Piense en la cadena de bloques como un libro de contabilidad digital. Cada página de este libro de contabilidad contiene transacciones, de forma similar a cómo su extracto bancario enumera todos sus gastos.
Los mineros son como los contables de este libro de contabilidad. Su trabajo es verificar que cada nueva transacción sea válida antes de agregarla al libro de contabilidad. Para poder agregar una página (llamada “bloque”), los mineros primero deben resolver un rompecabezas matemático muy complejo, que en realidad es una competencia: el primer minero que encuentre la solución gana el derecho a agregar el siguiente bloque a la cadena.
Es comparable a una situación en la que cada minero es un detective que intenta encontrar la combinación de un candado. Prueban millones de combinaciones posibles hasta que uno de ellos encuentra la correcta. Quien desbloquee el candado primero obtiene el privilegio de agregar las últimas transacciones a la cadena de bloques. Y como recompensa por su trabajo, reciben unidades nuevas y recién acuñadas de la criptomoneda, así como las tarifas de transacción pagadas por los usuarios.
De hecho, esta carrera para resolver acertijos es esencial para mantener la seguridad y fiabilidad de la cadena de bloques sin necesidad de una autoridad central como un banco. Dado que el desafío matemático requiere una gran capacidad de procesamiento, resulta muy difícil y costoso para un estafador hacer trampa y añadir transacciones falsas.
Además, una vez que un minero añade un bloque, todos los demás mineros y usuarios pueden verificar que sea correcto. Es como tener miles de contadores revisando cada página del libro de contabilidad. Si todos están de acuerdo, el bloque queda vinculado permanentemente a la cadena y no se puede modificar.
Así, gracias al arduo trabajo de los mineros para resolver estos acertijos criptográficos, se puede confiar en la precisión y seguridad de la cadena de bloques, sin tener que confiar en una única autoridad central. ¡Esa es la belleza de un sistema descentralizado!
Por supuesto, en realidad la minería implica detalles técnicos complejos, que se tratan en este artículo.
Este trabajo de verificación y registro es esencial para garantizar la integridad, seguridad y sostenibilidad de las redes blockchainBlockchain Un libro mayor público e inmutable de transacciones criptográficas, organizado en bloques.. Sin los mineros, sería imposible garantizar la fiabilidad de las transacciones y evitar el gasto múltiple de la misma unidad criptográfica. La minería es, por tanto, un engranaje esencial del mecanismo de consenso distribuido que caracteriza a las redes blockchain.
Los fundamentos técnicos de la minería
La minería de criptomonedas se basa en un principio fundamental llamado “PoW” (Prueba de trabajo). Para añadir un nuevo bloque de transacciones a la cadena, los mineros deben resolver un problema matemático complejo que requiere una considerable potencia de cálculo. Este rompecabezas criptográfico, específico para cada bloque, está diseñado para ser difícil de resolver pero fácil de verificar una vez que se encuentra la solución.
En concreto, los mineros utilizan la potencia de sus ordenadores para generar hashes criptográficos repetidamente hasta obtener un resultado inferior a un valor objetivo determinado por el protocolo. Este proceso de ensayo y error, que puede requerir miles de millones de cálculos, garantiza que se haya realizado un trabajo sustancial para crear el nuevo bloque. Una vez resuelto el problema, el minero transmite su solución a otros nodos de la red, que pueden entonces verificar rápidamente su validez y añadirla a su copia de la cadena de bloques.
De hecho, para modificar fraudulentamente un bloque existente, un atacante no solo tendría que rehacer el trabajo asociado con ese bloque, sino también alcanzar y superar el trabajo proporcionado por todos los demás mineros en bloques posteriores, lo que se considera prácticamente imposible.
¿Qué es la tasa de hashHash Una función criptográfica que convierte los datos de entrada en una cadena alfanumérica de tamaño fijo.?
La tasa de hash es una métrica fundamental que mide la potencia computacional de una red blockchain. Representa la cantidad de operaciones de hash que un minero o la red completa pueden realizar por segundo. Por ejemplo, una tasa de hash de 100 TH/s significa que el sistema puede realizar 100 billones (1012) de cálculos de hash por segundo. Cuando un minero individual o un grupo de minería informa su tasa de hash, indica su fuerza relativa y la probabilidad de encontrar el siguiente bloque. La tasa de hash de la red global, que es la suma de toda la potencia minera en la red, sirve como un indicador clave de seguridad.
A medida que aumenta la tasa de hash total de la red, la dificultad de la minería se ajusta automáticamente para mantener un tiempo de bloque promedio constante: aproximadamente 10 minutos para Bitcoin. Esta relación dinámica entre la tasa de hash y la dificultad es crucial para la seguridad de la red: una tasa de hash más alta significa que un atacante necesitaría una enorme cantidad de potencia computacional (y, por lo tanto, inversión financiera) para ejecutar con éxito un ataque del 51%.
Las operaciones mineras modernas miden su tasa de hash en diferentes unidades dependiendo de su escala: MH/s (megahash, 106), GH/s (gigahash, 109), TH/s (terahash, 1012) o incluso PH/s (petahash, 1015) para grandes grupos de minería.
Infraestructura y equipamiento necesarios
Las herramientas utilizadas para la minería de criptomonedas han evolucionado considerablemente desde la aparición de Bitcoin en 2009. En los primeros tiempos de la tecnología, todavía era posible minar con un simple ordenador personal. Sin embargo, a medida que la dificultad de la minería aumentó y se puso a disposición hardware dedicado, este enfoque rápidamente quedó obsoleto.
Los mineros han ido recurriendo poco a poco a las potentes tarjetas gráficas (GPUGPU Componente de una tarjeta gráfica que puede utilizarse para minar criptomonedas realizando los cálculos necesarios para validar las transacciones. Más potente que una CPU para ciertos tipos de cálculos.), capaces de realizar una gran cantidad de cálculos en paralelo. Esta carrera por la potencia condujo entonces al desarrollo de circuitos integrados específicos, denominados ASICASIC Un tipo de hardware de minería diseñado específicamente para determinadas criptomonedas, más eficiente que las GPU y las CPU. (Application-Specific Integrated Circuits), optimizados para la minería de una criptomoneda concreta. Los ASIC ofrecen una eficiencia energética y una potencia de cálculo muy superiores a las de las GPU.
Al mismo tiempo, el auge de la minería ha fomentado la aparición de pools de minería, que permiten a los mineros individuales poner en común sus recursos y compartir las recompensas proporcionalmente a su contribución. Esta puesta en común del trabajo se ha vuelto esencial para mantener una probabilidad razonable de encontrar un bloque y recibir una compensación regular, frente a la competencia de los grandes actores industriales.
Economía y rentabilidad de la minería
Para entender la economía de la minería de criptomonedas, es esencial considerar los costos asociados a esta actividad. Además de la inversión inicial en hardware de minería, que suele ser sustancial, los mineros deben asumir costos operativos significativos, entre los que se destacan la electricidad y el mantenimiento.
Teniendo en cuenta estos gastos, la rentabilidad de la minería depende principalmente de dos factores: el precio de la criptomoneda extraída y la recompensa que se da a los mineros por cada bloque creado. En el caso de Bitcoin, esta recompensa es actualmente de 6,25 bitcoins por bloque, pero está previsto que disminuya a la mitad cada 210.000 bloques (aproximadamente cada 4 años), un proceso llamado “halving”.
Además de la recompensa por bloque, los mineros también cobran comisiones por transacciones asociadas a las operaciones que validan. Estas comisiones, pagadas por los usuarios para acelerar el procesamiento de sus transacciones, pueden representar una parte importante de los ingresos de los mineros cuando la red está congestionada.
Si bien el principio de la minería es común a la mayoría de las criptomonedas, su implementación y evolución varían según la red. Bitcoin y Ethereum, las dos criptomonedas más grandes en términos de capitalización, ilustran bien estas diferencias.
En el caso de Bitcoin, la minería se basa en el algoritmo de hash SHA-256 y sigue estando dominada en gran medida por los ASIC. La concentración del poder de minería en manos de unos pocos grandes pools plantea interrogantes sobre el grado de descentralización real de la red.
Ethereum, por su parte, utiliza el algoritmo Ethash, diseñado para ser más resistente al dominio de los ASIC. Sin embargo, la verdadera innovación de Ethereum reside en su plan de transición hacia un mecanismo de consenso alternativo, PoS (Proof of StakeProof of Stake Un mecanismo de consenso en el que se eligen validadores en función del número de tokens que poseen y están dispuestos a «stakar» como garantía.). Con este nuevo modelo, la creación de bloques y la validación de transacciones ya no dependen de la potencia de cálculo, sino de la tenencia y el stakingStaking El acto de participar en una red Proof of Stake bloqueando tokens como garantía para validar transacciones y proteger la red. de ethers, la criptomoneda nativa de la red.
Al mismo tiempo, muchos proyectos están explorando soluciones para hacer que la minería sea más justa y sostenible. Algunos están desarrollando algoritmos de consenso híbridos, combinando PoW y PoS. Otros apuestan por enfoques más radicales, como la minería con permisos o la minería basada en recursos alternativos (almacenamiento, ancho de banda).
¿Cómo funcionan los pools de minería en la práctica?
Un pool de minería es un grupo de mineros que reúnen sus recursos informáticos para aumentar sus posibilidades de encontrar bloques. En lugar de que cada uno trabaje de forma aislada, los mineros de un pool combinan su poder para resolver colectivamente los acertijos criptográficos de la cadena de bloques. Cuando el pool encuentra un bloque, la recompensa se comparte entre todos los participantes en proporción a su contribución.
La ventaja de los pools es que permiten distribuir uniformemente los ingresos de los mineros. En una cadena de bloques como Bitcoin, la recompensa por un bloque se otorga según el principio del “ganador se lleva todo”: solo el minero que encuentra el bloque se queda con los bitcoins recién creados y las comisiones por transacción, mientras que los demás se van con las manos vacías. Con un pool, las ganancias son ciertamente menos espectaculares, pero mucho más regulares y predecibles.
Los pools de minería han ganado popularidad rápidamente, hasta el punto de que ahora representan la gran mayoría de la potencia de procesamiento de la red Bitcoin. Los pools más importantes, como Antpool, F2Pool o ViaBTC, reúnen a decenas de miles de mineros individuales y granjas de minería profesionales.
Para contrarrestar la amenaza del 51%, algunas criptomonedas han optado por funciones hash “resistentes a ASIC”, es decir, diseñadas para ser ineficientes de implementar en circuitos especializados. Es el caso, por ejemplo, de Monero, que utiliza el algoritmo RandomX para favorecer la minería en CPUCPU El procesador de un ordenador, un componente que en criptografía puede utilizarse para minar bloques realizando cálculos intensivos para validar las transacciones y asegurar la red. y promover así una mayor descentralización. Otras, como Litecoin, se basan en Scrypt, una función de uso intensivo de memoria que se supone que favorece a las GPU frente a los ASIC.
Pero a pesar de estos intentos, la tendencia subyacente sigue siendo la de la profesionalización e industrialización de la minería. Se multiplican las granjas gigantes, a menudo instaladas en regiones con costes de electricidad muy bajos, como China, Rusia, Islandia o Kazajstán. Empresas cotizadas como Riot Blockchain o Hut 8 MiningMining Proceso de validación de transacciones y protección de una red blockchain mediante trabajo computacional. están invirtiendo masivamente en infraestructuras dedicadas, con decenas de miles de ASIC funcionando a toda velocidad las 24 horas del día.
Este desarrollo plantea preguntas sobre la accesibilidad y la descentralización de la minería, que cada vez más parece estar reservada a un puñado de actores con recursos considerables.
Economía y rentabilidad de la minería
Más allá de sus problemas energéticos y medioambientales, la minería de criptomonedas es también una actividad eminentemente económica, cuya rentabilidad depende de un conjunto complejo de parámetros. Para entender los motores de este negocio, es útil analizar sus principales partidas de costes e ingresos.
En cuanto a los costes, el mayor gasto es sin duda el de la electricidad. Como hemos visto, tener miles de ASIC funcionando las 24 horas del día consume cantidades fenomenales de energía, que a menudo representan más del 80% de los costes operativos de una granja de minería. A modo de ejemplo, un minero Antminer S19 de última generación consume aproximadamente 3.250 vatios para una potencia de 100 TH/s, es decir, una factura anual de más de 3.000 dólares por dispositivo con una tarifa eléctrica de 0,10 dólares por kWh.
Por eso, la localización de las explotaciones mineras es una cuestión estratégica de gran importancia. Para optimizar su rentabilidad, los mineros buscan instalarse en regiones donde la electricidad sea lo más barata posible, aunque eso implique trasladar con frecuencia sus operaciones cuando surjan oportunidades. Así es como países como China, Rusia, Kazajstán e Irán se han convertido en centros mineros, gracias a sus importantes recursos hidroeléctricos y a precios muy bajos (a veces inferiores a 0,03 dólares por kWh).
Pero los costos de energía no son el único factor a considerar. También está la inversión inicial en hardware, que puede ascender rápidamente a millones de dólares para una granja a escala industrial. Un minero ASIC de alta gama cuesta hoy entre 5.000 y 10.000 dólares cada uno, y es necesario implementar cientos o incluso miles de ellos para que sean competitivos. Sin mencionar la infraestructura necesaria para alojarlos: edificios, sistemas de refrigeración, conexiones de red, mantenimiento, seguridad, etc.
Otro factor clave es la vida útil y la obsolescencia de los equipos. En el ultracompetitivo mundo de la minería, un ASIC de última generación puede quedar obsoleto en cuestión de meses, sustituido por modelos cada vez más potentes y eficientes. Por ello, para mantenerse en la carrera, los mineros deben renovar constantemente su flota, lo que reduce su rentabilidad y genera una montaña de residuos electrónicos difícilmente reciclables.
En términos de ingresos, el modelo de negocio de la minería se basa en dos pilares: las recompensas por bloque y las comisiones por transacción. Cuando un minero consigue crear un nuevo bloque válido, recibe una doble remuneración: por un lado, una cantidad fija de criptomonedas recién emitidas (hoy 6,25 bitcoins por bloque); por otro lado, la suma de las comisiones incluidas en las transacciones que ha elegido incluir en su bloque.
Si bien las recompensas por bloque representan actualmente la mayor parte de los ingresos de los mineros, se espera que su monto disminuya con el tiempo. De hecho, la mayoría de las criptomonedas prevén un mecanismo de “halving” que reduce a la mitad la recompensa por bloque a intervalos regulares, con el fin de controlar la inflación y la velocidad de emisión de tokens. En el caso de Bitcoin, el último halving tuvo lugar en mayo de 2020, reduciendo la recompensa de 12,5 a 6,25 bitcoins. El siguiente está previsto para 2024, luego 2028, 2032, etc. hasta que esté en circulación todo el suministro de 21 millones de bitcoins.
En definitiva, se espera que las comisiones por transacción asuman el control para garantizar la rentabilidad de la minería. Pero esta transición está lejos de ser una certeza. De hecho, las comisiones representan actualmente solo una parte minoritaria de los ingresos de los mineros (menos del 10% en el caso de Bitcoin) y su importe es muy volátil porque depende de la congestión de la red y de la disposición de los usuarios a pagar más para que sus transacciones se procesen como prioridad.
Además, el aumento de las tarifas plantea un problema de accesibilidad y escalabilidad para las criptomonedas. Si cada transacción cuesta varios dólares o incluso decenas de dólares, como fue el caso durante los picos de actividad en 2017 o 2021, esto hace que su uso sea poco práctico para los pagos cotidianos y corre el riesgo de confinarlas a un papel de reserva de valor o activo especulativo. Este es uno de los principales desafíos de las cadenas de bloques PoW: ¿cómo mantener la seguridad de la red sin obstaculizar su adopción?
Otro parámetro esencial es la elección de las criptomonedas a minar. No todos los protocolos ofrecen la misma rentabilidad, dependiendo de su algoritmo de hash, su dificultad de minado, su política monetaria y por supuesto su valoración en los mercados. Si Bitcoin sigue siendo el rey en términos de ingresos brutos, algunas altcoins pueden ser más interesantes en términos de retorno de la inversión, porque son menos competitivas y más fáciles de minar con hardware genérico.
Es el caso, por ejemplo, de Ethereum Classic, Monero, Zcash, Grin o Beam, que utilizan algoritmos de memoria de alto rendimiento resistentes a ASIC y compatibles con GPU. La minería de estas criptomonedas alternativas puede rentabilizar hardware obsoleto para Bitcoin, reducir los costes de energía y equipos y posicionarse en proyectos prometedores pero aún poco conocidos. Muchos mineros también están explorando las oportunidades que ofrecen los tokens no minables, como los de las cadenas de bloques PoS, participando en sus ICOICO Evento de recaudación de fondos en el que se vende una nueva criptomoneda o token a los primeros inversores. u ofreciendo servicios de validación.
Existen muchas herramientas en línea que ayudan a los mineros a calcular la rentabilidad de diferentes escenarios y optimizar la asignación de recursos, como WhatToMine, CoinWarz, CryptoCompare o NiceHash. Estas calculadoras tienen en cuenta docenas de parámetros como la tasa de hash, el consumo de energía, el costo de la energía, la dificultad de la red, las recompensas por bloque y las tarifas de transacción para estimar los ingresos potenciales y el retorno de la inversión de una configuración determinada.
Pero más allá de las herramientas, lo que hace buenos mineros es sobre todo un conocimiento detallado del sector y una observación constante de sus evoluciones. Porque, más que la tecnología, es el factor humano el que sigue siendo decisivo en esta industria en constante evolución.
Especificidades
Si bien la minería de Bitcoin y las principales criptomonedas PoW comparten muchos puntos en común, también existen especificidades importantes vinculadas a las elecciones tecnológicas y económicas de cada proyecto.
Empecemos por Ethereum, que sigue siendo la principal alternativa a Bitcoin en términos de valoración y adopción hasta el día de hoy. Desde su creación en 2015, Ethereum utiliza un algoritmo de hash llamado Ethash, que pretende ser resistente a la centralización y favorecer la minería con GPU en lugar de ASIC. La idea es permitir que la mayor cantidad posible de personas participen en la seguridad de la red, sin favorecer a los grandes pools con hardware dedicado.
Esto funcionó durante un tiempo, pero a medida que el precio y la dificultad aumentaron, finalmente aparecieron en el mercado los ASIC de Ethash, producidos en particular por el gigante chino Bitmain. Para contrarrestar esta tendencia, los desarrolladores de Ethereum modificaron regularmente el algoritmo mediante hard forks, con el fin de dejar obsoletos los ASIC existentes. Este fue el caso, por ejemplo, de “The Merge” a finales de 2020, que integró un nuevo algoritmo llamado “Muir Glacier” para retrasar la “bomba de dificultad” que amenazaba con hacer que la minería de GPU no fuera rentable.
Pero estos ajustes son solo parches temporales. La verdadera revolución para Ethereum está prevista con la transición de PoW a PoS, a través de una importante actualización inicialmente llamada Ethereum 2.0 y ahora The Merge. La idea es reemplazar a los mineros por validadores que apuestan sus ethers por el derecho a crear bloques y recibir las recompensas asociadas. Este sistema promete ser mucho más eficiente energéticamente, ya que no se basa en cálculos intensivos sino en tokenómica de incentivos.
La transición a PoS es un proyecto titánico que ha movilizado a la comunidad Ethereum durante varios años. Implica desarrollar una nueva cadena de bloques paralela (la “beacon chain”), probar su funcionamiento en condiciones reales, migrar progresivamente aplicaciones y activos y coordinar a los distintos actores del ecosistema. Un proceso complejo y lleno de obstáculos, que ha sufrido muchos retrasos pero que finalmente parece estar a punto de completarse.
Pero también hay criptomonedas que asumen y reivindican el PoW, viéndolo como el mejor garante de seguridad y descentralización. Es el caso, por ejemplo, de Monero, que destaca por su enfoque radical de la confidencialidad. A diferencia de Bitcoin, donde todas las transacciones son rastreables en una blockchain transparente, Monero utiliza firmas en anillo y direcciones ocultas para ocultar el origen, el destino y la cantidad de fondos intercambiados.
Para evitar que un actor poderoso comprometa esta confidencialidad tomando el control de la minería, Monero se apoya en un algoritmo anti-ASIC llamado “RandomX”. Su principio es utilizar aleatoriamente el conjunto de instrucciones del procesador, con el fin de favorecer a las CPU y GPU clásicas en lugar de a los chips especializados. RandomX está optimizado para aprovechar las últimas características de los procesadores modernos, como los conjuntos de instrucciones AVX2 y AVX512, el predictor de bifurcación o la memoria L3.
El objetivo es democratizar la minería y hacerla accesible a la mayor cantidad de personas posible, incluso con hardware de consumo o reciclado. Una elección consciente, que ralentiza la carrera por el rendimiento y la centralización, pero que garantiza una mejor resiliencia de la red. En el espíritu de Monero, es mejor tener miles de pequeños mineros con CPU repartidos por todo el mundo en lugar de un puñado de granjas gigantes controladas por una élite.
Esta filosofía la encontramos en otros proyectos como Vertcoin, que se apoya en el algoritmo “Lyra2REv3” para promover la minería justa, o Ravencoin que utiliza “KAWPOW” para dar una segunda vida a las tarjetas gráficas antiguas. Pero también hay criptomonedas que buscan superar la oposición entre ASIC y GPU, proponiendo algoritmos híbridos que combinan lo mejor de ambos mundos.
Es el caso, por ejemplo, de Dash, que utiliza un sistema de “masternodes” para ofrecer servicios avanzados como transacciones instantáneas (InstantSend) o pagos confidenciales (PrivateSend). Los masternodes son nodos completos que deben albergar una cantidad mínima de Dash (actualmente 1.000 unidades) y proporcionar suficiente ancho de banda y potencia de cálculo para ejecutar estas funcionalidades. A cambio, reciben una parte de las recompensas por bloque y de las comisiones por transacción, lo que incentiva la calidad del servicio.
Para evitar que los masternodes centralicen demasiado la red, Dash utiliza un algoritmo de minería llamado «X11» que combina once funciones hash diferentes. La idea es suavizar la dificultad y distribuir el trabajo entre las GPU y los ASIC, sin sacrificar las ventajas de estos últimos en términos de seguridad y eficiencia energética. Una elección pragmática, que pretende conciliar descentralización y rendimiento.
Como podemos observar, la minería es un campo en constante evolución, donde chocan distintas visiones de lo que debe ser una criptomoneda. Entre PoW y PoS, ASIC y GPU, confidencialidad y trazabilidad, no existe una solución perfecta sino multitud de enfoques que buscan encontrar el equilibrio adecuado entre seguridad, accesibilidad y sostenibilidad.
