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¿Qué es la minería de bitcoins (criptomonedas)?

En el proceso de consenso descentralizado que se produce en la red p2p con el objeto de validar las transacciones de los usuarios y evitar que las de doble gasto se incluyan en la cadena de bloques, los nodos de la red son recompensados con bloques de monedas digitales. Se puede pensar de esto como un pago al nodo a cambio del servicio de crear un bloque en la cadena de consenso.

Esta compensación es un incentivo para que los nodos de la red p2p se comporten de manera honesta. Siendo la conducta de los nodos honestos extender siempre la cadena de bloques valida más larga, donde se supone están las transacciones validas, no las de doble gasto. La protección contra el doble gasto es puramente consensual. Es el consenso el que determina cual transacción finaliza en la cadena de consenso valida más larga.

Minería Bitcoin

De acuerdo a las reglas de Bitcoin, el nodo que crea un bloque puede incluir una transacción especial en ese bloque: una transacción de creación de monedas (coinbase). Además, el nodo también puede escoger la dirección recipiente de esta transacción, la cual, por supuesto, será la propia. Para crear un bloque, el nodo que propone ese bloque está obligado a conseguir un número arbitrario único o nonce que resuelve exitosamente un acertijo hash (hash puzzle).

El acertijo hash es un problema matemático que busca que el hash del bloque a crear se encuentre dentro de un espacio objetivo (target), que define la dificultad de minado y que depende del procesamiento total de la red. Para resolver este acertijo es necesario conseguir un número arbitrario único o nonce que al concatenarlo con el apuntador hash del bloque previo y las transacciones que el nodo propone que el bloque contenga y aplicarle la función hash, hace que se cumpla la condición objetivo.

El espacio objetivo es ajustable para permitir que la dificultad del acertijo pueda ser cambiada en el tiempo a medida que nuevos usuarios entran a la red o antiguos usuarios la dejan, modificando la cantidad procesamiento total de la red. Esto permite que el acertijo sea lo suficientemente difícil para que ataques a la cadena de bloques sean costosos, pero las soluciones del acertijo pueden ser aún encontradas a una tasa casi fija (en el caso de Bitcoin, alrededor de diez minutos).

El proceso de consecución del nonce que resuelve el acertijo hash es lo que se conoce como minería bitcoin, dentro del cual se producen las operaciones de consenso distribuido antes explicadas. Los acertijos de minería están en el núcleo mismo de Bitcoin.

La selección aleatoria del nodo autorizado para crear un nuevo bloque se resuelve mediante el sistema de minería denominado Proof-of-Work (Prueba de Trabajo). La idea clave detrás de Proof-of-Work es que se pueda aproximar la selección de un nodo arbitrario a, en su lugar, la selección de nodos en proporción de un recurso que esperamos que nadie pueda monopolizar. Si, por ejemplo, ese recurso es poder de cómputo, entonces es un sistema Proof-of-Work. Alternativamente, podría ser en proporción a la propiedad de la moneda, y se llama Proof-of-Stake (Prueba de Participación). A pesar de que no se usa en Bitcoin, la Prueba de Participación es un modelo de minería alternativo legítimo y se usa en otras criptomonedas.

Todos estos sistemas buscan lograr el consenso descentralizado y la prevención del doble gasto y del ataque del 51%. Dependiendo del tipo de sistema que utilice la criptomoneda, cambiará la forma en que es minada.