Mining di Bitcoin: Una guida completa

Il mining di Bitcoin è un processo che convalida le transazioni di Bitcoin ed emette nuovi Bitcoin (BTC) in circolazione.

Il mining di Bitcoin aiuta a:

• Incentivare i miner che propongono e verificare nuove transazioni per la blockchain di Bitcoin.

• Proteggere la blockchain di Bitcoin contro gli attacchi.

• Gestire la creazione e il flusso di nuove unità della criptovaluta di Bitcoin che entra nel mercato per la prima volta.

In modo simile all'estrazione fisica di metalli preziosi come l'oro, il mining di Bitcoin richiede hardware specializzati, energia e un pizzico di fortuna.

Tuttavia, invece di pale e setacci, i miner di Bitcoin competono l'uno contro l'altro usando attrezzature informatiche apposite. 

L'obiettivo di ogni miner è vincere una gara basata sulla crittografia. Il vincitore di ogni round riceve un'ambita ricompensa dei blocchi per i suoi sforzi. Gli è anche garantito il diritto di proporre un nuovo blocco di dati di transazione in sospeso da aggiungere alla blockchain.

Se tutto questo è una novità per te, continua a leggere la nostra guida completa al mining Bitcoin sottostante.

Ma se desideri informazioni più tecniche e approfondite, potrebbe interessarti consultare il nostro articolo In che modo le criptovalute usano la crittografia?

Prima di addentrarci nella meccanica del Bitcoin, è importante capire il motivo per cui il processo di mining è necessario.

Come già detto, il network Bitcoin non è gestito da una banca centrale o da un'istituzione finanziaria intermediaria. È gestito collettivamente da volontari sparsi in tutto il mondo e chiunque può partecipare. 

Questo significa che il Bitcoin si affida alla cooperazione dei suoi utenti per operare e funzionare. In cambio della potenza dei loro computer per la convalida delle transazioni, il protocollo ricompensa i miner con nuove unità di criptovaluta Bitcoin. 

Incentivando la cooperazione, i miner contribuiscono collettivamente a proteggere il network rendendolo proibitivo per i malintenzionati che vogliono ottenere il controllo di maggioranza su di esso.

Per comprendere meglio la decentralizzazione dei Bitcoin, diamo un'occhiata a una tradizionale società centralizzata come Uber. 

Immagina se Uber fosse gestito collettivamente dai suoi milioni di conducenti di taxi e utenti dell'applicazione, invece che da un gruppo selezionato di alti dirigenti. In questo modello più decentralizzato di Uber, tutte le parti coinvolte dovrebbero trovare un accordo collettivamente sulle modalità di retribuzione dei conducenti e sul funzionamento dell'app invece che far prendere queste decisioni a un team esecutivo.

Inoltre, al posto della gestione di ruoli importanti come l'amministrazione e lo sviluppo dell'app da parte della società, chiunque nel mondo potrebbe aiutare a contribuire in questi ruoli da casa tramite il proprio dispositivo. Questo potrebbe creare un ecosistema molto più accessibile e trasparente per tutti.  

Tuttavia, tale livello di decentralizzazione può porre alcuni seri interrogativi: se chiunque può partecipare al network e non esiste un'autorità unica che ne sorvegli le operazioni, come si può impedire ai malintenzionati di corrompere il network e come si può fare in modo che tutti collaborino in modo efficace?

Qui entra in gioco il meccanismo di consenso della blockchain .

In poche parole, il mining di bitcoin è una gara di fortuna che si ripete approssimativamente una volta ogni dieci minuti.

Coinvolge i miner che usano macchine specializzate per generare valori casuali. Chiunque generi un valore che batte il valore target, vince. La parte difficile è che i miner non hanno controllo sul valore che creano. Devono solo continuare a generare nuovi valori nella speranza che poi si imbattano in uno vincente.

Quando qualcuno ci riesce, trasmette il valore agli altri miner nel network per controllare la sua validità.

Un modo più semplice per comprendere questo processo è pensare a migliaia di persone che provano a risolvere un cubo di Rubik da bendati, contemporaneamente. 

All'inizio, ogni persona ha il proprio cubo mescolato allo stesso modo. Una volta che la gara ha inizio, tutti iniziano a girare il cubo in modo casuale fino a che un sorvegliante annuncia un vincitore. Gli altri concorrenti togliendosi la benda controllano il cubo del vincitore per verificarne il completamento. Poi la competizione riprende.

Ha senso finora? Approfondiamo un po'. 

Più precisamente, i miner competono tra loro usando computer appositamente costruiti per generare hash crittografici, di solito molti milioni al secondo, nella speranza di essere i primi a indovinare l'hash corretto.

Puoi pensare a ogni nuovo hash come a una singola mossa di un cubo di Rubik. 

Il miner che indovina l'hash corretto si aggiudica per primo il diritto ad aggiungere quel blocco alla blockchain. In cambio del suo lavoro, il miner riceve la ricompensa del blocco.

Un meccanismo di consenso della blockchain è un sistema gestito dal computer che assicura che i partecipanti in un network decentralizzato possano raggiungere consensi sui nuovi dati che entrano nella blockchain.

Poiché i blocchi di Bitcoin e i dati di transazione al loro interno diventano permanenti una volta aggiunti alla blockchain, è fondamentale che le informazioni siano valide. 

Per esempio, il network deve accertarsi che le persone non provino a trasferire fondi che in realtà non hanno o di spendere due volte lo stesso saldo inviandolo a due persone diverse nello stesso momento.

I meccanismi di consenso aiutano il network a concordare collettivamente su tali questioni per assicurare che le nuove transazioni seguano le regole del protocollo prima che vengano aggiunte in modo permanente alla blockchain.

Esistono diversi meccanismi di consenso che possono essere impiegati su un network basato su blockchain, ognuno con un metodo specifico per filtrare gli utenti disonesti. 

Il Bitcoin usa il meccanismo di consenso Proof-of-Work (PoW) un sistema che richiede potenza di calcolo ed energia per garantire che i partecipanti agiscano nei migliori interessi del network. 

Questo metodo fa leva sui principi della teoria del gioco, uno studio matematico su come gli umani interagiscono tra loro. Richiedendo ai partecipanti di partecipare al gioco acquistando attrezzature e coprendo i costi di gestione il sistema Proof-of-Work aiuta a dissuadere i malintenzionati dal tentare di corrompere il network.

Puoi approfondire Proof-of-Work e altri tipi di meccanismi di consenso nell'articolo del Centro di apprendimento di Kraken Che cos'è il meccanismo di consenso della blockchain?

Gli hash sono codici a lunghezza fissa creati quando qualcuno esegue qualsiasi tipo di input tramite una funzione crittografica di hash.

Puoi pensare alle funzioni crittografiche di hash come a macchine di codici magici in grado di prendere qualsiasi cosa, da una singola lettera a un'enciclopedia e trasformarla completamente in un codice a lunghezza fissa, casuale e completamente unico.

Negli anni, sono emersi vari tipi di algoritmi hash. Ognuno usa una diversa metodologia per prendere gli input e trasformali in codici casuali.

Il network Bitcoin usa il Secure Hash Algorithm 256 (SHA-256), che fu originariamente sviluppato dalla United States National Security Agency (NSA).

Gli hash SHA-256 sono codici esadecimali a lunghezza fissa da 28 caratteri, che contengono un insieme di numeri tra 0-9 e lettere tra A-F. 

Non importa quanto piccolo o grande sia un input, questo genererà sempre un codice della stessa esatta lunghezza. Per esempio, se sottoponi la singola parola ''Ciao'' o un intero libro de Il Signore degli Anelli all'algoritmo SHA-256, otterrai comunque due codici hash unici di 28 caratteri.

Gli hash sono di vitale importanza nel processo di mining perché possiedono un numero di caratteristiche uniche.

Gli hash sono:

• deterministici: lo stesso input produrrà sempre lo stesso esatto codice hash.

• a senso unico: sebbene sia facile trasformare un input in un hash, è impossibile sapere quale fosse l'input partendo dall'output.

• casuali: i codici hash non hanno alcuna somiglianza coi loro input.

• unici: non esistono due hash uguali.

La cosa speciale di queste funzionalità è che se una persona modifica solo una piccola parte dell’input, crea un output totalmente diverso.

Per esempio, se cambiassi una singola lettera nel libro de Il Signore degli Anelli, verrebbe prodotto un codice hash completamente nuovo, irriconoscibile rispetto al primo.

Chiunque può creare hash sottoponendo qualsiasi input a una funzione crittografica hash. Puoi persino provare tu stesso usando un calcolatore hash gratuito online.

Per vincere la gara di mining di Bitcoin e guadagnare le ricompense dei blocchi, i miner devono creare un hash con un valore uguale o più basso di un obiettivo impostato automaticamente dal protocollo Bitcoin stesso. Questo valore è noto come hash target.

Ogni hash target avrà un certo numero di zeri nella parte anteriore. A seconda della difficoltà di mining corrente, che è anche impostata automaticamente dal protocollo, ci potrebbero essere solo pochi zero nella parte anteriore oppure molti.

Più zeri ci sono nella parte anteriore di un hash target, più difficile è per i miner batterlo, e viceversa.

Per esempio, un tipico hash target di bitcoin potrebbe avere questo aspetto.

00000000000a28ba41fe240e0b37

Un hash target più facile da battere potrebbe avere questo aspetto.

000agh3h5g6711deabcc650918d9

Hai notato che nella parte anteriore ha un numero significativamente inferiore di zeri?

Sebbene possa sembrare banale, aggiungere nella parte anteriore solo uno zero in più rende la gara cento volte molto più difficile da vincere. 

È come la differenza tra lanciare una moneta e fare uscire testa tre volte di fila rispetto a venti volte di fila.

L'hash target per ogni nuovo blocco di transazioni viene prima trasmesso al network come parte del blocco precedente. Questa informazione è memorizzata nell'intestazione del blocco che è una parte del blocco del bitcoin che contiene importanti informazioni di identificazione.

All'interno dell'intestazione del blocco è presente anche un valore chiamato nonce, abbreviativo per ''number used once" (numero usato una volta)'. 

Quando si crea un hash per battere l'hash target, tutti i miner prendono l'intestazione del blocco precedente, cambiano il nonce con un nuovo numero e lo fanno passare attraverso l'algoritmo di hashing SHA-256. Ogni volta che il valore nonce viene modificato, viene prodotto un hash completamente nuovo.

Poiché è impossibile per i miner sapere quali input produrranno quali hash, raggiungere l'obiettivo è semplicemente questione di tentativi ed errori. 

Questo processo continua fino a quando un miner non crea con successo un hash che ha lo stesso numero di zeri o più zeri nella parte anteriore dell'attuale hash target.

Il miner vincitore propone poi un nuovo blocco di dati di transazione a tutti gli altri miner sulla blockchain perché effettuino indipendentemente una verifica. Questi altri miner che non hanno vinto la gara di mining verificano in modo indipendente il blocco proposto per assicurarsi che sia valido.

Con l'aumento della difficoltà del mining, aumentano anche i costi associati.

In alcuni casi, può essere incredibilmente difficile per i miner solitari operare al di sopra dei livelli di punto di pareggio.

In questi scenari, molti miner indipendenti decidono di mettere insieme le loro risorse nei cosiddetti pool di mining.

I pool di mining condividono la loro potenza di elaborazione e dividono proporzionalmente tra i membri del pool le ricompense dei blocchi guadagnate. 

Oggi, la maggior parte del mining di Bitcoin viene effettuato da questi gruppi, anche se è possibile fare mining di criptovalute da casa.

La facilità o la difficoltà di vincita della gara di mining e del guadagno di ricompensa dei blocchi si riduce a tre fattori chiave:

1. Hashrate.

2. Difficoltà di mining.

3. Attrezzatura.

Hashrate è una metrica usata per rintracciare il totale della potenza di elaborazione di tutti i miner in un network blockchain. In breve, combina il numero di hash al secondo che ogni miner produce con le proprie macchine. 

Questa misura fornisce dati sulla dimensione totale di un network di mining di una blockchain e sulla sua sicurezza contro gli attacchi di maggioranza.

Quando l'hashrate di un network aumenta, di solito cresce anche la difficoltà di mining e viceversa.

Tornando all'esempio del cubo di Rubik, più persone competono per risolverlo, minori sono le probabilità di vincere.

Il protocollo Bitcoin ha una funzione integrata che regola automaticamente la difficoltà della gara di mining per garantire che i miner continuino a scoprire nuovi blocchi il più vicino possibile all'obiettivo dei 10 minuti di tempo per blocco.

Come già accennato, i Bitcoin di nuovo conio entrano in circolazione attraverso le ricompense di blocco ogni volta che un miner riesce a battere l'hash desiderato e ottiene il diritto di aggiungere un nuovo blocco alla blockchain.

Per garantire che le nuove crypto non inondino il mercato quando il network cresce con un numero sempre maggiore di nuovi miner, il suo creatore, Satoshi Nakamoto, ha inserito nel protocollo di Bitcoin un sistema di regolazione algoritmica della difficoltà prima del lancio.

L'algoritmo di difficoltà del mining di Bitcoin prevede che dopo ogni 2016 blocchi (circa ogni due settimane), il protocollo verifichi il tempo impiegato dai miner per scoprire l'hash vincente per ogni blocco e paragona quel tempo ai 20.160 minuti che dovrebbe impiegare (10 x 2016). 

Se improvvisamente si verifica un'impennata nel numero di persone che effettuano il mining di Bitcoin e i nuovi blocchi vengono scoperti troppo velocemente, l'algoritmo aumenterà la difficoltà dell'hash target (aggiungendo più zeri davanti) per rallentare i miner. 

Al contrario, se il numero di miner cala o se i miner iniziano a impiegarci troppo a scoprire nuovi blocchi, l'algoritmo faciliterà i successivi hash target (riducendo il numero degli zeri nella parte anteriore).

Pensala come una modifica alla difficoltà nel risolvere un cubo di Rubik aumentando o diminuendo il numero di file del cubo.

Un cubo 3x3, per esempio, sarebbe molto più facile da risolvere che un cubo da 5x5, e così via.

Per guadagnare un vantaggio competitivo sugli altri nel network, molti miner usano impianti di mining Application-Specific Integrated Circuits (ASIC). Queste macchine sono capaci di generare centinaia di milioni di hash al secondo, e possono operare in parallelo per dare ai proprietari una possibilità maggiore di vincere ricompense dei blocchi.

Diverse grandi società quotate, tra cui Riot Platforms, Marathon Digital e CleanSpark Inc. gestiscono attualmente enormi impianti di mining di criptovalute contenenti migliaia di macchine di mining ASIC.

La partecipazione di queste società più grandi ha aumentato drasticamente l'hashrate generale dei Bitcoin, rendendo sempre più difficile scoprire nuovi blocchi.

Chiunque può vedere l'hashrate di Bitcoin corrente in qualunque momento, tramite diversi grafici di hashrate online gratuiti.

Con l'aumento della difficoltà del mining, aumentano anche i costi associati.

In alcuni casi, può essere incredibilmente difficile per i miner solitari operare al di sopra dei livelli di punto di pareggio.

In questi scenari, molti miner indipendenti decidono di mettere insieme le loro risorse nei cosiddetti pool di mining.

I pool di mining condividono la loro potenza di elaborazione e dividono proporzionalmente tra i membri del pool le ricompense dei blocchi guadagnate. 

Oggi, la maggior parte del mining di Bitcoin viene effettuato da questi gruppi, anche se è possibile fare mining di criptovalute da casa.

Ora che conosci tutto del mining di bitcoin, te la senti di compiere il passo successivo nel tuo viaggio nel mondo delle criptovalute?

Clicca sul pulsante qui sotto per acquistare bitcoin su Kraken oggi stesso!