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un anno fa

Mining di Bitcoin: come viene estratto l’oro digitale

Il mining di bitcoin è un processo tecnicamente necessario e talvolta controverso. Fin dall’inizio della blockchain Bitcoin ha garantito che nessuno fosse in grado di falsificare transazioni passate, manipolare l’offerta di moneta o impedire transazioni correnti. Tuttavia, l’idea alla base tiene conto non solo degli aspetti tecnologici, ma anche di quelli della teoria dei giochi. 

La base per tutti questi vantaggi è un’unica proof of work che consuma energia e mette i partecipanti, cioè i miner, in una competizione costante per la potenza di calcolo disponibile o l’hardware richiesto per essa. Eppure proprio questo meccanismo che guida l’intero mercato sta provocando controversie sociali. I principali responsabili politici internazionali si preoccupano di definire gli obiettivi climatici e, se possibile, di raggiungerli. Questo è diametralmente opposto dall’estrazione di Bitcoin ad alta intensità di risorse. 

In questo articolo, vogliamo esaminare le origini del mining e, oltre a come funziona e come è nato, vogliamo anche esaminare le implicazioni sociali. 

Hashcash: come è iniziato tutto 

La proof of work che deve essere svolta dai miner non è stata originariamente pensata dall’inventore di Bitcoin, ma gli è stato semplicemente dato un nuovo scopo. L’idea alla base risale ad Adam Back, che lo ha pensato negli anni ‘90 come un sistema per combattere lo spam. 

Se, ad esempio, uno spammer invia un messaggio di spam a 1 milione di destinatari, ha bisogno di una certa infrastruttura per evitare di essere esposto direttamente come spam, ma può inviare tali messaggi a un prezzo relativamente basso. L’idea centrale di Hashcash, come Back chiamava il suo concetto all’epoca, era che ogni mittente doveva fornire una proof of work prima di poter inviare qualsiasi cosa. 

Per fare ciò, il mittente avrebbe dovuto risolvere un problema di matematica che, sebbene facile da verificare, richiedeva comunque una quantità di lavoro relativamente grande per il calcolo. In questo sistema, se uno spammer tentasse di inviare 1 milione di email, sarebbe fregato perché improvvisamente dovrebbe possedere un’infrastruttura costosa e allo stesso tempo consumare molta elettricità. Di conseguenza, nessuno invierebbe più spam perché il sistema punirebbe lo spammer e consentirebbe ai mittenti onesti di email innocue di operare a un costo basso e accettabile. 

Questa idea è stata trasformata in qualcosa di nuovo da Satoshi Nakamoto, il misterioso inventore di Bitcoin. 

I problemi di un libro mastro decentralizzato 

Bitcoin è stata la prima criptovaluta a risolvere un problema che prima non poteva essere gestito da una tecnologia digitale. Supponiamo che Bob invii Alice 1 BTC al suo portafoglio, come ti assicuri che Bob non stia semplicemente annullando la transazione? E, cosa più importante, come puoi assicurarti che Bob abbia davvero solo 1 BTC che può inviare e non semplicemente moltiplicare il saldo del proprio account? 

Questo è esattamente il punto in cui entra in gioco il mining, che utilizza la proof of work per garantire che non solo chiunque possa confermare le transazioni, ma deve fornire potenza di calcolo per farlo. Nel corso di questo, deve essere seguito un protocollo che garantisca che nessuno possa manipolare nulla. Ciò si ottiene raggruppando le transazioni in blocchi. Ciascuno di questi blocchi ha un cosiddetto hash, che deve essere incluso nella creazione del blocco successivo. 

Se un malintenzionato dovesse modificare anche una transazione in un blocco passato, questo blocco riceverebbe improvvisamente un valore hash diverso e non si adatterebbe più alla catena continua di blocchi. È da qui che viene il nome della tecnologia alla base di Bitcoin, che ha cambiato il mondo sin dal suo inizio. 

Ma perché i miner dovrebbero supportare la blockchain e non provare a usare la loro potenza di calcolo per manipolarla o usarla per qualcos’altro? La risposta qui è radicata nella ricompensa, la cosiddetta ricompensa del blocco. Da un lato, contribuisce alla creazione controllata e limitata dell’offerta di moneta, ma dall’altro è anche un incentivo. Se un miner risolve un problema di calcolo e conferma un blocco, viene premiato con la ricompensa del blocco. Alla fine è il pagamento che rende attraente il mining di bitcoin. ´ 

I miner di Bitcoin si uniscono nelle mining pool 

Poiché il mining da solo è molto difficile, i miner si uniscono per formare delle mining pool individuali. L’effetto di tale associazione è che ogni miner non cerca più di risolvere da solo il compito di calcolo necessario, ma ogni partecipante alla pool fornisce un contributo parziale. 

In cambio, riceve solo una parte della ricompensa del blocco, che di solito viene misurata secondo un certo metodo di calcolo ed è sempre direttamente correlata alla prestazione parziale. Una mining pool questo tipo offre quindi il vantaggio che i miner ricevono pagamenti regolari, perché se fossero soli, potrebbero volerci anni per risolvere anche un singolo blocco. 

In linea di principio, puoi anche partecipare con i singoli computer in questo modo, anche se devi sempre tenere presente che i costi energetici e di acquisto possono essere recuperati solo su un periodo di tempo più lungo. 

Mining di bitcoin e teoria dei giochi 

Come abbiamo dimostrato, i miner vengono premiati per assicurarsi che i blocchi siano concatenati secondo un determinato protocollo. Il fatto che debbano eseguire tiene lontani almeno i tentativi di manipolazione più semplici. 

Ma cosa succederebbe se un partecipante cercasse di competere con così tanta potenza di calcolo da poter semplicemente manipolare il corso della blockchain? In teoria, questo è possibile, ma per farlo dovrebbe assicurarsi di avere più della metà della potenza di calcolo dell’intera rete e quindi la maggioranza. 

Poiché la difficoltà di calcolare un blocco si adatta dinamicamente all’intera rete di miner, non c’è modo che possa dominare improvvisamente tutto con una grande quantità. Tuttavia, potrebbe raggiungere il punto in cui possiede più della metà del potere. Ma anche questo non servirebbe da incentivo. Dopotutto, tutti i miner vengono premiati per essere onesti. In altre parole, quale incentivo potrebbe avere qualcuno a sostenere un costo gigantesco solo per manipolare poche transazioni quando potrebbe invece essere onesto e semplicemente guadagnare Bitcoin? 

La relazione tra la ricompensa e lo sforzo da spendere per la ricompensa o per la manipolazione è sempre in una costellazione in cui la manipolazione è l’esito peggiore per il miner. 

Ma cosa succede se uno dei partecipanti agisce in modo irrazionale e vuole semplicemente bruciare i suoi soldi? Bene, allora Bitcoin dovrebbe fare un fork e il nostro miner fittizio, irrazionale e dannoso e altrettanto potente dovrebbe continuare sulla sua blockchain e non avrebbe più nulla a che fare con Bitcoin. Ma probabilmente non arriverà mai a quel punto, perché ora ci sono così tanti miner di Bitcoin che il file 

sforzo e spesa semplicemente non possono essere sostenuti. Una persona o un’istituzione che sprecherebbe volontariamente una quantità di denaro così incredibile rimane alla fine fittizia. 

Mining di Bitcoin e ambiente 

Il mining di bitcoin, come abbiamo già spiegato, consuma una quantità di energia inimmaginabilmente grande. Mentre la rete di miner è distribuita a livello globale, potresti finire per alimentare un piccolo paese con il consumo di energia. Ciò ha scatenato un dibattito negli ultimi anni sul fatto che la proof of work dell’estrazione sia anche una tecnologia praticabile. 

Questo perché i miner hanno un forte incentivo ad espandere la rete e garantire che colleghino sempre più energia. Pertanto, il consumo di energia aumenta e anche l’hardware deve essere sostituito regolarmente, il che influisce anche sull’impatto ambientale. 

È qui che entrano in gioco le valutazioni tecnologiche, oltre alle considerazioni dei responsabili delle politiche e degli ambientalisti. In primo luogo, esistono modelli alternativi per la proof of work. Questi sono, ad esempio, proof-of-stake, che sarà introdotta anche da Ethereum 2.0 perché è più efficiente in termini di risorse. 

D’altra parte, la proof-of-work gestita dai miner di Bitcoin può essere accreditata di aver lavorato per 12 anni, mantenendo l’equilibrio tra interessi concorrenti e garantendo la sicurezza delle transazioni. Molte prove alternative non sono state provate e testate per così tanto tempo e devono prima resistere alla prova del tempo e potrebbero finire per non essere altrettanto sicure. 

Il mining di bitcoin ha un futuro? 

In breve, sì. Bitcoin non è solo la criptovaluta più pesantemente capitalizzata nel mercato globale, ma è stato dimostrato che il mining fornisce una sicurezza assoluta per tutti i partecipanti alla rete. Anche la protezione dell’ambiente non è un argomento forte contro l’estrazione perché il problema più grande non è nel consumo di energia, ma nella sua generazione. 

In Asia, principalmente in Cina, l’energia idroelettrica è una fonte di energia molto popolare e facilmente disponibile. Di conseguenza, molte aziende minerarie funzionano già con energia verde e hanno anche una motivazione intrinseca a cercare energia pulita, sostenibile ed economica. Ma anche dove tali fonti di energia non sono disponibili, esistono ottime alternative. 

Questo perché anche le centrali elettriche si stanno spostando per utilizzare le ore non di punta per l’estrazione di bitcoin. Questo perché l’energia non può essere realmente immagazzinata a lungo termine, ma viene deviata o eventualmente consumata. Ciò si traduce in una perdita di potenza relativamente elevata, che, tuttavia, deve essere accettata per motivi tecnici. Tuttavia, se il surplus non necessario viene utilizzato direttamente per il mining di Bitcoin, nessuno di questi viene perso, ma viene convertito direttamente come potenza per la rete e remunerato tramite Bitcoin “estratti”. 

Alla fine, si potrebbe persino arrivare a sostenere semplicemente che l’umanità ha un interesse legittimo in Bitcoin. Dopotutto, la tecnologia ha uno scopo importante perché consente uno scambio libero e trasparente tra persone in tutto il mondo senza distinzione. Nel confronto diretto, che giustificazione c’è per il consumo di energia in modalità standby di miliardi di dispositivi in tutto il mondo? Quanto è alto il consumo di energia di un film in streaming tramite Netflix e il consumo di supporti di intrattenimento dovrebbe avere la priorità allo stesso modo del consumo di energia di una transazione Bitcoin? 

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