Potrebbe anche essere una buona idea fare una ricerca sulla regolamentazione dei vostri paesi e sul sentimento generale verso la crittovaluta prima di investire in attrezzature minerarie.