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Il mining di criptovaluta viene utilizzato per verificare e confermare le transazioni sulla blockchain, nonché per creare nuove unità di criptovaluta.
Il lavoro dei miner richiede notevoli risorse informatiche, ma è necessario per garantire la sicurezza della rete blockchain.
Cos'è il mining di criptovalute
Il mining di criptovalute fornisce sicurezza e decentralizzazione per le criptovalute (come Bitcoin) sulla base del meccanismo di consenso Proof of Work (PoW). Durante questo processo, le transazioni degli utenti vengono verificate e aggiunte al registro pubblico della blockchain. Pertanto, è il mining a garantire il funzionamento di Bitcoin senza la necessità di un’autorità centralizzata.
Il mining è anche responsabile dell’immissione di nuove monete in circolazione. Allo stesso tempo, il mining di criptovalute è strettamente regolato da una serie di regole che governano il processo e impediscono la creazione arbitraria di nuove monete. Queste regole sono integrate nei protocolli sottostanti delle criptovalute e si applicano all’intera rete di migliaia di nodi.
Per creare nuove unità di criptovaluta, i minatori utilizzano la potenza di calcolo per risolvere complessi enigmi crittografici. Il primo miner che trova una soluzione aggiunge il suo blocco alla blockchain e riceve una ricompensa per il blocco.
Come funziona il mining di criptovalute?
Tutte le nuove transazioni nella blockchain vengono inviate al cosiddetto pool di memoria. Il compito del minatore è verificare la validità delle transazioni elaborate e combinarle in blocchi.
Un blocco può essere pensato come una pagina del registro blockchain in cui vengono inserite più transazioni (insieme ad altri dati). Nello specifico, il nodo di mining è responsabile della raccolta delle transazioni non confermate dal pool di memoria e della loro combinazione in un blocco candidato.
Il miner tenta quindi di convertire il suo blocco candidato in un blocco confermato. Per fare ciò è necessario trovare una soluzione a un problema matematico complesso, spendendo molta potenza di calcolo. Per ogni blocco creato con successo, il minatore riceve una ricompensa composta da nuove unità di criptovaluta e commissioni di transazione. Successivamente esamineremo questo processo in dettaglio.
Passaggio 1: transazioni di hashing
Nella prima fase, il minatore recupera le transazioni in sospeso dal pool di memoria e le sottopone ad hashing una per una. Eseguendo l'hashing di ogni dato, il minatore produce un risultato di dimensione fissa chiamato hash.
Nel contesto del mining, l’hash di ogni transazione è costituito da una stringa di numeri e lettere che funge da identificatore. L'hash di una transazione contiene tutte le informazioni contenute in quella transazione.
Oltre ad eseguire l'hashing e a confermare ogni transazione individualmente, il minatore aggiunge anche la propria transazione in cui si invia la ricompensa del blocco. Questa transazione si chiama coinbase e genera nuove monete. Nella maggior parte dei casi, la transazione coinbase è la prima ad essere aggiunta a un nuovo blocco, seguita da tutte le altre transazioni non confermate.
Passaggio 2: crea un albero Merkle
Dopo che ogni transazione è stata sottoposta ad hashing, gli hash vengono organizzati in una struttura chiamata Merkle tree (o hash tree). Un albero Merkle viene formato organizzando gli hash delle transazioni in coppie e quindi effettuandone l'hashing.
I nuovi hash ottenuti vengono quindi accoppiati e nuovamente sottoposti a hash. Il processo viene ripetuto finché non si ottiene un hash. Quest'ultimo hash è anche chiamato root hash (o root Merkle) e include tutti gli hash precedenti utilizzati per crearlo.
Passaggio 3: ricerca di un'intestazione di blocco valida (hash del blocco)
L'intestazione del blocco funge da identificatore per ogni singolo blocco, il che significa che ogni blocco ha un hash univoco. Quando creano un nuovo blocco, i miner combinano l'hash del blocco precedente con l'hash root del blocco candidato per produrre un nuovo hash del blocco. Oltre a questo, aggiungono anche un numero arbitrario chiamato nonce.
Pertanto, quando tenta di convalidare il blocco candidato, un minatore deve combinare l'hash root, l'hash del blocco precedente e il valore nonce, quindi sottoporli ad hash. Questo processo viene ripetuto finché non viene trovato un hash valido.
L'hash root e l'hash del blocco precedente non possono essere modificati, quindi i minatori devono modificare il valore nonce finché non viene trovato un hash valido. Questo hash deve essere inferiore al valore target definito dal protocollo. Durante il mining sulla rete Bitcoin, l'hash di un blocco deve iniziare con un certo numero di zeri (questa è chiamata difficoltà di mining).
Passaggio 4. Trasferisci il blocco
Come abbiamo scoperto, i minatori devono eseguire l'hashing dell'intestazione del blocco più volte con valori nonce diversi. Lo fanno finché non trovano un hash di blocco valido, a quel punto il minatore trasmette il blocco alla rete. Tutti gli altri nodi controllano la validità del blocco e dell'hash e, se tutto è corretto, lo aggiungono alla loro copia della blockchain.
A questo punto, il blocco candidato viene confermato e tutti i miner passano al mining di quello successivo. Quei minatori che non sono riusciti a trovare un hash valido cancellano il loro blocco candidato e ricominciano tutto da capo.
Cosa fare se vengono minati due blocchi contemporaneamente?
A volte due minatori trasmettono un blocco valido contemporaneamente e sulla rete compaiono due blocchi concorrenti. I minatori passano quindi all'estrazione del blocco successivo in base al blocco inviato. Ciò fa sì che la rete si divida (temporaneamente) in due versioni della blockchain.
La competizione continua finché non viene estratto il blocco successivo, davanti a tutti i blocchi concorrenti. Dopo aver creato un nuovo blocco, verrà considerato vincitore il blocco precedente dello stesso miner. Un blocco abbandonato da un altro minatore è chiamato orfano o senza catene. Tutti i minatori che hanno selezionato questo blocco passano al blocco vincente e continuano l'estrazione in base ad esso.
Cos'è la difficoltà mineraria
La difficoltà di mining viene costantemente regolata dal protocollo per garantire un tasso stabile di creazione di nuovi blocchi e, di conseguenza, un'emissione prevedibile di nuove monete. La difficoltà varia a seconda della quantità di potenza di calcolo (hashrate) della rete.
Pertanto, ogni volta che nuovi miner si uniscono alla rete e la concorrenza aumenta, la difficoltà di hashing aumenta, impedendo che il tempo medio di creazione dei blocchi diminuisca. Al contrario, se molti miner abbandonano la rete, la difficoltà di hashing diminuirà e la creazione di un nuovo blocco diventerà più semplice. Tali aggiustamenti mantengono un tempo di creazione del blocco stabile, indipendentemente dalla potenza di calcolo complessiva della rete.
Tipi di mining di criptovaluta
Esistono diversi modi per estrarre la criptovaluta. L'hardware e i processi di mining cambiano costantemente man mano che diventano disponibili nuovi dispositivi e algoritmi di consenso. In genere, i minatori utilizzano piattaforme informatiche specializzate per risolvere equazioni crittografiche complesse. Diamo un'occhiata ai metodi di mining più comuni.
Estrazione con CPU
Il mining dell'unità di elaborazione centrale (CPU) prevede l'utilizzo della CPU di un computer per eseguire l'hashing in un consenso PoW. Nei primi anni di Bitcoin, il costo del mining e i requisiti per i partecipanti erano piuttosto bassi e la sua complessità poteva essere gestita dal processore di un normale computer. Di conseguenza, chiunque potrebbe estrarre BTC e altre criptovalute.
Tuttavia, con l’aumento del numero di minatori, l’hashrate della rete è aumentato e con esso la difficoltà di un mining redditizio. Inoltre, l’avvento di hardware specializzato con maggiore potenza di calcolo ha reso quasi impossibile il mining sui processori. Al momento, il mining della CPU non è un’opzione praticabile poiché tutti i minatori utilizzano hardware specializzato.
Estrazione con GPU
Le unità di elaborazione grafica (GPU) sono progettate per elaborare un'ampia gamma di operazioni simultaneamente. Sebbene siano generalmente utilizzati per videogiochi o rendering grafico, possono essere utilizzati anche per il mining.
Le GPU sono relativamente economiche e, a differenza dell'hardware di mining ASIC, possono eseguire molte attività diverse. Possono anche essere utilizzati per estrarre alcune altcoin, ma l'efficienza dipenderà dall'algoritmo e dalla difficoltà di mining.
Estrazione con ASIC
Un circuito integrato specifico per l'applicazione (ASIC) è progettato per uno scopo specifico. Nello spazio delle criptovalute, questo è il nome dato alle apparecchiature specializzate progettate per il mining. Il mining su dispositivi ASIC è altamente efficiente, ma richiede costi considerevoli. Poiché l’hardware ASIC è l’avanguardia della tecnologia mineraria, tali impianti sono molto più costosi rispetto all’utilizzo di CPU o GPU.
Inoltre, a causa del costante sviluppo degli ASIC, i modelli precedenti diventano rapidamente obsoleti e devono essere sostituiti regolarmente. Anche senza i costi dell’elettricità, dover acquistare nuovi impianti ASIC rende l’attività mineraria estremamente costosa.
Piscina mineraria
Poiché i minatori competono per ottenere la ricompensa del blocco, la probabilità di trovare un hash valido è estremamente bassa. I minatori con poca potenza di calcolo hanno pochissime possibilità di trovare da soli il blocco successivo. Per risolvere questo problema sono stati creati i mining pool.
I mining pool sono gruppi di minatori che mettono in comune le proprie risorse (hashing power) per aumentare la probabilità di trovare un blocco e ricevere una ricompensa. Se il pool trova con successo un blocco, i minatori del pool dividono tra loro la ricompensa in base alla quantità di lavoro completato.
I pool minerari sono attraenti per i minatori indipendenti perché riducono i costi di hardware ed elettricità, ma il predominio di questi pool nel mining aumenta il rischio di un attacco alla rete fino al 51%.
Cos'è il mining di Bitcoin e come funziona?
Bitcoin è la criptovaluta più famosa che ha resistito alla prova del tempo. I Bitcoin possono essere estratti utilizzando l’algoritmo di consenso PoW.
PoW è un meccanismo di consenso blockchain creato da Satoshi Nakamoto e introdotto nel whitepaper Bitcoin del 2008. PoW definisce il modo in cui una rete blockchain raggiunge il consenso tra tutti i partecipanti distribuiti senza il coinvolgimento di intermediari di terze parti. Con questo meccanismo, gli aggressori avranno bisogno di una notevole potenza di calcolo per sferrare un attacco.
Come accennato in precedenza, i miner convalidano le transazioni sulla rete PoW e competono per risolvere complessi enigmi crittografici utilizzando hardware di mining specializzato. Il primo miner che riesce a trovare una soluzione a questi problemi matematici aggiunge il suo blocco alla blockchain e riceve una ricompensa per il blocco.
L’entità del premio in criptovaluta dipende dalla blockchain utilizzata. Ad esempio, a partire da dicembre 2021, la blockchain di Bitcoin ha una ricompensa per blocco di 6,25 BTC. Bitcoin utilizza un meccanismo di dimezzamento che dimezza la ricompensa BTC ogni 210.000 blocchi (circa ogni quattro anni).
Redditività del mining di criptovalute nel 2023
È del tutto possibile guadagnare con la criptovaluta, ma richiede un attento studio, gestione del rischio e ricerca. È inoltre necessario investire con saggezza e tenere conto dei costi delle attrezzature, della volatilità dei prezzi delle criptovalute e dei possibili cambiamenti nel protocollo delle criptovalute. Per garantire la protezione, i minatori utilizzano tecniche di gestione del rischio e valutano in anticipo i potenziali costi e benefici dell’attività mineraria.
La redditività del mining di criptovaluta dipende da diversi fattori, uno dei quali sono le variazioni dei prezzi delle criptovalute. Quando i prezzi aumentano, aumenta anche il valore fiat dei premi minerari. Al contrario, la redditività diminuirà con il calo dei prezzi.
L’efficienza dell’hardware di mining è un fattore chiave nel determinare la redditività del mining. L’hardware di mining può essere costoso, quindi i miner devono valutare il costo dei loro impianti rispetto al potenziale profitto che possono ottenere. Un altro fattore importante è il costo dell’elettricità. Costi dell’elettricità troppo elevati possono superare il reddito e rendere l’attività mineraria non redditizia.
Inoltre, le attrezzature minerarie devono essere sostituite regolarmente poiché diventano rapidamente obsolete. I nuovi modelli saranno più produttivi e quindi i minatori senza la capacità finanziaria di aggiornare i propri impianti non saranno in grado di rimanere competitivi.
Ultimi ma non meno importanti sono i cambiamenti a livello di protocollo. Ad esempio, un dimezzamento del prezzo del Bitcoin potrebbe avere un impatto sulla redditività del mining poiché dimezzerebbe la ricompensa per blocco. Inoltre, nel settembre 2022, Ethereum è passato completamente da un meccanismo di consenso PoW a un meccanismo Proof of Stake (PoS), eliminando completamente il mining dalla rete.
Insomma
Il mining di criptovaluta è una parte importante di Bitcoin e di altre blockchain PoW, garantendo la sicurezza di queste reti e l’emissione stabile di nuove monete. Inoltre, il mining può diventare una fonte di reddito passivo per i minatori. Maggiori informazioni possono essere trovate nel nostro articolo con istruzioni passo passo su Come estrarre criptovaluta.
Il mining ha i suoi vantaggi e svantaggi e attrae i miner con l’opportunità di guadagnare entrate dai premi in blocco. Tuttavia, i profitti minerari sono influenzati da una serie di fattori, tra cui il costo dell’elettricità e i prezzi di mercato. Se sei interessato al mining di criptovalute, fai prima le tue ricerche e valuta tutti i potenziali rischi.
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