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¿Cómo minar criptomonedas?

La minería de criptomonedas es la actividad mediante la cual se emiten nuevos criptoactivos y confirman transacciones en una red blockchain. Cómo realizarla depende del algoritmo que use la red para alcanzar consenso distribuido: Prueba de Trabajo (Proof-of-Work, PoW), Prueba de Participación (Proof-of-Stake, PoS) u otro. La Prueba de Trabajo es el sistema más usado actualmente, puede encontrarse en criptomonedas como Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Monero, Zcash y otras. La Prueba de Participación se consigue generalmente en combinación con PoW en criptoactivos como Decred, Dash o NEM y de forma exclusiva en Stratis o Lisk.

Prueba de Trabajo (Proof-of-Work)

Configuracion GPU mineria criptomonedas

Configuración de tarjetas de video (GPU) para minería de criptomonedas

En el sistema de Prueba de Trabajo (PoW), los mineros utilizan computadoras con potentes procesadores (comerciales o especializados) para resolver acertijos hash que, una vez resueltos, les permiten proponer el siguiente bloque de transacciones a agregar en la cadena de bloques y cobrar la recompensa por ello, valorada en criptomonedas.

Las recompensas por minería se componen de emisión de nuevas monedas más las comisiones por transacciones incluidas en el bloque y varían de acuerdo al sistema monetario de la red en que se trabaje. Por ejemplo, Bitcoin inició con una recompensa de 50 BTC nuevos por bloque cada 10 minutos, aproximadamente. Actualmente la recompensa de esa red se encuentra en 12,5 BTC y se reducirá a la mitad en los años venideros. Lo mismo sucede en Ethereum, donde la red recompensaba a los mineros con 5 ETH inicialmente y actualmente lo hace con 3 ETH.

En la actividad minera se utilizan chips de procesadores de computadora (CPU), tarjetas de video (GPU), chips programables (FPGA) y, en algunas blockchains, chips especializados ASIC (del inglés, Circuitos Integrados de Aplicación Específica). El chip a utilizar depende tanto del algoritmo de la criptomoneda como del poder de procesamiento actual de toda la red blockchain, que se traduce en la dificultad de minería, una variable que determina la complejidad del acertijo hash a resolver. Blockchains como Bitcoin, Litecoin o Dash se minan con equipos ASIC, en otras como Ethereum o Zcash se usan computadoras con varias tarjetas de video (aquí un artículo sobre cómo configurar este tipo de equipos) y algunas como Monero o Bytecoin se minan con CPU.

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Minero ASIC de Bitcoin con fuente de 1.300 vatios

Exceptuando aquellos casos estrictamente excluyentes por algoritmo, cualquier criptomoneda puede ser minada con cualquier tipo de procesador, por ejemplo, se puede minar Bitcoin con CPU, FPGA o GPU, pero solo el procesador más potente compatible en esa red generará dividendos.

Además del equipo, es necesario utilizar un software que permita interactuar con la red de la criptomoneda para obtener de los nodos los trabajos de los bloques a consolidar y poder enviar las soluciones e intentos que se realicen (pruebas de trabajo).

El software a utilizar varía ampliamente y puede ser tanto de código cerrado como abierto. En mineros ASIC, el software viene pre-instalado y solo puede ser configurado y actualizado. Los mineros en computadora son mucho más versátiles, ya que no solo permiten al dueño instalar la aplicación de minería que desee sino que también posibilitan la instalación de múltiples softwares para minar diversos criptoactivos al mismo tiempo. Por ejemplo, puede instalarse el minero Claymore para minar en Ethereum o Zcash con las tarjetas de video, junto con un software para minar Monero con el CPU y un nodo completo de SIA para vender almacenamiento. Este tipo de configuraciones, sin embargo, exigen componentes de alto rendimiento y una buena refrigeración para evitar daños prematuros.

Los mineros, sean computadoras comunes o ASICs, se alimentan con una fuente de poder de generalmente 600 a 2.000 vatios, preferiblemente en conexión bifásica para balancear mejor la carga y aumentar la eficiencia eléctrica. Además requieren de una conexión a internet estable y constante, más no necesariamente de mucho ancho de banda.

Prueba de Participación (Proof-of-Stake)

La Prueba de Participación (PoS) es un algoritmo de consenso alternativo al PoW en el que los participantes (nodos) envían una transacción especial que bloquea sus fondos por un determinado período de tiempo y les permite entrar en el proceso de creación y validación de bloques. Dependiendo del tipo de algoritmo, la red define aleatoriamente el participante que puede proponer el siguiente bloque para ser añadido a la cadena o el participante en cada ronda de un proceso más largo de decisión en el que los demás participantes de la red votan por el bloque que consideran debe ser añadido y el ganador es finalmente agregado a la cadena de bloques, alcanzando así el consenso.

Ejemplo del uso de este algoritmo se encuentra en la criptomoneda Decred. En ésta, los participantes bloquean fondos en DCR a cambio de un ticket que les permite emitir un voto; actividad conocida como staking (apostar). Cuando el ticket es seleccionado aleatoriamente por la red para votar, el usuario obtiene una pequeña recompensa más el valor de compra de su ticket. En cada bloque, cinco de estos tickets son seleccionados aleatoriamente para votar sobre la validez del bloque recién minado. Si la cartera del ticket elegido en la ronda no se encuentra en línea, el ticket se da como perdido y el usuario no obtiene recompensa; motivo por el cual se usan grupos de participación (staking pool), similares a los grupos de minería de prueba de trabajo.

Prueba Participacion Criptomoneda Lisk Consenso

Votación de delegados para forging en Lisk.

Otro ejemplo de prueba de participación se encuentra en Lisk, en el que la cantidad de nodos completos que pueden participar en la creación y validación de bloques, llamada forging (forjar), es fija (101 delegados). En este esquema, cualquier usuario puede ser delegado, pero solo participan en la ronda actual aquellos que tienen más votos, que se obtienen de otros usuarios. A diferencia de Decred, en Lisk se puede votar directamente con las criptomonedas que se posean en una cartera, siendo 1 LSK equivalente a 1 voto.

Además de para ganar dinero haciendo staking o forging, la prueba de participación define un modelo de gobernanza para las redes blockchain. Los usuarios que hacen esta actividad tienen la posibilidad de votar por los cambios sugeridos a ser añadidos al protocolo, pudiendo así priorizar aquellos que impacten directamente en mejorar el desempeño de la red.

La primera criptomoneda en utilizar este algoritmo es Peercoin, que utiliza un híbrido entre PoW y PoS. Otras criptomonedas son: Decred, Lisk, Qubits, Novacoin, Diamond, Nxt y muchas otras. Además, Ethereum planea realizar un cambio de PoW a PoS en el futuro.

Grupos de minería (mining pools)

Programa minero ether

Programa de minería para Ethereum

Los grupos son una forma en que los mineros, sean en prueba de trabajo (grupo de minería o mining pools) o participación (grupo de participación o staking), trabajan juntos para aumentar la eficiencia y conveniencia, mientras dividen las recompensas. En el caso de la prueba de trabajo, los mineros juntan sus recursos y comparten su poder de cómputo mientras reparten la recompensa en función a la cantidad de trabajo con la que contribuyeron en la generación de un bloque; en el de la prueba de participación, los participantes delegan su poder de decisión a otro que corra un nodo completo y así evitan hacerlo ellos y perder recompensas.

La minería en grupos inició por primera vez cuando la dificultad de minado en la red Bitcoin aumentó hasta el punto en el que podría tomar años para los mineros más lentos generar un bloque. La solución de los mineros a este problema fue agrupar sus recursos para que pudieran generar bloques más rápido y por lo tanto recibir una porción del bloque de recompensa Bitcoin sobre una base constante, en lugar de al azar una vez cada pocos años.

El grupo de minería trabaja en conjunto para conseguir el mismo bloque, utilizando como recipiente de la recompensa la dirección de criptomonedas del gerente u operador del grupo (un nodo completo). El gerente se encarga de publicar los bloques a trabajar y luego de repartir las ganancias por bloque conseguido (comisiones incluidas) a los miembros, basado en la cantidad de trabajo que realizó cada uno, el cual es proporcional al poder de procesamiento que cada miembro controle. Por realizar este trabajo el operador del grupo se queda con un porcentaje de las ganancias, denominado cuota de grupo (pool fee). La cuota de grupo ronda comúnmente de 0-4% de las ganancias por bloque.

El operador del grupo de minería puede utilizar distintos algoritmos para contabilizar el pago a sus trabajadores. Los más comunes son Pay-per-share (PPS) y Pay-per-last-N-shares (PPLNS). En el primero los mineros reciben un pago fijo por cada intento válido (share) o solución que realizan, sin importar que el siguiente bloque haya sido o no conseguido por el grupo de minería; mientras que en el segundo los mineros obtienen un pago basado en los últimos N intentos válidos que realicen hasta conseguir un bloque, siendo N un número definido por el operador del grupo de minería. PPS es uno de los algoritmos que proporciona pagos más uniformes a los mineros, transfiriendo todo el riesgo al operador del grupo. Por el contrario, los pagos bajo PPLNS pueden variar drásticamente y dependen tanto de la fidelidad del minero al pool (tiempo continuo conectado), debido al factor N, como de la suerte general del grupo para conseguir bloques.

Grupos minería Bitcoin criptomonedas

Participación de mercado de grupos de minería de Bitcoin. Imagen tomada de Blockchain.info el 11/01/18.

Para elegir un grupo de minería de criptomonedas es importante tomar en cuenta que: se paguen completas las recompensas por bloque (nueva emisión más comisiones), el pool tenga una participación de mercado relevante y una cuota cercana a cero, el tiempo en línea del pool sea cercano al 100% y la modalidad de pago sea del agrado del usuario.

Slushpool, el primer grupo de minería, fue lanzado el 27 de noviembre de 2010. Desde entonces se ha vuelto una práctica habitual la minería en grupos, predominando casi absolutamente sobre la minería en solitario. También, se ha extendido a la minería de muchas de las criptomonedas más conocidas: Bitcoin, Litecoin, Dash y Ethereum, entre otras.

Ventajas

Reducen la incertidumbre de minar un bloque y con ello, el riesgo económico; permiten a los mineros pequeños participar rentablemente y mantienen el software de validación de los mineros actualizado.

Desventajas

Fomentan la centralización de la red, desalientan a los mineros a correr nodos completos y hacen más engorroso (en algunos casos imposibilita) ejercer la voluntad de voto de los mineros ante cambios en la red.

Minería en la nube (cloud mining)

La minería de nube (cloud mining) o hashing de nube permite a los usuarios comprar capacidad de minado de hardware en centros de datos remotos, por un tiempo preestablecido acordado. Realmente, es un alquiler o arrendamiento de capacidad de cómputo que evita la adquisición de hardware y software de minado, consumo eléctrico y de ancho de banda, entre otros requerimientos de poseer un centro de minado.

Las ventajas de este esquema de minería están relacionadas con no tener que lidiar con los inconvenientes que los equipos de minado generan: calor y ruido excesivo, instalación de sistemas de ventilación, consumo eléctrico, compra y reparación de equipos, etc.

Las principales desventajas radican en las altas probabilidades de fraude al no poder verificar la existencia u operación del centro de datos y menor rentabilidad por el costo del servicio de minado; además, los contratos de minería en la nube contemplan el cese de operaciones o de pagos si el precio de la criptomoneda es demasiado bajo para cubre los costos de operación, entre otros.

En la actualidad, existen compañías que ofrecen servicios de minería en la nube para varias de las criptomonedas más conocidas: Bitcoin, Litecoin, Dash y Ethereum, entre otras.

CEXio, la primera compañía de minería en la nube, se estableció en octubre del 2013. Actualmente existen muchas otras, siendo la más famosa Genesis Mining.

Debido al alto grado de confianza que debe haber entre quien contrata el servicio y quien lo ofrece, este sistema se ha prestado para realizar múltiples estafas a lo largo de los años, por lo que se debe ser cauteloso a la hora de invertir en minería en la nube.

Genesis Mining Scrypt Islandia

Granja de mineros de Scrypt en Islandia

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