¿Cómo funciona la minería de Bitcoin?
Cómo los mineros agrupan transacciones pendientes, buscan un hash válido en el encabezado del bloque y reciben la subvención y las comisiones del bloque.
La minería de Bitcoin es el proceso que añade nuevos bloques de transacciones a la cadena de bloques. Los mineros agrupan las transacciones pendientes y compiten por encontrar un encabezado de bloque cuyo hash quede por debajo de un objetivo fijado por la red. El ganador obtiene los BTC recién emitidos más las comisiones de ese bloque, y cada nodo verifica el trabajo antes de aceptarlo.
Qué hace un minero con cada bloque
Un minero ejecuta un software que vigila el conjunto de transacciones no confirmadas que esperan en la red, al que a menudo se le llama mempool. De ese conjunto elige las transacciones que quiere incluir, normalmente empezando por las que pagan la comisión más alta por unidad de espacio del bloque. Nuestra guía sobre las comisiones de transacción en blockchain explica cómo se fija esa tarifa.
Antes de añadir las transacciones de otros, el minero escribe una propia. Esta primera entrada se llama transacción coinbase y es la forma en que el minero se paga a sí mismo: crea los nuevos BTC permitidos por el protocolo y recoge las comisiones de todas las demás transacciones del bloque. El resto del bloque lo forman las transacciones seleccionadas, ordenadas de manera que una única huella digital, la raíz de Merkle, resuma todas ellas.
En este punto el minero tiene un bloque candidato. Es válido en todos los aspectos excepto uno: todavía no tiene prueba de trabajo.
El encabezado del bloque y la carrera de hashes
La minería se realiza sobre el encabezado del bloque, un resumen de 80 bytes del bloque. El encabezado contiene seis campos:
Figura: Cómo pasa un bloque de transacciones pendientes a la cadena.
| Campo | Qué contiene |
|---|---|
| Versión | Qué conjunto de reglas sigue el bloque |
| Hash del bloque anterior | La huella digital del bloque sobre el que se construye este |
| Raíz de Merkle | Un único hash que compromete todas las transacciones del bloque |
| Marca de tiempo | Aproximadamente el momento en que el minero empezó a trabajar en él |
| Objetivo (bits) | El umbral por debajo del cual debe quedar el hash del bloque |
| Nonce | Un número que el minero cambia en cada intento |
El minero pasa el encabezado dos veces por la función hash SHA-256 y examina el resultado. Si el número es menor que el objetivo, el bloque queda resuelto. Si no lo es, el minero cambia el nonce y vuelve a intentarlo. Cuando se agotan los aproximadamente cuatro mil millones de valores de nonce, el minero modifica otro elemento, como un campo libre dentro de la transacción coinbase, lo que cambia la raíz de Merkle y abre un nuevo rango de intentos.
Cada hash equivale, en la práctica, a un boleto de lotería. Nadie puede predecir qué entrada producirá un resultado lo bastante bajo, por lo que la única estrategia es intentar más rápido que los demás. Por eso la industria mide a los mineros en hashes por segundo, una cifra que se explica en nuestra guía sobre la tasa de hash de Bitcoin.
Cómo la red fija el objetivo
Si los mineros añadieran más máquinas y nada más cambiara, los bloques llegarían cada vez más rápido. Bitcoin lo evita recalculando el objetivo cada 2.016 bloques, con el fin de obtener un promedio de un bloque cada 10 minutos. Cuando los bloques llegan demasiado rápido, el objetivo baja y el problema se vuelve más difícil. Cuando llegan lentamente, se vuelve más fácil.
El ajuste está limitado a un factor de cuatro en cualquier dirección por periodo, lo que evita que un tramo inusual desequilibre el sistema en exceso. Nuestra explicación sobre la dificultad de minería de Bitcoin detalla las matemáticas.
Lo que ganan los mineros
Un minero que resuelve un bloque recibe dos cosas:
- La subvención del bloque. BTC nuevos creados por el protocolo. Empezó en 2009 con 50 BTC por bloque y se reduce a la mitad cada 210.000 bloques. Desde el bloque 840.000, el 20 de abril de 2024, es de 3,125 BTC. Nuestra guía sobre el halving de Bitcoin explica el calendario.
- Comisiones de transacción. Lo que pagaron las transacciones del bloque para ser incluidas.
La mayor parte del tiempo la subvención representa la mayor parte de los ingresos, pero las comisiones pueden sorprender. El bloque 840.000, justo el que redujo la subvención a 3,125 BTC, también incluyó unos 37,6 BTC en comisiones, aproximadamente 12 veces la nueva subvención. Fue un bloque inusual. Aun así, sirve como recordatorio útil de que los ingresos de los mineros dependen de la demanda de espacio en bloque, además del calendario de emisión.
Las nuevas monedas no pueden gastarse de inmediato. Las reglas de Bitcoin exigen que una salida coinbase espere 100 bloques antes de poder moverse, de modo que un bloque que más tarde salga de la cadena no pueda dejar tras de sí monedas gastadas que nunca existieron.
Por qué otros nodos aceptan o rechazan un bloque
Encontrar un hash válido no otorga al minero la última palabra. Cuando se difunde un bloque, cada nodo completo lo verifica de forma independiente: el hash debe estar por debajo del objetivo, cada transacción debe ser válida, ninguna moneda puede gastarse dos veces y la coinbase no puede reclamar más que el subsidio más las comisiones. Un bloque que no supere alguna de estas comprobaciones es rechazado, sin importar cuánta electricidad se haya consumido en él.
A veces dos mineros resuelven un bloque casi al mismo tiempo. Durante un breve lapso, la red tiene dos versiones competidoras del último bloque. Los nodos siguen la cadena con más trabajo acumulado, así que en cuanto el siguiente bloque se añade a uno de los lados, el otro bloque queda obsoleto y su recompensa desaparece. Esta es una de las razones por las que los exchanges esperan varios bloques antes de acreditar un depósito, como se explica en nuestra guía sobre por qué importan las confirmaciones de red.
Por qué la mayoría de los mineros se unen a un pool
La minería en solitario es un negocio de alta varianza. Un minero con una fracción minúscula del poder de hash de la red podría, en promedio, encontrar un bloque una vez cada pocos años, y en la práctica podría pasar mucho más tiempo. Los pools de minería resuelven el problema del flujo de caja. Los miembros dirigen sus máquinas hacia una plantilla de bloque compartida, el pool registra la contribución de cada miembro mediante «shares» (hashes que habrían sido válidos con un objetivo más fácil), y las recompensas se reparten según esas shares, menos una comisión del pool.
Los pools hacen que los ingresos sean más estables, pero concentran las decisiones sobre qué transacciones entran en los bloques. Un puñado de pools grandes produce una gran parte de todos los bloques, por eso quienes siguen la salud de la red observan de cerca la distribución del poder de hash entre los pools.
Por qué la minería en solitario rara vez tiene sentido: las cifras
Consideremos una máquina moderna que produce 200 TH/s en una red que opera en torno a 600 EH/s, aproximadamente el nivel de abril de 2024. (Cifras ilustrativas.) La máquina aporta alrededor de una tres-millonésima parte del poder de hash de la red. Con unos 144 bloques encontrados al día, esperaría encontrar un bloque aproximadamente cada 20.800 días, o unas 57 años.
El ingreso esperado es el mismo tanto si el minero trabaja solo como si lo hace en un pool: alrededor de 15.000 satoshis diarios en subsidio a 3,125 BTC por bloque, antes de comisiones. Lo que cambia es la forma en que llega ese ingreso. En solitario, llega como una recompensa grande que quizá nunca llegue durante la vida útil de la máquina. En un pool, llega como pagos pequeños y regulares. Los pools existen para convertir una lotería en un salario, por eso casi todo el poder de hash está agrupado.
Hardware, electricidad y dónde se realiza la minería
La minería de Bitcoin hoy funciona con ASIC, chips diseñados para hacer una sola cosa: calcular hashes SHA-256. Su cifra clave es la eficiencia, medida en julios por terahash (J/TH): cuánta energía consume una máquina para producir un billón de hashes. Cada nueva generación reduce esa cifra, y las máquinas antiguas salen del mercado cuando su factura de electricidad supera lo que ganan.
Como la energía es el mayor coste continuo, los mineros se instalan donde la electricidad es barata, varada o excedente. Por eso el debate energético en torno a Bitcoin nunca se resuelve del todo: la seguridad de la red proviene de un gasto en el mundo real, y cómo se juzga ese gasto depende de lo que uno crea que vale la red. Si quieres poner cifras a una sola máquina, nuestro ejemplo práctico sobre cómo estimar la rentabilidad de la minería de Bitcoin muestra el cálculo.
De portátiles a almacenes: cómo cambió el hardware de minería
En el primer año de Bitcoin, los mineros usaban los procesadores principales de computadoras comunes. En 2010, los primeros participantes descubrieron que las tarjetas gráficas podían ejecutar los mismos cálculos mucho más rápido, y la minería por GPU se impuso rápidamente. Después llegaron los chips programables, conocidos como FPGA, y luego los circuitos integrados de aplicación específica (ASIC), chips diseñados para hacer una sola cosa: calcular hashes SHA-256 con la mayor eficiencia posible.
Cada paso dejó sin competitividad a la generación anterior de hardware. Hoy dominan las máquinas ASIC, y la eficiencia de una máquina, medida en energía por unidad de cómputo de hash, determina si es rentable. Por eso la minería ha pasado de los escritorios de aficionados a grandes instalaciones ubicadas donde la electricidad es más barata.
La minería como negocio
Una operación de minería obtiene la subvención por bloque más las comisiones por cada bloque que encuentra, o que encuentra su pool, y paga por el hardware, la electricidad, la refrigeración y el personal. Los ingresos aumentan con el precio de bitcoin y con las comisiones; disminuyen con cada halving y a medida que más potencia de cómputo compite por las mismas recompensas. Los mineros suelen seguir el “hashprice”, es decir, los ingresos esperados por unidad de potencia de hash al día, que combina el precio, las comisiones y la dificultad en un solo número. Cuando el hashprice cae por debajo de los costos de operación de una máquina, esa máquina se apaga. Consulte qué determina la rentabilidad de la minería de Bitcoin.
Energía: el costo que compra seguridad
El consumo eléctrico de la minería no es un efecto secundario; es lo que hace que el sistema funcione. La energía gastada en el hashing es lo que un atacante tendría que igualar para reescribir la historia. Cómo se genera esa electricidad, y si la seguridad vale la energía consumida, es una de las cuestiones más disputadas sobre Bitcoin. Los mineros tienden a buscar la energía más barata disponible, que puede incluir energía excedente o de otro modo no utilizada, y algunos pueden apagarse rápidamente cuando la demanda en una red eléctrica local alcanza su máximo.
Por qué la minería dificulta reescribir el registro
Cada bloque se compromete con el anterior. Para cambiar una transacción enterrada a unos pocos bloques de profundidad, un atacante tendría que rehacer la prueba de trabajo de ese bloque y de todos los bloques posteriores, y luego superar a la cadena honesta, que sigue creciendo mientras tanto. El libro blanco de Bitcoin describe esto como una carrera en la que el atacante se queda cada vez más atrás con cada nuevo bloque, siempre que los mineros honestos controlen la mayor parte de la potencia de hash.
Este es el significado práctico de la “prueba de trabajo”. El trabajo es costoso de producir y trivial de verificar, de modo que toda la red puede acordar una sola historia sin confiar en ningún minero en particular. También conecta la minería con la cuestión del suministro a largo plazo: a medida que la subvención sigue reduciéndose a la mitad, las comisiones tienen que sostener una mayor parte del presupuesto de seguridad, un cambio que se analiza en qué sucede cuando se minan los 21 millones de bitcoin.
Para una visión más amplia de cómo encajan el activo y la red, comience con nuestra guía sobre qué es Bitcoin.
Preguntas frecuentes sobre la minería de Bitcoin
¿Todavía se puede minar Bitcoin en casa?
Puede ejecutar un minero en casa, pero con una sola máquina compite contra operaciones industriales con electricidad más barata. La mayoría de los mineros domésticos se unen a un pool para recibir pagos periódicos pequeños. Que resulte rentable depende casi por completo de su precio de electricidad y de la eficiencia de su hardware.
¿Cuánto tiempo se tarda en minar un bitcoin?
La minería no produce monedas de una en una. La red produce un bloque aproximadamente cada 10 minutos, y ese bloque paga una subvención fija, actualmente de 3,125 BTC, más comisiones. Cuánto gana un minero en particular depende de su parte de la potencia de hash total de la red.
¿Qué pasa con la minería cuando se agote la subvención?
La subvención tiende a cero alrededor del año 2140. Después de eso, los mineros solo cobrarán mediante las comisiones por transacción. Si las comisiones bastarán para mantener segura la red es un debate abierto entre investigadores y desarrolladores.
Este artículo es contenido educativo y no constituye asesoramiento financiero, de inversión, legal ni fiscal. Los activos digitales son volátiles y puede perder el monto que invierta.
Fuentes
- Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System — Satoshi Nakamoto, octubre de 2008
- Código fuente de Bitcoin Core, pow.cpp (reajuste de dificultad y el límite de factor cuatro) — Bitcoin Core, GitHub
- Código fuente de Bitcoin Core, chainparams.cpp (intervalo de halving de 210.000 bloques, tiempo objetivo de 10 minutos entre bloques) — Bitcoin Core, GitHub
- Código fuente de Bitcoin Core, consensus.h (madurez de 100 bloques de la coinbase) — Bitcoin Core, GitHub
- Bloque 840.000 — Explorador de Blockchain.com