¿Qué es Ethereum Mining? La guía paso a paso más completa

Ethereum, como Bitcoin, utiliza actualmente el mecanismo de consenso de prueba de trabajo (POW). La minería es el elemento vital de todas las criptomonedas basadas en POW. La minería de Ethereum involucra a mineros de todo el mundo que usan su tiempo y poder de procesamiento para resolver acertijos criptográficamente difíciles. Si tiene éxito, los mineros podrán agregar bloques a la cadena de bloques Ethereum y ganar una recompensa a cambio.

 

Comprensión de la minería de Ethereum y la necesidad de un modelo híbrido de prueba de participación y prueba de trabajo

Para comprender la minería de Ethereum, debe comprender qué es POW y por qué fue necesario en primer lugar. Una red descentralizada como Ethereum requiere mecanismos de consenso para tomar decisiones. Antes de que Satoshi Nakamoto creara Bitcoin y su algoritmo POW subyacente, hubo varios intentos de crear un sistema de moneda digital descentralizado legítimo de igual a igual. Sin embargo, todos fracasaron porque no respondieron al "Problema del general bizantino".

¿Cuál es el problema del general bizantino?

Ok, imagina que hay un grupo de generales bizantinos y quieren atacar una ciudad. Se enfrentan a dos problemas muy distintos:

• Los generales y sus ejércitos están muy separados, por lo que la autoridad centralizada es imposible, lo que hace que un ataque coordinado sea muy difícil.
• La ciudad tiene un ejército enorme y la única forma en que pueden ganar es si atacan todos a la vez.

Para lograr una coordinación exitosa, los ejércitos a la izquierda del castillo envían un mensajero a los ejércitos a la derecha del castillo con un mensaje que dice "ATAQUE MIÉRCOLES". Sin embargo, supongamos que los ejércitos de la derecha no están preparados para el ataque y dicen: “NO. ATAQUE VIERNES” y envíe al mensajero a través de la ciudad de regreso a los ejércitos de la izquierda. Aquí es donde nos enfrentamos a un problema. Al pobre mensajero le pueden pasar varias cosas. Podría ser capturado, comprometido, asesinado y reemplazado por otro mensajero por la ciudad. Esto llevaría a que los ejércitos fueran manipulados con información, lo que podría resultar en un ataque descoordinado y una derrota.

Esto también tiene claras referencias a blockchain. La cadena es una red enorme; ¿Cómo puedes confiar en ellos? Si estuviera enviando a alguien 4 Ether desde su billetera, ¿Cómo sabría con certeza que alguien en la red no lo manipulará y cambiará 4 a 40 Ether?

Satoshi Nakamoto pudo evitar el problema del general bizantino inventando el protocolo de prueba de trabajo. Así es como funciona. Supongamos que el ejército de la izquierda quiere enviar un mensaje llamado "LUNES ATAQUE" al ejército de la derecha, van a seguir ciertos pasos.

 

1. En primer lugar, agregarán un "nonce" al texto original. El nonce puede ser cualquier valor hexadecimal aleatorio.
2. Después de eso, escriben el texto adjunto con un nonce y ven el resultado. Supongamos que, hablando hipotéticamente, los ejércitos han decidido compartir solo mensajes que, al hacer hash, dan un resultado que comienza con 5 ceros.
3. Si se cumplen las condiciones de hash, enviarán al mensajero con el hash del mensaje. De lo contrario, seguirán cambiando el valor del nonce aleatoriamente hasta que obtengan el resultado deseado. Esta acción es extremadamente tediosa y requiere mucho tiempo y requiere mucho poder de cálculo.
4. Si el mensajero es atrapado por la ciudad y el mensaje es manipulado, de acuerdo con las propiedades de la función hash, el propio hash cambiará drásticamente. Si los generales del lado derecho ven que el mensaje hash no comienza con la cantidad requerida de 0, entonces simplemente pueden cancelar el ataque.

 

Sin embargo, existe una posible laguna.

Ninguna función hash está 100% libre de colisiones. Entonces, ¿Qué pasa si la ciudad recibe el mensaje, lo manipula y luego cambia el nonce hasta obtener el resultado deseado que tiene el número requerido de ceros? Esto llevará mucho tiempo, pero aún es posible. Para contrarrestar esto, los generales usarán la fuerza en números.

Supongamos que, en lugar de que un solo general de la izquierda envíe mensajes a un general de la derecha, hay 3 generales de la izquierda que tienen que enviar un mensaje a los de la derecha. Para hacer eso, pueden crear su propio mensaje y luego aplicar un hash al mensaje acumulativo y luego agregar un nonce al hash resultante y volver a hacerlo. Esta vez, quieren un mensaje que comience con seis ceros.

Obviamente, esto llevará mucho tiempo, pero esta vez, si el mensajero es atrapado por la ciudad, la cantidad de tiempo que tardarán en manipular el mensaje acumulativo y luego encontrar el nonce correspondiente para el hash será infinitamente. más. Incluso puede llevar años. Entonces, por ejemplo. si en lugar de un mensajero, los generales envían varios mensajeros, cuando la ciudad esté a la mitad del proceso de cálculo, serán atacados y destruidos.

Los generales de la derecha lo tienen bastante fácil. Todo lo que tienen que hacer es agregar el mensaje con el nonce correcto que se les dará, hash y ver si el hash coincide o no. Hashing una cadena es muy fácil de hacer. Ese, en esencia, es el proceso detrás de la prueba de trabajo.

 

• El proceso para encontrar el nonce para el objetivo de hash apropiado debería ser extremadamente difícil y llevar mucho tiempo.

• Sin embargo, el proceso de comprobar el resultado para ver si no se ha cometido ninguna negligencia debería ser muy sencillo.

 

Bien, ahora sabes cuál es el principio fundamental detrás de la minería. Ahora veamos cómo sucede realmente.

 

Los diferentes tipos de minería

Minería de CPU

Esta es la forma más básica de minería. La idea detrás de la minería de CPU es simple. Cualquiera, en cualquier lugar, puede usar su computadora para minar. Si bien este método ya no es tan aplicable, es un buen punto de entrada.

 

Minería de GPU

A continuación tenemos la minería de GPU. La GPU, o unidad de procesamiento de gráficos, es parte del sistema de reproducción de video de una computadora. La función típica de una GPU es ayudar con la representación de gráficos 3D y efectos visuales para que la CPU no tenga que hacerlo. Las GPU ofrecen un sistema de minería mucho más fuerte que la CPU. Algunas monedas resistentes a ASIC como Monero se extraen a través de GPU. Bitcoin y Ethereum solían ser extraídos originalmente de esta manera, sin embargo, esto se volvió cada vez más difícil a medida que aumentaba la dificultad. Hablaremos más sobre la dificultad más adelante en la guía.

 

Minería FPGA

FPGA o minería de matriz de puerta programable en campo es el siguiente paso de la minería de GPU. Según este artículo de Free Learner, FPGA “es un dispositivo que tiene una serie de arreglos de puertas (obviamente) que crean tablas de verdad para calcular las entradas de un flujo de datos y generar un resultado deseado. En la industria, puede usar esto para optimizar un proceso de la industria, como cortar 2x4 de un registro, proporcionar aprendizaje automático o incluso para realizar una secuenciación de ADN. Los FPGA sobresalen en cualquier tarea que se pueda realizar en un proceso paralelo, como un hash de minería para crear una salida que resulte en un hash exitoso y, si tiene suerte, un bloque exitoso".

 

Minería ASIC

ASIC significa Circuito Integrado Específico de Aplicación y fue creado con el propósito específico de minar Bitcoin y Litecoin. La idea de tener maquinaria diseñada específicamente para la minería se adelantó a su tiempo, tanto que cuando KNCMiner lanzó sus pedidos anticipados de ASIC recibieron $ 25 millones en pedidos en las primeras 5 horas. Bitcoin y Litecoin ahora se extraen exclusivamente a través de ASIC. Mas tarde, Bitmain lanzó ASIC para Ethereum.

 

Cómo construir una plataforma de minería Ethereum

Muy bien, ahora que hemos pasado por los diferentes tipos de minería, ¡configuremos su plataforma de minería Ethereum!

Necesitará las siguientes piezas de hardware:

• Tarjeta madre.
• GPU.
• Disco duro.
• RAM.
• Unidad de fuente de alimentación.

 

Tarjeta madre

La placa base es la base de la plataforma minera. La cantidad de GPU que puede usar está directamente relacionada con la cantidad de ranuras de GPU que tiene su placa base. Cuantas más GPU pueda conectar a su placa base, mayor será su tasa de hash, es decir, la tasa a la que está calculando hashes.

Algunos ejemplos de buenas placas base para minería son:

 

Asus B250 Mining Expert

ASRock H110 Pro BTC +

GPU

Antes de obtener GPU, debe hacerse dos preguntas:

1. ¿Qué tan poderosa quiere que sea su plataforma?
2. ¿Cuánto quieres gastar?

 

Asegúrese de obtener GPU eficientes.

Aquí hay un gráfico de los niveles de rendimiento de diferentes GPU en la minería de Ethereum como lo ve NIceHashMiner:

Comprender la minería de Ethereum y la necesidad de una prueba de participación

Disco duro

Ahora, necesitará algo para almacenar su sistema operativo y software de minería. Para eso, necesitas un disco duro. Para ello, bastará con un disco duro SSD (unidad de estado sólido) estándar.

Entonces, ¿Qué tamaño debería tener tu disco duro? Si planea descargar toda la cadena de bloques, debe tener suficiente espacio para compensar el crecimiento futuro.

 

RAM

Se requiere RAM o memoria de acceso aleatorio para un cálculo rápido y el cálculo de la información. Una RAM de 4GB debería ser más que suficiente.

 

Unidad de fuente de alimentación

El tamaño de la unidad de fuente de alimentación (PSU) depende de la cantidad de GPU que esté utilizando. Entonces, en primer lugar, debe resumir el consumo de energía de sus GPU y todos los demás componentes para asegurarse de que la capacidad de la fuente de alimentación sea mayor que la suma de sus GPU. Por lo tanto, si está utilizando 2 GPU de 220 vatios y otros componentes consumen 250 vatios, su fuente de alimentación debe tener más de (2 * 220 + 250) 690 vatios.

 

Software para minería de Ethereum

En primer lugar, obviamente, necesitará tener un sistema operativo.

Puede descargar ethOS, que es una aplicación diseñada específicamente para minería de Ethereum. Es una distribución de Linux de 64 bits que extrae Ethereum de fábrica, lo que le permite controlar todas sus plataformas desde una sola ubicación y profundizar en GPU específicas cuando sea necesario. ethOS admite eth-proxy/stratum inmediatamente después de la instalación

 

Puede consultar ethOS aquí.

 

Configuración de la billetera

Una vez que haya configurado todo, debe crear una billetera Ethereum. No tiene sentido extraer todas estas monedas si no está tomando las medidas adecuadas. Puede leer nuestra guía sobre carteras criptográficas aquí mismo.

¿Es rentable la minería de ethereum?

Muy bien, tienes todo el sistema y tu billetera configurados. Ahora debes decidir cómo vas a ir a la mina.

¿Vas a minar solo o vas a minar en una piscina?

Por supuesto, puedes minar solo, pero hay una razón por la que ya nadie extrae Ethereum solo. Es extremadamente impráctico y no verá ningún resultado.

Es por eso que la gente prefiere las piscinas pools de minería.

 

¿Qué son los pools de minería?

(NOTA: En esta sección, hablaremos exclusivamente de BTC).

Toda la cadena de bloques funciona gracias a una red de "mineros". Los mineros básicamente "extraen" nuevos bloques en la cadena de bloques resolviendo complejos acertijos criptográficos utilizando su poder computacional. Como resultado de esto, obtienen una recompensa minera de 6,25 BTC.

Una vez que extraen con éxito un bloque, obtienen el poder de realizar transacciones dentro del bloque. Básicamente, así es como ocurren las transacciones en todas las criptomonedas, un minero coloca el registro de la transacción dentro del bloque.

Ahora recuerde una cosa, solo hay un número limitado de bitcoins que se crearon (21 millones de monedas). Satoshi Nakamoto, el creador de bitcoins, imaginó que a medida que ingresaran más y más mineros, la tasa de extracción de bitcoins aumentaría exponencialmente, ¡tanto que todos los bitcoins disponibles podrían agotarse en un par de años!

Ahora bien, esto podría ser un desastre para los bitcoins, porque, como todos los productos económicos, el valor del bitcoin radica en la oferta y la demanda. Si la oferta de bitcoins aumenta repentinamente, eso disminuiría la demanda, lo que, a su vez, dañaría su valor. La relación oferta-demanda es uno de los conceptos económicos más críticos, a continuación se muestra cómo se ve el gráfico de oferta-demanda:

Comprender la minería de Ethereum y la necesidad de una prueba de participación

Para evitar que el suministro de bitcoins se salga de control y hacerlo un modelo más sostenible, Satoshi implementó un sistema de ajuste de dificultad.

¿Qué es el ajuste por dificultad? A medida que se extraen más y más bloques, la dificultad de los rompecabezas criptográficos aumenta exponencialmente. Básicamente, cuantos más bitcoins extraigas, más difícil se volverá el proceso de minería. Los mineros pronto descubrieron que ya no podían minar de manera eficiente por sí mismos, el proceso se estaba volviendo cada vez más caro. Entonces, decidieron juntar sus recursos y formar camarillas y grupos para extraer bitcoins de manera más eficiente. Estos grupos de mineros se denominan "pools de minería".

 

Ventajas y desventajas de los pools de minería

Ventajas

• Las piscinas están a cargo de administradores de piscinas. Es mucho más fácil actualizar la red en general porque en lugar de coordinarse con mineros independientes aleatorios, los administradores del grupo pueden simplemente actualizar la red por sí mismos.

• Reduce la variación en las recompensas mineras: una de las principales razones por las que los mineros se unen a grupos es para reducir la variación en sus recompensas mineras. Para comprender qué significa la varianza y cómo eso afecta a los mineros, necesitaremos hacer algunas matemáticas.

 

Primero, entendamos qué es la distribución de Bernoulli. La distribución de Bernoulli básicamente establece que para cada distribución discreta que tiene dos resultados "éxito" y "fracaso" si la probabilidad de éxito es p (donde, 0 <p <1), entonces la probabilidad de fracaso es 1-p.

Ahora, apliquemos esto en bitcoin. Si un minero controla una fracción "p" de la potencia minera total y, como resultado, tiene una probabilidad p de extraer un nuevo bloque donde 0 <p <1, entonces, al aplicar la distribución de Bernoulli, tiene la probabilidad de ( 1-p) de NO extraer un nuevo bloque.

En la distribución de Bernoulli: varianza = p * (1-p)

Ahora, veamos cuántos bloques se extraen en un año.

Cada 10 minutos, se extrae 1 bloque. Lo que significa que cada hora 6 bloques, todos los días 24 * 6 bloques y cada año se extraen 365 * 24 * 6 bloques.

Básicamente, para un minero que tiene una probabilidad "p" de extraer un bloque, se espera que extraiga 365 * 24 * 6 * p bloques por año. Ese es su rendimiento esperado.

De manera similar, la varianza estándar general a la que se enfrentarán durante todo el año es: 365 * 24 * 6 * p * (1-p).

Ahora, definiremos "desviación estándar". La desviación estándar es un término que define en qué medida varían los miembros de un grupo distribuido particular de la media del grupo.

En el contexto de la cadena de bloques y este ejemplo, la desviación estándar es cuánto se va a desviar la recompensa de este minero de la recompensa esperada.

Desviación estándar = varianza [sqrt]/rendimiento esperado.

Ahora, como sabemos:

varianza = 365 * 24 * 6 * p * (1-p)

rendimiento esperado = 365 * 24 * 6 * p

Entonces, al sustituir estos valores obtenemos:

Desviación estándar = [sqrt] (365 * 24 * 6 * p * (1-p))/365 * 24 * 6 * p

Ahora tomemos un ejemplo.

Supongamos que un minero posee el 0.01% de la tasa de hash en la red. (Significa p = 0.0001).

Si sustituye los valores de acuerdo con la ecuación de desviación estándar, obtendrá una desviación estándar de 0.4364 O 43.6% !!

Una desviación del 43,6% de la recompensa esperada o un minero que posee una tasa de hash del 0,01%.

La única solución para disminuir esta desviación y variación es juntar recursos para aumentar el porcentaje de tasa de hash general, que es exactamente lo que ofrecen los grupos de minería.

Contras

• Mucho depende de la ética del administrador de la piscina.
• Centralización: hablaremos más de esto más adelante.

 

Ventajas de convertirse en minero

 

Entonces, ¿por qué deberías convertirte en minero?

 

• ¡Tienes la oportunidad de tener Ether! En primer lugar, la razón más obvia. Tienes la oportunidad de tener tu propio Ether. Además, en el momento en que extrae un bloque, puede cobrar tarifas de transacción por todas las transacciones que entran en él.

• Si cree en Ethereum o las Criptomonedas en general, puede tener voz en la red a través de la minería.

• Finalmente, a medida que Ethereum pasa a la Prueba de participación, la construcción de un gran depósito de Ethereum ahora a través de la Prueba de trabajo definitivamente será útil.

¿Qué es la prueba de participación o Proof of Stake (POS)?

Entonces, hablando de Proof of Stake (POS), ¿Qué significa exactamente y por qué Ethereum va a pasar a eso? Centrémonos en la primera parte de la pregunta por ahora.

La prueba de participación hará que todo el proceso de minería sea virtual y reemplazará a los mineros con validadores.

 

Así es como funcionará el proceso:

• Los validadores deberán bloquear algunas de sus monedas como apuesta.

• Después de eso, comenzarán a validar los bloques. Es decir, cuando descubren un bloque que creen que se puede añadir a la cadena, lo validarán apostando en él.

• Si se agrega el bloque, los validadores obtendrán una recompensa proporcional a sus apuestas.

 

Comprender la minería de Ethereum y la necesidad de una prueba de participación

 

POS hará que la minería sea completamente virtual y reducirá en gran medida el desperdicio que se producirá a través de POW.

La implementación de POS de Ethereum se llama protocolo Casper.

¿Por qué se necesitaba a Casper? Resulta que hay un gran problema cuando se trata de la implementación de POS.

 

El mayor obstáculo para la prueba de participación

Los desarrolladores de Ethereum siempre planearon eventualmente pasar a la prueba de participación, ese fue siempre su plan. Sin embargo, antes de que pudieran hacerlo, tuvieron que abordar uno de los mayores defectos de la prueba de participación (POS).

 

Considere este escenario por un momento:

Comprender la minería de Ethereum y la necesidad de una prueba de participación

 

Supongamos que tenemos una situación como la anterior. Hay una cadena azul principal y una cadena roja que se ramifica de la principal misma. ¿Qué hay para evitar que un minero malintencionado extraiga los bloques rojos y fuerce una bifurcación dura?

En un sistema de prueba de trabajo (POW), este riesgo puede mitigarse.

Supongamos que la minera maliciosa Alice quiere minar en la cadena roja. Incluso si le dedica todo su poder de hachís, no conseguirá que ningún otro minero se una a ella en la nueva cadena. Todos los demás seguirán extrayendo en la cadena azul porque es más rentable y sin riesgos extraer en la cadena más larga.

Ahora recuerde, POW es extremadamente costoso en términos de recursos.

No tiene sentido que un minero desperdicie tantos recursos en un bloque que, de todos modos, será rechazado por la red. Por lo tanto, se evitan las divisiones de cadena en un sistema de prueba de trabajo debido a la cantidad de dinero que el atacante tendrá que desperdiciar.

Sin embargo, las cosas se ven un poco diferentes cuando trae POS.

Si es un validador, simplemente puede poner su dinero tanto en la cadena roja como en la cadena azul sin temor a repercusiones. Pase lo que pase, siempre ganará y no tendrá nada que perder, a pesar de lo maliciosas que puedan ser sus acciones.

Esto se llama el problema de "Nada en juego", y esto es algo que Ethereum tuvo que abordar.

Necesitaban un protocolo que pudiera implementar POS y mitigar el problema de “Nada en juego”.

 

Minería Ethereum: Introducción a Casper

Casper es el protocolo POS con el que Ethereum ha elegido ir. Si bien ha habido todo un equipo ocupado en crearlo, a menudo se le atribuye a Vlad Zamfir el "Rostro de Casper".

 

Entonces, ¿en qué se diferencia Casper de otros protocolos de prueba de participación?

Casper ha implementado un proceso mediante el cual pueden castigar a todos los elementos maliciosos. Así es como funcionaría POS bajo Casper:

• Los validadores apuestan una parte de sus Ethers como apuesta.

• Después de eso, comenzarán a validar los bloques. Es decir, cuando descubren un bloque que creen que se puede añadir a la cadena, lo validarán apostando en él.

• Si se agrega el bloque, los validadores obtendrán una recompensa proporcional a sus apuestas.

• Sin embargo, si un validador actúa de manera maliciosa e intenta hacer “nada en juego”, será inmediatamente reprendido y se reducirá todo lo que está en juego.

 

Como puede ver, Casper está diseñado para funcionar en un sistema sin confianza y ser más tolerante a fallas bizantinas.

Cualquiera que actúe de manera maliciosa será castigado de inmediato con una tajada de su estaca. Aquí es donde se diferencia de la mayoría de los otros protocolos POS. Los elementos maliciosos tienen algo que perder, por lo que es imposible que no haya nada en juego.

Este no es el único lugar donde Casper castiga a los validadores.

Como señalan Hudson James y Joris Bontje en sus respuestas en “StackExchange”, Casper diseña incentivos más duros para garantizar la seguridad de la red, incluido castigar a los mineros que se desconectan, involuntariamente o no.

Esto significa que los validadores deberán tener cuidado con el tiempo de actividad de su nodo. El descuido o la pereza les hará perder su apuesta. Esta propiedad reduce la censura de transacciones y la disponibilidad general.

Junto con todo eso, la propiedad de "corte" también le da a casper una ventaja distinta sobre los protocolos normales de prueba de trabajo.

En un protocolo de prueba de trabajo, no importa si un minero extrajo la cadena azul o la cadena roja. Tanto el minero honesto como el malicioso habrían gastado la misma cantidad de recursos.

En Casper, sin embargo, si un validador honesto mina en la cadena azul, entonces obtendría una recompensa proporcional a su apuesta, sin embargo, un minero malintencionado verá reducido su apuesta por apostar en la cadena roja.

Ok, eso está muy bien, pero ¿Cómo se asegurará Ethereum de que los mineros pasen de POW a POS?

Planean hacerlo a través de una bomba de tiempo de dificultad.

 

¿Qué es la bomba de tiempo de dificultad?

¿Qué hay para incentivar a los mineros a pasar de un protocolo de prueba de trabajo a un protocolo de prueba de participación?

Los mineros compran equipos por valor de miles de dólares para poder extraer bloques. En el momento en que POS se incorpora a bordo; todo ese equipo se vuelve inútil. Imagínese gastar tanto dinero y tener piscinas súper intrincadas, y todo eso se vuelve completamente inútil.

Si ese es el caso, ¿Qué hay para evitar que los mineros permanezcan en la antigua cadena de prueba de trabajo y continúen extrayendo en ella? Esto, en esencia, creará tres monedas Ethereum: Ethereum Classic , Ethereum Proof-of-work y Ethereum Proof-of-Stake. Eso va a ser una auténtica pesadilla.

Eso no solo disminuirá en gran medida el valor económico y la credibilidad de Ethereum, sino que también diluirá la tasa de hash de la cadena en general, lo que puede hacerla vulnerable a los ataques de piratas informáticos.

Para asegurarse de que haya un incentivo adecuado para que los mineros se unan a la nueva cadena, los desarrolladores de Ethereum introdujeron la bomba de tiempo de dificultad. La bomba de tiempo se introdujo el 7 de septiembre de 2015. Para comprender cómo funciona la bomba de tiempo de dificultad, es importante comprender qué tan difícil y cómo funciona la minería.

 

¿Qué es la dificultad y cómo funciona?

El concepto de dificultad comenzó con bitcoin. Cuando se introdujo Bitcoin por primera vez, la minería era extremadamente simple y cualquiera podía hacerlo usando su PC. Sin embargo, a medida que bitcoin se hizo cada vez más popular, aumentó la cantidad de mineros en la red. Esto planteó una posibilidad muy real de que los mineros se salieran de control y extrajeran todos los bitcoins restantes en el espacio de un año. Satoshi Nakamoto imaginó que esto sucedería y, por lo tanto, introdujo el sistema de "dificultad".

El sistema de dificultad funciona así: los mineros gastan su poder computacional para resolver acertijos criptográficos. La forma en que lo hacen es que agregan aleatoriamente una cadena (llamada nonce) al hash del bloque y luego a toda la cadena. Si el número resultante es menor que un número fijo en particular, entonces se considera exitoso y el nuevo bloque se agrega a la cadena de bloques. Encontrar este "nonce" es extremadamente difícil y aleatorio y ese es el corazón de toda la minería.

Si tuviéramos que recapitular todo el proceso, entonces se vería así:

 

1. Se toma el hash del contenido del nuevo bloque.
2. Se agrega un nonce (cadena aleatoria) al hash.
3. La nueva cadena se vuelve a codificar.
4. Luego, el hash final se compara con el nivel de dificultad y se ve si en realidad es menor que eso o no.
5. Si no es así, se cambia el nonce y el proceso se repite nuevamente.
6. En caso afirmativo, el bloque se agrega a la cadena y el libro mayor público se actualiza y se alerta de la adición.
7. Los mineros responsables de esto recibieron la recompensa del bloque.

 

La dificultad se ajusta cada bloque 2016.

El nivel de dificultad es directamente proporcional a la velocidad a la que se extraen los bloques. Bitcoin tiene un tiempo de bloque promedio de 10 minutos.

Si el tiempo de bloqueo cae por debajo de eso, entonces el nivel de dificultad aumenta, si aumenta, entonces el tiempo de dificultad disminuye. Esto se hace para asegurarse de que el tiempo de bloqueo de bitcoin se mantenga en ~ 10 minutos.

Básicamente, así es como funciona la minería de bitcoins y Ethereum también sigue el mismo protocolo, con la diferencia de que se extrae un bloque cada 15 segundos en Ethereum.

Entonces, ¿Qué hará la bomba de tiempo de dificultad?

La bomba de dificultad aumentará exponencialmente la dificultad tanto que la minería se volverá imposible.

Como hemos dicho antes, el nivel de dificultad se ajusta según la velocidad a la que se extraen los bloques. El algoritmo de ajuste de dificultad de Ethereum se ve así:

 

block_diff = parent_diff + parent_diff // 2048 * max (1 - (block_timestamp - parent_timestamp) // 10, -99) + int (2 ** ((block.number // 100000) - 2))

(Aquí "//" es el operador de división tal que 6 // 2 = 3 y 9 // 2 = 4.)

 

Entonces, entendamos lo que eso significa básicamente:

Block_timestap = la hora a la que se extrajo el bloque.

Parent_timestamp = la hora a la que se extrajo el bloque padre, también conocido como el bloque anterior.

 

Si (block_timestamp - parent_timestamp) <10 segundos, se agrega un factor de "parent_diff // 2048 * 1" a la dificultad.

 

Si (block_timestamp - parent_timestamp) está entre 10 y 19 segundos, la dificultad se mantiene igual.

 

Si (block_timestamp - parent_timestamp)> 20 segundos, la dificultad se reduce en "parent_diff // 2048 * -1" a un máximo de "parent_diff // 2048 * -99".

 

Así es como funcionaba el algoritmo de ajuste de dificultad en la versión Homestead de Ethereum. La idea es mantener el tiempo de bloqueo ~ 15 segundos.

Entonces, lo que va a hacer la bomba de dificultad es que aumentará la dificultad en una cantidad tan exponencial sin ajustarla que llevará cada vez más tiempo resolver los acertijos criptográficos. Con el tiempo, será casi imposible extraer en la cadena. Este fenómeno se llama "Ethereum Ice Age", el momento en que todo el estilo de minería de prisioneros de guerra se vuelve imposible.

Cuando esto suceda, los mineros no tendrán otra opción, PERO ir a la nueva cadena Ethereum que tiene Prueba de participación.

Muy bien, entonces, ¿por qué se desea esto? ¿Cuáles son los problemas que enfrentamos con la Prueba de trabajo que la Prueba de participación busca resolver?

 

¿Por qué se necesita POS en lugar de POW ?

Existen varias ventajas de implementar la prueba de participación. Todos se pueden enumerar ampliamente entre las siguientes categorías.

• Ayuda a lograr la descentralización.
• Eficiencia energética.
• Seguridad económica.
• Escalada.
• Transición a POS.

 

Minería de Ethereum: lograr la descentralización

Como hemos visto anteriormente, los protocolos POW ya no son realmente compatibles con la descentralización. La mayor parte del hashrate se concentra en algunos grupos específicos y esto significa que, pase lo que pase, siempre tendrán más posibilidades de extraer bloques y obtener recompensas que cualquier otra persona.

Como pueden obtener más dinero, pueden permitirse ASIC mejores y más rápidos. Esto básicamente significa que, pase lo que pase, los grandes grupos de minería siempre tendrán una ventaja sobre los individuos y los grupos más pequeños. En otras palabras, los ricos siempre se harán más ricos.

La prueba de participación hace que esto sea completamente irrelevante al hacer que la minería sea completamente virtual. Sin embargo, esa no es la única forma en que POS mitiga los efectos de la centralización. Para entender eso, primero necesitamos saber qué significa “Economías de escala”.

Cuando se trata de producción, hay dos tipos:

1. Producción de corto plazo.
2. Producción a largo plazo.

 

En la producción a corto plazo, al menos los recursos de entrada son fijos. Considere una pizzería pequeña que tiene un solo horno. No importa si tienen que producir 1 pizza de 25, existe el único horno que pueden usar para crear esas pizzas.

En una producción a largo plazo, todos los recursos son variables, y aquí es donde entran las economías de escala.

Entonces, en una producción a largo plazo donde la cantidad de recursos de entrada es variable, ¿Qué sucede si duplica la entrada? Solo hay tres resultados para este escenario en particular. A esto lo llamamos "rendimientos a escala".

 

La producción más del doble. Lo que significa que hay un rendimiento creciente a escala.

 

La producción se duplica. Lo que significa que hay un retorno fijo a escala.

 

La salida no se duplica. Lo que significa que hay rendimientos decrecientes a escala.

 

A continuación, se muestra una representación gráfica de economías de escala.

Cortesía de imagen: Wikipedia

 

¿Qué está pasando aquí?

Cuando la producción aumenta de Q a Q2, el costo total de producción baja de C a C1. A esto se le llama Economías de escala.

Después de eso, se nivela un poco. Aquí es donde obtienes rendimientos constantes a escala.

Y luego, cuando va más allá, el costo aumenta a medida que aumenta la producción más allá del segundo trimestre.

¡Lo que esto significa es que las grandes corporaciones pueden disminuir el costo promedio de sus productos aumentando el número de sus productos! (Hasta un límite).

 

En cierto sentido… ¡más es menos!

 

Tomemos un ejemplo del mundo real de eso.

Los costos iniciales de un panadero pequeño obviamente serán menores que los de una gran empresa de panadería porque la empresa tendrá que invertir en mucha maquinaria. Sin embargo, a largo plazo, el costo promedio de todas y cada una de las barras de pan será mucho menor para la empresa que para el panadero.

Ok, todo esto está bien, pero ¿Cómo se aplica a los pools de minería?

Al igual que las grandes corporaciones, los grupos de minería más grandes pueden disminuir el costo de sus recursos de entrada al:

• Amortizar un costo fijo sobre una operación mayor.
• Tener poder de negociación operando como una entidad más grande.

 

Lo que esto significa básicamente es que un gran grupo de minería influyente puede, dólar por dólar, generar más tasa de hash que otro grupo, incluso si gastan la misma cantidad de dinero. 

Este problema se mitiga por completo en la prueba de participación por una sencilla razón. En POS inviertes una participación. No se puede simplemente juntar y hacer que su apuesta sea más valiosa dólar por dólar. Al final del día, 1 dólar = 1 dólar. Las economías de escala no funcionan aquí.

 

Eficiencia energética

El mayor problema de la prueba de trabajo es el desperdicio de energía. La peor parte es que se trata de un despilfarro de energía en aras del despilfarro de energía. Bitcoin, en particular, es voraz en su apetito por la energía. Los costos anuales de minería global de bitcoin son $ 1,423,794,674.

Bitcoin solo consume anualmente 28,48 TWh de electricidad. ¡El país de Ecuador consumió alrededor de 21 TWh!

De hecho, comparemos el consumo de energía de bitcoin en comparación con algunos países: ¡Bitcoin consume más energía que Irlanda, Baréin y la República Eslovaca!

Sí... no es bueno.

Entonces, es obvio que bitcoin consume mucho poder y se gasta mucho dinero en los recursos. Sin embargo, ¿qué pasa con los costos externos? El efecto que tiene esta cantidad de consumo de energía en el medio ambiente debe ser inmenso.

Si bien no hay duda de que bitcoin y POW han realizado muchos cambios sociales positivos, al menos deberíamos ver qué puede hacer un sistema POS a gran escala y si funciona igual de bien sin consumir tanta energía.

 

Seguridad económica

La mayor ventaja que tiene el POS, y especialmente Casper, es su seguridad económica. Piense en esto, suponga que es un validador y tiene su propio dinero almacenado como una participación en la red. Es de su interés actuar en el mejor interés de la red. ¿Por qué actuarías maliciosamente sabiendo que hay una gran parte de tu participación que puede ser cortada y tomada si lo haces?

¿Por qué atacaría una red y dañaría el valor de la moneda cuando tiene tanta moneda encerrada en ella?

Además, este "efecto de corte" elimina la posibilidad de un "ataque de campamento de generación" ya que Vitalik lo acuña.

Los ataques de generación se pueden prevenir en POS por el simple hecho de que un solo ataque conducirá a la reducción y eliminación de la participación invertida. Y si no tiene ninguna participación invertida, no puede participar en la validación de POS.

Escalada

La forma más obvia en que POS ayudará a la escalabilidad es habilitando la fragmentación.

Como dice Vlad Zamfir, fragmentar con POW no es imposible, pero es difícil.

¿Qué es la fragmentación ?

La fragmentación es un término que se ha tomado de los sistemas de bases de datos. Veamos qué significa la fragmentación con respecto a la base de datos. Suponga que tiene una enorme base de datos voluminosa para su sitio web. Tener una base de datos voluminosa no solo hace que la búsqueda de datos sea más lenta, sino que también dificulta su escalabilidad.

Entonces, ¿Qué pasará si implementamos la fragmentación en un protocolo POW?

La fragmentación hará que el procesamiento sea más rápido al dividir un estado en diferentes fragmentos. Sin embargo, si usamos POW, los fragmentos más pequeños estarán en peligro de ser controlados por mineros maliciosos debido a su baja tasa de hash. De hecho, esta es la razón principal por la que las cadenas de bloques POW nunca pueden implementar la fragmentación, todos y cada uno de los fragmentos pequeños se pueden controlar fácilmente.

Este riesgo se mitiga por completo en POS ya que no tiene el concepto de minería.

Conclusión de Ethereum Mining

Como puede ver, las cosas van a cambiar enormemente una vez que se implemente la Prueba de participación. Sin embargo, cualquiera que quiera ingresar al juego de minería POW en Ethereum todavía tiene mucho tiempo para hacerlo.