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El hahsrate es una medida que sirve para conocer el nivel de seguridad de Bitcoin.
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No todas las redes que utilizan prueba de trabajo tienen la misma capacidad de cómputo.
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El valor de una criptomoneda influye en el crecimiento de su hashrate.
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Se necesitan equipos especializados, con un hashrate elevado, para minar Bitcoin.
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Existen distintas unidades para medir el hashrate.
El hashrate o tasa de hash es la unidad de medida de todo el poder computacional de la red de Bitcoin. Su valor numérico se utiliza para expresar la cantidad de operaciones matemáticas que se ejecutan entre todos los mineros de Bitcoin que compiten entre sí por la recompensa. De esta manera, el hashrate está involucrado en varias funciones: la confirmación de transacciones, la adjudicación de la recompensa y la seguridad de la red.
El hahsrate puede ser entendido también como la capacidad de un solo equipo de minería para hacer cálculos matemáticos. De modo que, con ese valor, podemos calcular cuán eficiente es una operación de minería de Bitcoin. Para eso, se estima el consumo de electricidad y la cantidad de cálculos que puede hacer por segundo uno o varios equipos especializados.
La recompensa de bloque es el principal estímulo para las personas y compañías que se dedican a la minería de Bitcoin. Por lo tanto, el valor de esa recompensa afecta el hashrate. Más personas y compañías se suman si es valiosa la red en la que participan.
El hashrate es un indicador de cuánta participación existe en una red que utiliza prueba de trabajo o PoW como mecanismo de consenso. Otra forma de decirlo: el hashrate es a la minería de Bitcoin lo que los votos son a un sistema de elección.
¿Por qué es importante el hashrate para la seguridad de Bitcoin?
El hashrate tiene una relación directa con la seguridad de la red de Bitcoin. Como todos los participantes guardan copias de todos los registros de transacciones, resulta muy difícil coaccionar o engañar a una comunidad de cientos de miles de participantes distribuidos alrededor del mundo.
Esto quiere decir que, mientras más crece la participación de los mineros de Bitcoin, más difícil es realizar un ataque al historial de transacciones (o blockchain, como se conoce popularmente). De hecho, no solo es más difícil sino más caro a medida que la red en cuestión es más grande. Bitcoin, por ejemplo, está constituida por una red de millones de equipos de minería.
Para tener una idea de la magnitud de esa cifra, imaginemos que la red está constituida solo por equipos Antminer S19 Pro, que tiene una capacidad de cómputo de 110 TH/s. Si el hashrate de Bitcoin es de 250 EH/s en un momento dado, sería como indicar que 2,27 millones de estos equipos están conectados. Por supuesto, hay muchos modelos que tienen menor capacidad y otros tanto de mayor poder. En cualquier caso, la cantidad de equipos que hoy en día se utilizan para minar Bitcoin es exorbitante.
Se pueden realizar distintos tipos de ataques a redes informáticas, pero solo un ataque de 51% (o ataque de retención) representa una cierta amenaza para una red como Bitcoin. Al menos eso es lo que se dice, porque ejecutarlo parece prácticamente imposible, tomando en cuenta el hecho de que se necesita mucha electricidad y equipos de minería para llevarlo a cabo. Si nos guiamos por la hipotética cifra anterior, un atacante tendría que controlar 1,2 millones de estos equipos y el costo de la electricidad para que funcionen durante una cantidad indefinida de tiempo (¿una hora, un día?). Si quisiera competir contra toda la red, tendría que tener el equivalente a todos los mineros que minan, más uno. Algo virtualmente imposible.
Un ataque de 51% requeriría que el atacante posea una capacidad de, al menos, 51% de poder de cómputo total de Bitcoin. Con ese hashrate, podría evitar la confirmación de transacciones. También podría crear en secreto un historial de transacciones que contenga algunas transacciones que él mismo realizó y no otras (además de la recompensa de minería). Luego intentaría difundir su versión del historial de transacciones rápidamente. La cadena de bloques más larga (del atacante, si lo logra) sustituiría a otra más corta y el resto de los participantes la admitiría como verdadera, por ser precisamente la que tiene el mayor número de transacciones válidas.
Un ataque de 51% a una red pequeña
En 2018, Verge, Monacoin y Electroneum sufrieron ataques de 51%. En 2020, Ethereum Classic también sufrió dos ataques de 51%. Ese mismo año, Bitcoin Gold también sufrió dos ataques de este estilo. Debido a que eran redes pequeñas, los atacantes no necesitaron muchos recursos computacionales o energéticos.
La razón es que en Bitcoin todos compiten entre sí y quien consigue agregar un bloque nuevo con transacciones debe transmitirla al resto antes que otro competidor. Cuando un minero, a través de su nodo o computadora, recibe la información con el conjunto de nuevas transacciones verifica que corresponde con su historial y que no hay «lagunas» de información (o que no se quedó atrás en el reconocimiento de la secuencia de bloques, por ejemplo, por alguna desconexión).
El sistema está hecho para aceptar como verdadera la cadena de bloques que muestre la información más reciente, que normalmente es la que tiene la mayor cantidad de bloques válidos. Si alguien quisiera hacer ese ataque hoy a Bitcoin, necesitaría una cantidad de equipos que no se encuentran en el mercado.
¿Por qué crece el hashrate y afecta la dificultad de la minería de Bitcoin?
Hay una explicación simple para comprender el crecimiento constante del hashrate de Bitcoin y su importancia: la revalorización de la moneda que se otorga como recompensa. El principal incentivo de una red de minería de criptomonedas es económico.
La principal consecuencia del crecimiento del hashrate es el incremento del nivel de dificultad de minar. El código de Bitcoin ajusta automáticamente cada 2.016 bloques (aproximadamente dos semanas) un parámetro que se denomina ajuste del nivel dificultad.
Si más mineros se conectan a la red, el ajuste de nivel de dificultad se incrementa, lo que evita que los mineros obtengan más monedas en un periodo de tiempo determinado. Si, en cambio, los mineros se desconectan y el hashrate disminuye, el ajuste hace que se obtengan tantas monedas como el poder de cómputo disponible lo permite. En otras palabras, Bitcoin está programado para que la emisión de BTC a través de la minería sea constante. Cada diez minutos aproximadamente se generan nuevas monedas en Bitcoin.
No todas las redes tienen hashrate en crecimiento. Sin embargo, los mineros de criptomonedas suelen buscar rentabilidad en redes cuyas monedas adquieran valor. Ninguna red ha crecido tanto como Bitcoin a lo largo del tiempo.
¿Qué es una función de hash y cómo funciona la criptografía?
Para comprender con profundidad qué es el hashrate de Bitcoin, hay que definir brevemente qué es una función de hash. Básicamente se trata de una función que se usa en criptografía para convertir un elemento en otro, en términos de información. El resultado de esa conversión se expresa en términos alfanuméricos.
Si te parece complicado, imagina que esa «función de hash» es una caja capaz de convertir la palabra CriptoNoticias en una secuencia de números y letras como esta: b4cc8e3e952fe56998fbb492ae63f11fb6766d3af91517116c44262488a9341e
Un solo cambio en la palabra inicial produciría una secuencia completamente diferente. Por ejemplo, si introducimos en la caja la palabra KriptoNoticias el resultado sería distinto. Esto permite que ese resultado sea un dato único en su tipo y es vital para la criptografía.
SHA-256
Es la función de hash o procedimiento matemático que utiliza Bitcoin (y otras criptomonedas). La misma función se utiliza en distintas etapas y niveles del sistema. Por ejemplo, para crear llaves privadas y la identificación de bloques de la cadena. Sha-256 es un algoritmo criptográfico altamente seguro, lo utiliza la inteligencia militar en todo el mundo.
Este procedimiento además evita que se pueda descubrir cuál es el dato inicial a partir de una secuencia. Por ejemplo, para crear direcciones públicas (equivalentes a un número de cuenta donde se pueden recibir pagos en BTC) se utiliza la llave privada y criptografía. Nadie puede saber cuál es la llave privada o la clave criptográfica de alguien con los datos que proporcionan la dirección pública.
¿Cómo funciona el hashrate de Bitcoin?
El hashrate de Bitcoin es la suma de millones de operaciones matemáticas que involucran procesos criptográficos cada segundo. Los encargados de ejecutar todas esas operaciones son los mineros de Bitcoin a través de la prueba de trabajo (Proof of Work o simplemente PoW).
La prueba de trabajo es un mecanismo que sirve para adjudicar a quienes participan en la minería de Bitcoin el derecho de escribir transacciones en un bloque, incluyendo la transacción de la recompensa que genera los nuevos bitcoins. Todos los mineros compiten entre sí, haciendo que sus computadoras intenten hallar un número único. Para conseguir este número único tienen que hacer billones de intentos.
Es algo así como una lotería, que evita que el sistema de recompensas dependa de elección o votos de los participantes. Más bien, se trata de un sistema donde cualquiera puede participar con la garantía de que nadie puede ser coaccionado, sobornado o violentado para tomar decisiones unilaterales. En este sistema se puede seleccionar a alguien aleatoriamente para que escriba una nueva entrada en el libro de registros.
En otras palabras, los mineros intentan producir un hash que sea inferior o igual al valor numérico del hash «objetivo», cambiando un único valor llamado «nonce». Quien encuentra esto gana la lotería y obtiene el derecho a escribir una nueva entrada en el registro. Cada vez que se cambia el nonce, se crea un hash completamente nuevo, que es como reiniciar la lotería.
Como cada hash creado es aleatorio e imposible de predecir, pueden necesitarse millones de conjeturas —o hashes— antes de que un minero acierte el objetivo y gane el derecho a llenar el siguiente bloque y añadirlo a la cadena. Esto quiere decir que es básicamente imposible saber quién ganará la lotería la siguiente vez.
Podemos afirmar que, en esta lotería, donde cualquiera puede participar, se elimina la confianza en el sistema. La razón es que cualquiera puede generar su propio boleto de lotería a través de la prueba de trabajo. No existe un ente regulador que designe ganadores o que genere la combinación que los participantes deben conseguir.
Al contrario, cuando alguien gana la lotería solo tiene que mostrar su boleto para que el resto de los participantes valide la veracidad de su boleto y así se adjudica la recompensa. Solo tienen que conocer cuál es el número objetivo o el nonce y verificar que el boleto del ganador está en el rango de ese número. Además, ese boleto tiene que derivarse de la forma matemática de las transacciones que el minero o participante quiere agregar al libro de registros.
¿Pero cómo evitar que un participante, un minero, genere un número infinito de boletos de lotería o monopolice el juego? Creando un costo. La minería de Bitcoin y de otras criptomonedas exige que los participantes paguen algo por sus boletos, en este caso energía eléctrica. De allí que el hashrate de una red esté asociado a cierto consumo eléctrico.
Electricidad en PoW
La prueba de trabajo requiere electricidad. Una de las premisas de Bitcoin es que no se puede crear dinero de la nada, debe tener un costo. Satoshi Nakamoto pensó que la electricidad es un recurso natural que se puede crear, es universal, infinito y tiene un costo elevado.
Hashrate de un minero de Bitcoin, granjas y pools de minería
Cuando el hashrate de una red de criptomonedas es lo suficientemente grande, un solo minero de Bitcoin no puede ganar la lotería que le permite agregar transacciones al historial y obtener la recompensa. A un solo equipo de minería, por muy potente que sea, le tomaría mucho tiempo hacer los cálculos o intentos necesarios para acercarse al número objetivo.
Los equipos de minería están diseñados para resolver cálculos matemáticos complejos. Deben ser capaces de resolver hashes de acuerdo con una función de hash específica. En el caso de Bitcoin SHA-256. Una computadora normal solo resuelve algunos megas por segundo (MH/s). En decir algunos millones de hashes en ese segundo.
Estos equipos especializados han evolucionado y a medida que se desarrollan son capaces de resolver cada vez más hashes por segundo. Si comparamos este desarrollo en el tiempo, podríamos observar cómo hace unos años los equipos más potentes pasaron de resolver cientos de megahashes por segundo a decenas de terahashes por segundo (TH/s). Es decir, billones de cálculos en ese periodo de tiempo.
En la actualidad los equipos última generación son capaces de resolver uno o dos centenares de terahashes por segundo. Estos equipos se denominan ASIC y se fabrican para realizar la única tarea de resolver hashes con SHA-256.
Equipos de minería de Bitcoin
Los equipos de minería de Bitcoin se componen de un chip especial. En el caso de los Equipos ASIC (circuito integrado para aplicaciones específicas), se trata de chips que realizan una única tarea, en general en base a una función de hash específica.
Es necesario tomar en cuenta que no todas las redes requieren equipos ASIC para ejecutar la minería. Algunas redes como Litecoin, Ethereum Classic y en el pasado Ethereum, pueden minarse con tarjetas gráficas, capaces de proporcionar megahashes de cálculos. Estas redes, por supuesto, tienen un tamaño mucho menor que Bitcoin.
Debido a que el crecimiento del hashrate incrementa la dificultad de encontrar el nonce o número objetivo, los mineros suelen reunir varios equipos (a veces centeneres o miles) para incrementar sus probabilidades. A eso se le conoce como granja de minería.
Minar con PC al comienzo de todo
No siempre fue así, en sus orígenes se podía minar Bitcoin con una computadora simple, ahora se requiere una computadora especializada capaz de resolver millones de operaciones matemáticas por segundo para encontrar ese nonce o hash específico.
De hecho, la competencia entre los mineros de criptomonedas es tan ardua que la mayoría elige unirse a grupos más grandes de mineros de criptomonedas, conocidos como pools de minería. A través de un pool de minería los mineros se ponen de acuerdo para sumar su poder de cómputo o hashrate, como si se tratara de una sola entidad. De esta manera se incrementa todavía más las probabilidades de ganar la recompensa por minar una criptomoneda.
Cuando un pool consigue minar un bloque con transacciones, la recompensa se reparte entre sus participantes. De tal forma, podemos ver cómo el hashrate afecta incluso las dinámicas de los propios participantes, invitándolos a colaborar entre sí.
¿Cómo se mide el hashrate de Bitcoin?
La unidad básica para medir el hashrate es KH/s. 1 KH/s equivale a 1.000 hashes por segundo. Si usamos como ejemplo una red de minería de Bitcoin con un hashrate de 10 TH/s, hablaríamos de una capacidad de 10 billones de cálculos por segundo.
¿Cuánto es el hashrate de Bitcoin?
El hashrate de Bitcoin ha crecido progresivamente, mucho más que el de cualquier red que utilice un consenso de prueba de trabajo. Entre 2017 y 2018 la red tuvo un crecimiento de 900 % de su hashrate. Los años siguientes su crecimiento fue equivalente al 100 % año tras año. Pero en los últimos años ese crecimiento se ha reducido en términos porcentuales.
Sin embargo, vale a cotar que solo entre 2021 y 2022 la red creció cerca de 100 EH/s. Si lo vemos en perspectiva, es la misma cantidad de poder de cómputo que se reunió durante los primeros diez años de vida de la red. A finales de 2022, el hashrate de Bitcoin era de 250 EH/s.
Unidades de hashrate
- 1 kH/s es 1.000 (mil) hashes por segundo.
- 1 MH/s es 1.000,000 (1 millón) hashes por segundo.
- 1 GH/s es 1.000.000.000 (1.000 millones) hashes por segundo.
- 1 TH/s es 1.000.000.000.000 (1 billón americano) hash por segundo.
- 1 PH/s es 1.000.000.000.000.000 (1 trillón americano) hashes por segundo.
- 1 EH/s es 1.000.000.000.000.000.000 (1 quatrillón) hashes por segundo.
Conversiones comunes de hashrate
- 1 MH/s = 1.000 kHz/s.
- 1 GH/s = 1.000 MH/s = 1.000.000 kHz/s.
- 1 TH/s = 1.000 GH/s = 1.000.000 MH/s = 1 000 000 000 kH/s.
El Hashrate es un concepto fundamental que enmarca distintos aspectos del sistema económico de Bitcoin y otras redes que sustentan su seguridad en la prueba de trabajo. De esta manera, podemos estimar que la magnitud del hashrate de una red es proporcional a su salud.
Si quieres saber más sobre Bitcoin, y todo lo relacionado con esta tecnología disruptiva, te invitamos a que hagas clic en los siguientes enlaces.
- ¿Qué es y cómo funciona Bitcoin?
- ¿Qué es la minería de Bitcoin y otras criptomonedas?
- ¿Quiénes están detrás del desarrollo de Bitcoin Core?
- ¿Qué es una granja de minería de Bitcoin? (criptonoticias.com)
