Puntos clave
Ajustar la dificultad cada 2016 bloques ayuda a mantener un tiempo de bloque constante de 10 minutos, evitando una inflación rápida y una sobrecarga de la red.
En octubre de 2024, la dificultad de la minería de Bitcoin alcanzó un récord de 95,7 billones, aumentando el consumo de energía y ejerciendo presión sobre las ganancias de los mineros a menos que adapten equipos eficientes o reduzcan los costos de energía.
Los cambios en el hashrate de la red, debido a factores como más mineros o mejores equipos, afectan directamente la dificultad de la minería de Bitcoin para mantener los tiempos de bloque.
Las preocupaciones sobre el consumo de energía de Bitcoin han llevado a los mineros a explorar energías renovables y otras soluciones para seguir siendo competitivos y sostenibles.
La minería de Bitcoin es el proceso de resolver problemas matemáticos complejos para proteger la red y crear nuevas monedas. Para garantizar que se agreguen nuevos bloques a un ritmo constante, la dificultad de estos problemas se ajustará periódicamente.
En pocas palabras, a medida que más mineros se unen a la red, la minería de Bitcoin se vuelve más difícil, lo que garantiza un suministro predecible y un sistema seguro.
Este artículo explica cuál es la dificultad de la minería de Bitcoin, cómo se ajusta con el tiempo para mantener la red segura y estable, cómo se calcula y qué factores afectan la rentabilidad de la minería.
Comprenda la dificultad de la minería de Bitcoin
La dificultad de la minería de Bitcoin garantiza que la red agregue bloques en un ciclo constante de 10 minutos, evitando una rápida inflación y sobrecarga de la red. El minero debe encontrar un hash con un número específico de ceros a la izquierda ajustando el "nonce". Esta dificultad se ajusta cada 2.016 bloques para mantener la estabilidad y seguridad en la red.
La verdad es que la minería de Bitcoin no es nada difícil. Básicamente, todo lo que hace el minero es cifrar la siguiente información:
Encabezado del bloque anterior: vincula el nuevo bloque con el bloque anterior, manteniendo la continuidad de la cadena.
Merkle Root: una función hash que representa todas las transacciones en el bloque, lo que permite una verificación eficiente de la integridad de los datos.
Marca de tiempo: la hora en que se creó el bloque, que se utiliza para la clasificación cronológica.
Número de versión: especifica la versión del bloque y las reglas de protocolo que sigue.
Para un minero de Bitcoin moderno, el cálculo del hash de un nuevo bloque debe realizarse instantáneamente. Entonces, ¿por qué no?
En primer lugar, la cadena de bloques se sobrecargará con bloques que se agregarán a un ritmo descontrolado. Esto provocará una ola de nuevos Bitcoins que inundarán el mercado, lo que provocará una hiperinflación. El valor de Bitcoin se desplomará porque se crearán nuevas monedas mucho más rápido que el calendario de suministro previsto, alterando el delicado equilibrio que mantiene su escasez.
En segundo lugar, agregar bloques rápidamente ejerce presión sobre la red, lo que dificulta la sincronización de los nodos. Los nodos completos, que validan y almacenan toda la cadena de bloques, tendrán dificultades para descargar y verificar una cantidad excesiva de bloques, lo que provocará la fragmentación de la red. Esto podría facilitar que los malos actores aprovechen las vulnerabilidades de seguridad, como llevar a cabo un ataque del 51%, ya que la velocidad de producción de bloques obstaculizaría la validación y el consenso adecuados entre los nodos.
En última instancia, el procesamiento de transacciones se volverá caótico. La falta de ajuste de dificultad significa que no habrá un período de tiempo estructurado para las confirmaciones de transacciones, lo que debilita la confiabilidad de la red. Un tiempo de bloque predecible de 10 minutos es esencial para garantizar que las transacciones se procesen de manera oportuna pero ordenada. Sin esto, los usuarios pueden enfrentar tiempos de transacción impredecibles y estructuras de tarifas inconsistentes, lo que reduce la confianza en la red.
Una solución natural a este problema es simplemente aumentar la dificultad de codificar esta información.
Bitcoin y otras cadenas de prueba de trabajo como Monero y Litecoin resuelven este problema al exigir a los mineros que codifiquen información no solo en cualquier hash, sino en el hash que mejor se ajuste a los requisitos de tamaño determinados.
Por ejemplo, si codifica la frase "Me encanta Cointelegraph" en un hash hexadecimal de 256 bits mediante un algoritmo como SHA-256, obtendrá:
148530ee91a00571250b58ea69c9947b10a702cf135b3f56cdad39f74450d145
Este es un número entero bastante grande. Entonces, ¿qué se puede hacer para acortarlo?
Al agregar información que cambia la salida (llamada nonce), tendrías que intentarlo y cometer errores unas 16 veces para obtener un cero a la izquierda:
Me encanta Cointelegraph 64
04dc36a0b5a40cba5524cd80064bcb5d21dfd28ecd811684f520a73e38362abf
Probablemente no sea lo suficientemente pequeño. Para obtener dos ceros a la izquierda, necesitarás unos 256 intentos. Cambiemos el nonce a 98 y veamos el resultado:
Me encanta Cointelegraph 98
00ddde1a51e44602a4397cb80f51dc218e6bbc3b50ac4dc4b612e7d62016ca02
¡Éxito! Ahora bien, ¿cuántos intentos necesitas para obtener los tres ceros superiores? Unos 4.000 intentos. ¿Y en cuanto a los veinte ceros iniciales? Potencialmente, la cifra alcanzará los septillones.
De hecho, así es como funciona la dificultad de la minería: el hash debe comenzar con una cierta cantidad de ceros. A su vez, esto requiere que el minero agregue un valor "nonce" al hash, que generalmente oscila entre 0 y aproximadamente 4.000.000.
Dependiendo de qué tan rápido los mineros cumplan estos requisitos, la dificultad se ajustará automáticamente cada dos semanas (o más precisamente cada 2016 bloques) para garantizar que los tiempos de los bloques se mantengan cerca del promedio de 10 minutos tanto como sea posible.
El siguiente es un ejemplo de un encabezado de bloque que cumplió con éxito los requisitos de dificultad de minería de noviembre de 2024:
0000000000000000000000a497c6b1be95b76a9e25a797f8fe49953d40c06a027e
Piense en una clase de estudiantes que tienen un problema de matemáticas. Si la mayoría de los estudiantes terminan demasiado rápido, el profesor hará que el siguiente problema sea más difícil.
Si tardan demasiado, el siguiente problema será más fácil. Asimismo, la red Bitcoin monitorea la tasa de adición de bloques y ajusta el "nivel de dificultad del problema" para mantener un intervalo constante de 10 minutos.
Este equilibrio es importante para mantener un nuevo suministro de Bitcoin predecible y garantizar la seguridad de la red.
Calculando la dificultad de minar Bitcoin: ¿Es difícil minar un bloque?
La dificultad de minería de Bitcoin, o "nBits", incluye un exponente y un coeficiente para establecer un objetivo de minería. Un valor objetivo más bajo significa una dificultad mayor.
La "dificultad" mencionada en realidad se llama más exactamente "nBits". Este campo es una representación concisa de la dificultad minera que consta de dos partes principales:
Exponente: el exponente indica el número de bits que se deben desplazar hacia la izquierda para establecer el objetivo correctamente. Básicamente, determina el "tamaño" general del objetivo especificando el número de posiciones que debe desplazarse el coeficiente. En resumen, decide cero.
Coeficiente (o significado): un coeficiente es un valor numérico que, cuando se combina con un exponente, determina el umbral real. Este valor proporciona los detalles más finos necesarios para ajustar la dificultad de la manera correcta. En resumen, muestra los números significativos (significant) que siguen al cero inicial.
La combinación de estos dos factores crea un objetivo de dificultad completo que los mineros deben alcanzar o no alcanzar para extraer con éxito un bloque.
Por ejemplo, el valor de nBits específico 0x1b0404cb significa:
El exponente es 0x1b (o 27 en decimal), lo que indica que el coeficiente se desplaza 27 bits hacia la izquierda.
El coeficiente es 0x0404cb (o 263755 en decimal), que forma el número base para el umbral objetivo.
Estos componentes son importantes porque determinan el nivel de dificultad de extraer un nuevo bloque. Cuanto menor sea el valor objetivo, más difícil será encontrar una función hash que cumpla con los criterios.
¿Sabías? El término nBits significa "bits de red". Esta es una representación compacta utilizada en la minería de Bitcoin para indicar un objetivo de dificultad para los mineros.
Factores que afectan la dificultad de la minería de Bitcoin
A medida que aumenta la tasa de hash debido a más mineros o mejores equipos, aumenta la dificultad para mantener un tiempo de bloqueo de 10 minutos. Si la tasa de hash disminuye, la dificultad disminuye.
Como se mencionó, la dificultad de la minería de Bitcoin es un parámetro dinámico que se ajusta aproximadamente cada dos semanas (o cada 2016 bloques). El estado de la tasa de hash total de la red es la razón principal por la que cambian los nBits. Después de todo, representa la potencia informática combinada de todos los mineros de la red Bitcoin.
Una tasa de hash más alta indica que más mineros o equipos de minería más potentes contribuyen a la red. A medida que aumenta la tasa de hash, los bloques se extraen más rápido que el intervalo previsto de 10 minutos. Para compensar, la red aumenta la dificultad de la minería, asegurando que se sigan agregando bloques a un ritmo constante. Por el contrario, si la tasa de hash disminuye, la dificultad disminuirá para mantener el tiempo de generación de bloques.
Por ejemplo, en octubre de 2024, la tasa de hash promedio móvil de siete días de Bitcoin alcanzó un máximo histórico de casi 703 exahash por segundo (EH/s), lo que provocó un aumento correspondiente en la dificultad de la minería.
También puede ocurrir lo contrario. Si los mineros abandonan la red o si su equipo de minería se vuelve obsoleto o no rentable, la tasa de hash total disminuirá.
Uno de esos casos ocurrió a finales de 2021, cuando la represión de China contra la minería de criptomonedas obligó a muchas operaciones mineras a cerrar o reubicarse. Esta caída repentina en la tasa de hash ha llevado a una disminución significativa en la dificultad de la minería. En julio de 2021, Bitcoin experimentó su mayor ajuste de dificultad a la baja, de alrededor del 28%, lo que permitió a los mineros continuar extrayendo bloques a un ritmo razonable a pesar de la reducción de la capacidad de la red.
¿Sabías? La evolución de la minería de CPU y GPU a la minería ASIC ha aumentado drásticamente la tasa de hash de la red a lo largo de los años, lo que requiere ajustes frecuentes en la dificultad de la minería para mantener los tiempos de bloque objetivo.
Dificultad de la minería de Bitcoin – cronología
El número de dificultad de minería representa cuánto más difícil es extraer un nuevo bloque en comparación con la dificultad base de 1 (el nivel más fácil cuando se lanzó Bitcoin por primera vez). Por ejemplo, si el número de dificultad es 10.000.000, significa que extraer un bloque es 10 millones de veces más difícil que cuando la dificultad es 1.
2009 – Nacimiento y primeros años
Enero de 2009: La dificultad de la minería comenzó en el nivel 1, el nivel más simple, cuando Satoshi Nakamoto extrajo el bloque génesis usando una CPU básica. Este número bajo indica el nivel de competencia y la potencia informática mínima necesaria para extraer un bloque.
Diciembre de 2009: la dificultad sigue siendo 1, lo que refleja el número limitado de participantes de la red.
2010 – Cambio a la minería GPU
Julio de 2010: La aparición de la minería GPU provoca el primer aumento significativo de la dificultad. A finales de 2010, la dificultad aumentó a alrededor de 14, lo que representa un cambio de la minería convencional a una participación más competitiva con mejor hardware.
2013 – La era de la minería ASIC
Enero de 2013: La introducción de los mineros ASIC provoca un aumento significativo de la dificultad, ya que ofrecen más potencia informática que las GPU. La dificultad aumentó a aproximadamente 3.500.000.
Diciembre de 2013: a finales de año, la dificultad se disparó a alrededor de 1.500.000.000, lo que refleja la rápida adopción de la tecnología ASIC y el aumento de las tasas de hash de la red.
2017 – mercado alcista de Bitcoin
Enero de 2017: La dificultad de la minería es de alrededor de 300 000 000 000, aumentó significativamente debido a la mejora del hardware de minería y a la entrada de más mineros al mercado debido al aumento de los precios de Bitcoin.
Diciembre de 2017: Al final de la carrera alcista, la dificultad alcanzó alrededor de 1.590.000.000.000, lo que refleja una mayor competencia e inversión en infraestructura minera a medida que el precio de Bitcoin se acercaba a los 20.000 dólares.
2020 – El tercer halving y su impacto
Mayo de 2020: Justo antes de la tercera reducción a la mitad, la dificultad minera rondaba los 16.100.000.000.000. Esta reducción a la mitad reduce la recompensa del bloque de 12,5 a 6,25 BTC, lo que provoca una corrección en la participación y la rentabilidad de los mineros.
Diciembre de 2020: La dificultad de la minería aumenta a aproximadamente 18 600 000 000 000 a medida que los mineros se adaptan a las nuevas condiciones económicas y continúan invirtiendo en equipos de minería más eficientes.
2021 – Prohibición minera en China
Mayo de 2021: La represión de China contra la minería provoca que la tasa de hash se desplome. La dificultad disminuyó un 28% en julio de 2021, a aproximadamente 14.400.000.000.000. Esta caída es la mayor corrección a la baja en la historia de Bitcoin y muestra cómo los cambios de política en las principales regiones mineras pueden afectar la red.
Diciembre de 2021: a medida que los mineros se trasladen a nuevas áreas y reanuden las operaciones, la dificultad se recuperará a aproximadamente 24.200.000.000.000.
2024 – Récord máximo
Octubre de 2024: la dificultad de la minería alcanza un récord de 95 672 703 408 223, lo que refleja aumentos significativos en la tasa de hash global, avances en el hardware de minería y una adopción más amplia.
Cómo la dificultad afecta los ingresos de los mineros de Bitcoin
A medida que más mineros se unan a la red o actualicen sus plataformas de minería, la dificultad se ajustará hacia arriba para mantener los tiempos de bloqueo estables en 10 minutos. Esto significa que cada minero tiene que realizar más cálculos para resolver un bloque, lo que aumenta los costos de energía y reduce sus márgenes de ganancia.
Como vio, en octubre de 2024, la dificultad alcanzó un máximo histórico de alrededor de 95,7 billones. Esta feroz competencia obliga a los mineros a utilizar más energía y, para muchos, eso significa menores ganancias si no pueden cubrir los costos.
Sin embargo, los mineros no se quedan de brazos cruzados mientras los costos aumentan. Aquí hay algunas estrategias que utilizan para mantenerse a la vanguardia:
Actualizaciones de hardware: los ASIC más nuevos y eficientes brindan a los mineros más potencia de hash por vatio. Al actualizar periódicamente sus equipos, pueden mantener bajos los costos incluso cuando aumenta la dificultad.
Reducir los costos de energía: muchos mineros se trasladan a áreas con electricidad barata o fuentes de energía renovables. Los costos de energía más bajos significan mejores ganancias, y las fuentes sostenibles pueden proporcionar precios estables a largo plazo.
Escalamiento: operar granjas mineras más grandes ayuda a distribuir los costos. Las operaciones más grandes pueden comprar al por mayor y obtener mejores ofertas en equipos y electricidad, mejorando sus resultados.
Fuentes de ingresos adicionales: algunos mineros ofrecen servicios de minería en la nube o alquilan espacio en sus centros de datos para compensar los costos. Otros incluso están experimentando con servicios de inteligencia artificial para aprovechar nuevas fuentes de ingresos.
Fusiones y expansiones: Las fusiones con otras empresas mineras permiten a las empresas aunar recursos y reducir la competencia, lo que les ayuda a capear los altibajos de las fluctuaciones y dificultades del precio de Bitcoin.
Estas estrategias ayudan a los mineros a superar niveles de dificultad cada vez mayores y mantener las ganancias en un mercado ferozmente competitivo. Pero con cada aumento de la dificultad, se ven empujados a encontrar nuevas formas de mantener la minería económicamente viable.
El futuro de la dificultad minera
Bitcoin parece establecido, pero su futuro aún no está asegurado.
La política gubernamental impacta cada vez más en la minería y los ajustes de dificultad. En 2022, el impuesto a la energía minera de Kazajstán provocó una caída temporal en las tasas de hash a medida que los mineros enfrentaban costos más altos.
Por otro lado, El Salvador ha adoptado la minería promoviendo la energía geotérmica, que estabiliza las tasas de hash y respalda una mayor dificultad. Islandia y Noruega también atraen a los mineros con sus abundantes recursos de energía renovable, proporcionando tasas de hash estables con un menor impacto ambiental.
Sin embargo, el concepto de dificultad minera resalta los desafíos ambientales de PoW. La enorme cantidad de energía consumida en los cálculos de prueba y error ha llevado a países como Suecia a presionar para imponer restricciones, lo que podría remodelar las futuras regulaciones mineras. El paso de Ethereum a la prueba de participación (PoS) en 2022, reduciendo el uso de energía en un 99%, muestra cómo las alternativas sostenibles pueden prosperar y ejerce más presión sobre Bitcoin para renovarse.
Sin embargo, PoW sigue siendo un elemento importante del modelo de seguridad de Bitcoin. Los enormes costos de energía necesarios para la minería dificultan que cualquier actor malintencionado altere la cadena de bloques o lleve a cabo ataques. Este nivel de seguridad y resiliencia es difícil de replicar en otros sistemas y, si bien PoS ofrece ventajas ambientales, PoW ha demostrado ser sólido en términos de mantener la integridad de la red.
Los mineros se han adaptado recurriendo a fuentes de energía renovables como la energía hidroeléctrica en Canadá y la energía solar en Estados Unidos. Algunos incluso reutilizan el exceso de calor extraído con fines industriales para mejorar la sostenibilidad.
Las computadoras cuánticas plantean otro desafío potencial, ya que podrían generar una potencia minera masiva que podría generar hashes aceptables mucho más rápido que el hardware actual, lo que podría aumentar considerablemente la dificultad. Si bien los expertos dicen que aún faltan años para una computadora cuántica práctica, la comunidad Bitcoin ya está investigando algoritmos a prueba de cuánticos para proteger la red.
El futuro de la dificultad de la minería de Bitcoin está equilibrado entre amenazas y soluciones. Que su mecanismo PoW pueda seguir creciendo depende de cómo se adapte a estos desafíos.
¿Sabías? Los expertos predicen que alrededor de 2035 podría surgir una computadora cuántica práctica, tolerante a fallas y capaz de superar a las computadoras clásicas en una variedad de tareas. Esto marcaría los grandes cambios en la potencia y la tecnología informática.