Riepilogo
Il mining di criptovalute verifica e convalida le transazioni blockchain. Si riferisce anche al processo di creazione di nuove unità di criptovaluta.
Sebbene il lavoro svolto dai minatori richieda risorse informatiche intensive, è ciò che aiuta a mantenere sicura una rete blockchain.
Cos'è il mining di criptovalute?
Il crypto mining garantisce la sicurezza e la decentralizzazione delle criptovalute, come Bitcoin, che si basano sul meccanismo di consenso Proof of Work (PoW). Il mining è il processo mediante il quale le transazioni vengono verificate e aggiunte al registro pubblico della blockchain. Pertanto, il mining è un elemento fondamentale che consente a Bitcoin di funzionare senza la necessità di un’autorità centrale.
Le operazioni di mining sono anche responsabili dell’aggiunta di monete all’offerta circolante esistente. Tuttavia, il mining di criptovalute segue una serie di regole codificate che governano il processo di mining e impediscono a chiunque di creare arbitrariamente nuove monete. Queste regole sono integrate nei protocolli di criptovaluta sottostanti e applicate all'intera rete di migliaia di nodi.
Per creare nuove unità di criptovaluta, i minatori utilizzano la loro potenza di calcolo per risolvere enigmi crittografici. Il primo miner che risolve il puzzle ha il diritto di aggiungere un nuovo blocco di transazioni alla blockchain e propagarlo nella rete.
Come funziona il mining di criptovalute?
Man mano che vengono effettuate nuove transazioni sulla blockchain, queste vengono inviate a un pool chiamato pool di memoria. Il compito di un minatore è verificare la validità di queste transazioni in sospeso, nonché organizzarle in blocchi.
Puoi immaginare un blocco come una pagina del registro blockchain, su cui vengono registrate una serie di transazioni (insieme ad altri dati). Più specificamente, un nodo di mining è responsabile della raccolta delle transazioni non confermate dal pool di memoria e della loro raccolta in un blocco candidato.
Il minatore tenterà quindi di convertire questo blocco candidato in un blocco valido e confermato. Per raggiungere questo obiettivo, il minatore deve risolvere un problema matematico complesso che richiede molte risorse di calcolo. Tuttavia, per ogni blocco estratto con successo, il minatore riceve una ricompensa per il blocco composta dalle criptovalute appena create più le commissioni di transazione. Vediamo come funziona.
Passaggio 1: hashing delle transazioni
Il primo passo per estrarre un blocco è prendere le transazioni in sospeso dal pool di memoria e passarle, una per una, attraverso una funzione hash. Ogni volta che un dato passa attraverso la funzione hash, viene generato un output di dimensione fissa chiamato hash.
Nel contesto del mining, l’hash di ogni transazione è costituito da una serie di numeri e lettere che funzionano come identificatore. L'hash della transazione rappresenta tutte le informazioni in esso contenute.
Oltre all'hashing e all'aggiunta di ciascuna transazione individualmente, il minatore aggiunge anche una transazione personalizzata, in cui si invia la ricompensa del blocco. Questa transazione è nota come transazione coinbase ed è ciò che crea nuove monete. Nella maggior parte dei casi, questa transazione è la prima ad essere registrata in un nuovo blocco, seguita da tutte le transazioni in sospeso che erano in attesa di essere convalidate.
Passaggio 2: crea un albero Merkle
Dopo che ogni transazione è stata sottoposta ad hashing, gli hash vengono organizzati in quello che viene chiamato Merkle tree (noto anche come hash tree). L'albero Merkle viene generato organizzando gli hash delle transazioni in coppie e quindi eseguendo l'hashing.
I nuovi output hash vengono organizzati in coppie e nuovamente sottoposti a hash e il processo viene ripetuto finché non viene creato un singolo hash. Quest'ultimo hash è chiamato root hash (o Merkle Root) ed è, sostanzialmente, l'hash "root" che rappresenta tutti gli hash precedenti che sono stati utilizzati per generarlo.
Passaggio 3: trovare un'intestazione di blocco valida (hash del blocco)
L'intestazione del blocco funziona come 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 generare l'hash di un nuovo blocco. Devono anche aggiungere un numero arbitrario noto come nonce.
Pertanto, quando tenta di convalidare il blocco candidato, un minatore deve combinare l'hash root, l'hash del blocco precedente e un nonce e inviare il tutto tramite una funzione hash. Il tuo obiettivo è farlo ripetutamente finché non riesci a creare un hash valido.
L'hash root e l'hash del blocco precedente non possono essere modificati, quindi i minatori devono modificare il valore nonce più volte finché non viene trovato un hash valido. Per essere considerato valido, l'output (hash del blocco) deve essere inferiore a un determinato valore target, determinato dal protocollo. Nel mining di Bitcoin, l'hash del blocco deve iniziare con un certo numero di zeri, chiamato difficoltà di mining.
Passaggio 4: propagare il blocco estratto
Come abbiamo visto, i miner devono eseguire l'hashing dell'intestazione del blocco più volte con valori nonce diversi. Lo fanno finché non trovano un hash di blocco valido e successivamente il minatore che lo ha trovato propagherà questo blocco alla rete. Il resto dei nodi controllerà se il blocco e il suo hash sono validi e, in tal caso, aggiungeranno il nuovo blocco alla loro copia della blockchain.
A quel punto, il blocco candidato diventa un blocco confermato e tutti i minatori procedono al mining di quello successivo. Tutti i miner che non sono riusciti a trovare un hash valido in tempo scartano il blocco candidato e la corsa al mining ricomincia.
Cosa succede se vengono minati due blocchi contemporaneamente?
A volte capita che due miner presentino contemporaneamente un blocco valido e la rete incontri due blocchi concorrenti. In questa situazione, i miner iniziano a estrarre il blocco successivo in base al blocco ricevuto per primo, causando la divisione temporanea della rete in due diverse versioni della blockchain.
La competizione tra questi due blocchi continuerà fino a quando il blocco successivo non verrà estratto su uno dei blocchi concorrenti. Quando viene minato un nuovo blocco, il blocco che arriverà per primo sarà considerato vincitore. Il blocco abbandonato è chiamato blocco orfano o blocco stantio e farà sì che i minatori che lo hanno scelto tornino a estrarre la catena di blocchi vincente.
Cos'è la difficoltà di mining?
Il protocollo regola regolarmente la difficoltà di mining per garantire un tasso costante di creazione di nuovi blocchi e, in cambio, un'emissione costante e prevedibile di nuove monete. La difficoltà viene adeguata in proporzione alla quantità di potenza di calcolo (hash rate) dedicata alla rete.
Pertanto, ogni volta che nuovi miner si uniscono alla rete e la concorrenza aumenta, la difficoltà di hashing aumenta, evitando così che il tempo medio di blocco diminuisca. Al contrario, se molti minatori lasciano la rete, la difficoltà di hashing diminuisce, rendendo più semplice il mining di un nuovo blocco. Queste impostazioni mantengono costante il tempo di blocco, indipendentemente dalla potenza di hashing totale della rete.
Tipi di mining di criptovaluta
Esistono molti modi per estrarre le criptovalute. I team e i processi cambiano man mano che emergono nuovi hardware e meccanismi di consenso. In genere, i minatori utilizzano unità di calcolo specializzate per risolvere le complesse equazioni crittografiche. Vediamo come funzionano alcuni dei metodi di mining più comuni.
Estrazione della CPU
Nel mining della Central Processing Unit (CPU), la CPU del computer viene utilizzata per eseguire le funzioni hash richieste dal meccanismo PoW. Agli albori di Bitcoin, i costi di mining e le barriere all’ingresso erano bassi e la sua difficoltà poteva essere gestita con una CPU convenzionale, quindi chiunque poteva provare a estrarre BTC e altre criptovalute.
Tuttavia, poiché sempre più persone hanno iniziato a fare mining e l'hash rate della rete è aumentato, il mining redditizio è diventato sempre più difficile. Allo stesso modo, nel corso del tempo, l’ascesa di hardware di mining specializzato con maggiore potenza di calcolo ha reso praticamente impossibile il mining della CPU. Attualmente, il mining della CPU non è più un’opzione praticabile poiché tutti i minatori utilizzano hardware specializzato.
Estrazione GPU
Le unità di elaborazione grafica (GPU) sono progettate per elaborare un'ampia gamma di applicazioni in parallelo. Sebbene siano comunemente utilizzati per i videogiochi o il rendering grafico, possono essere applicati anche al mining.
Le GPU sono relativamente economiche e più flessibili rispetto al popolare hardware di mining ASIC. Sebbene tu possa estrarre alcuni altcoin con la GPU, la sua efficienza dipende dalla difficoltà di mining e dall'algoritmo.
Estrazione ASIC
Un circuito integrato specifico per l'applicazione (ASIC) è progettato per servire un unico scopo specifico. Nel caso delle criptovalute, designa hardware specializzato sviluppato per il mining. Il mining ASIC è noto per essere altamente efficiente, ma costoso. Poiché i miner ASIC sono all’avanguardia nella tecnologia mineraria, il costo di un’unità è molto più elevato di quello di CPU o GPU.
Inoltre, il continuo progresso della tecnologia ASIC potrebbe rendere i vecchi modelli ASIC meno convenienti e richiedere sostituzioni di routine. Anche escludendo i costi dell’elettricità, ciò rende il mining ASIC uno dei modi più costosi per eseguire il mining.
Piscine minerarie
Poiché il primo minatore di successo riceve una ricompensa in blocchi, la probabilità di trovare l’hash corretto è estremamente bassa. I minatori che hanno una piccola percentuale di potere minerario hanno una possibilità molto piccola di scoprire da soli il blocco successivo. I pool minerari offrono una soluzione a questo problema.
I pool minerari sono gruppi di minatori che mettono in comune le proprie risorse (potere di hashing) per aumentare la probabilità di guadagnare ricompense in blocchi. Quando il pool riesce a trovare un blocco, i minatori del pool condividono la ricompensa in base alla quantità di lavoro che ciascuno ha contribuito.
I pool minerari possono avvantaggiare i singoli minatori in termini di costi di hardware ed elettricità, sebbene il loro predominio sul mining sollevi preoccupazioni su un attacco del 51% alla rete.
Cos'è il mining di Bitcoin e come funziona?
Bitcoin è l’esempio più popolare e consolidato di criptovaluta estraibile. Il mining di Bitcoin si basa sull'algoritmo di consenso PoW.
PoW è il meccanismo di consenso originale della blockchain creato da Satoshi Nakamoto, introdotto nel whitepaper Bitcoin nel 2008. In poche parole, PoW determina come una rete blockchain raggiunge il consenso tra tutti i partecipanti distribuiti senza intermediari esterni. Ottiene questo risultato richiedendo una potenza di calcolo significativa che scoraggia coloro che agiscono in malafede.
Come abbiamo già visto, i miner che verificano le transazioni su una rete PoW sono miner che competono per risolvere equazioni crittografiche complesse utilizzando hardware di mining specializzato. Il primo miner che trova una soluzione valida può inviare il proprio blocco di transazioni alla blockchain e ricevere la ricompensa del blocco.
La quantità di criptovaluta nella ricompensa del blocco varia tra le diverse blockchain. Ad esempio, sulla blockchain di Bitcoin, i minatori possono guadagnare una ricompensa per blocco di 6,25 BTC (a marzo 2023). A causa del meccanismo di dimezzamento di Bitcoin, la quantità di BTC in un premio per blocco si dimezza ogni 210.000 blocchi (circa ogni quattro anni).
Il mining di criptovalute è redditizio nel 2023?
Sebbene il mining di criptovalute possa generare profitti, richiede una valutazione, una gestione del rischio e una ricerca considerevoli. Coinvolge anche investimenti e rischi, come costi hardware, volatilità dei prezzi delle criptovalute e modifiche al protocollo delle criptovalute. Per mitigare questi rischi, i minatori spesso adottano pratiche di gestione del rischio e valutano i potenziali costi e benefici dell’attività mineraria prima di intraprenderla.
La redditività del mining di criptovalute dipende da diversi fattori. Uno di questi sono i cambiamenti nei prezzi delle criptovalute. Quando questi prezzi aumentano, aumenta anche il valore fiat dei premi minerari. Al contrario, la redditività potrebbe diminuire insieme al calo dei prezzi.
Anche l’efficienza dell’hardware di mining è un fattore cruciale nel determinare la redditività del mining. L’hardware di mining può essere costoso, quindi i miner devono bilanciare il costo dell’hardware con i potenziali guadagni che l’attività genererà. Un altro fattore da tenere in considerazione è il costo dell’elettricità: se è troppo alto, potrebbe superare i profitti e rendere l’attività mineraria non redditizia.
Inoltre, l’hardware di mining dovrà probabilmente essere aggiornato con una certa frequenza, poiché tende a diventare obsoleto piuttosto rapidamente. I nuovi modelli supereranno quelli vecchi e, se i minatori non hanno il budget per aggiornare le loro macchine, probabilmente avranno difficoltà a rimanere competitivi.
Infine, ci sono i cambiamenti che avvengono a livello di protocollo. Ad esempio, il dimezzamento di Bitcoin può influire sulla redditività del mining perché dimezza i guadagni per il mining di un blocco. Allo stesso modo, Ethereum ha lasciato da parte il consenso PoW per il meccanismo Proof of Stake (PoS) nel settembre 2022, il che significa che il mining non è più stato utilizzato su quella rete.
Conclusioni
Il mining di criptovalute è una parte fondamentale di Bitcoin e di altre blockchain PoW, poiché protegge la rete e mantiene costante l'emissione di nuove monete. Inoltre, il mining può generare entrate passive per i minatori. Puoi saperne di più con queste istruzioni passo passo nel nostro articolo Come estrarre criptovalute.
L’estrazione mineraria presenta alcuni vantaggi e svantaggi. I vantaggi più evidenti sono i potenziali profitti derivanti dai premi in blocco. Tuttavia, questo è influenzato da una serie di fattori, tra cui il costo dell’elettricità e i prezzi di mercato. Con questo in mente, prima di lanciarti nel crypto mining, dovresti fare le tue ricerche (DYOR) e valutare tutti i potenziali rischi.
Ulteriori letture
Cosa sono le blockchain con e senza autorizzazione?
Cos’è lo staking delle criptovalute?
Cos'è un NFT?
Avviso legale e avviso di rischio: questo contenuto è presentato "così com'è" solo a scopo informativo generale e didattico, senza dichiarazioni o garanzie di alcun tipo. Non deve essere interpretato come consulenza finanziaria, legale o di altro tipo professionale, né è inteso a raccomandare l'acquisto di alcun prodotto o servizio specifico. Dovresti chiedere il tuo consiglio a consulenti professionali adeguati. Poiché questo articolo è il prodotto di contributi di terze parti, tieni presente che le opinioni espresse sono quelle del contributore di terze parti e non riflettono necessariamente quelle di Binance Academy. Per ulteriori informazioni, leggi la nostra nota legale completa qui. I prezzi degli asset digitali possono essere volatili. Il valore di un investimento può diminuire così come aumentare e potresti non recuperare l’importo investito. Solo tu sei responsabile delle tue decisioni di investimento. Binance Academy non è responsabile per eventuali perdite che potresti subire. Questo materiale non deve essere interpretato come consulenza finanziaria, legale o di altro tipo. Per ulteriori informazioni, consultare i nostri Termini di utilizzo e Avvertenza sui rischi.