Qué es la mineria y como funciona

Hoy en día, los números bancarios son números que mantienen registros de las transacciones de divisas en nuestra vida diaria. En otras palabras, una entidad centralizada controla todo lo relacionado con nuestra economía.
En el modelo propuesto por la tecnología blockchain, estos registros financieros se realizan en toda la red, es decir, para brindar un método honesto, transparente y seguro de manera descentralizada.

La red está compuesta por miles de nodos (varias computadoras conectadas entre sí) cuya tarea es verificar las transacciones y agregarlas al blockchain de manera pública, evitando así el fraude.

Este método de mantener los registros en los que se basan Ethereum, Bitcoin y otras criptomonedas, entre otras cosas, evita la posibilidad de gastar el mismo dinero al doble, problema que no se resuelve desde hace mucho tiempo.
Sin embargo, el proceso de minería cambió el panorama.

¿Qué es la minería?

La minería es el acto de verificar las transacciones de criptomonedas en la cadena de bloques.

Los mineros deben utilizar sus potentes equipos informáticos para competir entre sí antes de poder encontrar soluciones a complejos problemas matemáticos.

Cualquiera que logre encontrar esta solución resolverá el problema, por lo que la transacción será verificada y agregada a la cadena de bloques.

Como recompensa, recibirán una cantidad específica de criptomonedas que estén extrayendo.

Esto se lleva a cabo a través del sistema ‘Proof of Work’, que significa ‘Prueba de Trabajo’, pero…

¿Que es ‘Proof of Work(PoW)?

«Prueba de trabajo» (PoW) es un método que se utiliza para evitar comportamientos maliciosos en el sistema.

Para ello, los mineros deben realizar un trabajo que es muy costoso para ellos, pero fácil de verificar para otros miembros de la comunidad.
Este trabajo es computacional e informativo, realizar este proceso consume energía de procesamiento, que puede convertirse en tiempo, energía y hardware.

¿Cómo funciona la minería?

Para entender cómo funciona la minería de esta manera, la hemos dividido en varias partes.

Recibir las solicitudes de transacción

En una plataforma basada en blockchain, cada usuario puede tener una o más direcciones públicas que llamamos «billeteras» o monederos.

Cada dirección pública tiene una clave privada asociada. Por ejemplo, esta clave puede ser cosas como nuestra huella digital, dirección pública, nuestro teléfono móvil, etc.

Al igual que nosotros, solo tenemos nuestra propia huella digital para desbloquear el teléfono en la cadena de bloques, y solo el propietario de la clave privada puede firmar digitalmente una nueva solicitud de transacción.

Para realizar una de estas solicitudes, primero debemos tener una entrada de criptomoneda. En otras palabras, por ejemplo, para transferir Ether, primero debemos comprar Ether o que alguien nos lo transfiera. Posteriormente, podemos usarlo para financiar nuevas transacciones.

Los mineros recopilan todas las solicitudes de transacciones válidas y luego proceden a verificar si los datos de estas transacciones coinciden.

Verificación de los datos

Cuando recibieron la solicitud de transacción, los mineros comprobaron dos cosas: primero, habíamos recibido previamente esa cantidad de Ether en la billetera; segundo, aún no la habíamos gastado.

Para verificar esta información, los mineros utilizaron una copia de la cadena de bloques que cada uno de ellos tenía almacenada en su computadora, la cual había registrado todos los movimientos desde su creación. De esta forma, pueden saber con certeza si pueden realizar una operación.

Entonces, por ejemplo, podemos decir que los mineros desempeñan el papel de cajeros bancarios: verifican «cheques», se aseguran de que todas las firmas y números de cuenta correspondientes sean correctos, verifican la identidad de los clientes y buscan evidencia de que hay fondos suficientes para completar la transacción.

Completar un bloque

Una vez que se verifican los datos, el minero agregará la operación válida a su bloque de transacciones.

Para evitar la ardua tarea de interrumpir la cadena de bloques, su protocolo requiere que los mineros compitan entre sí para encontrar soluciones a problemas matemáticos.

Una vez que se encuentre una solución, el bloque pasará a formar parte de la cadena. Esto sucede siempre que la mayoría de los mineros llegan al siguiente consenso:

  • Las transacciones registradas por el minero son válidas, y
  • Adivinó correctamente el valor «Nonce», que es un número especial para resolver el problema matemático descrito.

La comunidad minera verifica estos datos mediante la firma digital del bloque ganador.

Pero, ¿qué es el “Nonce” y las firmas digitales?

Firma digital y valor «NONCE»

Las firmas digitales son como las «huellas digitales» de un bloque: proporcionan toda la información relevante para ese bloque y los bloques anteriores.

Se componen de de tres entradas:

  • La firma digital del bloque anterior
  • La lista de las transacciones válidas a partir del bloque anterior
  • El valor ‘Nonce’

Con estas tres entradas, los mineros pueden agregar sus bloques de transacciones a la cadena de bloques para que otros mineros los verifiquen y confirmen.

Estas firmas digitales operan usando una función «hash»: una ecuación matemática que toma cualquier entrada dada y crea una salida única para esa entrada específica.

Para entender cómo funciona el hash, daremos un ejemplo basado en la función hash «SHA256» (que se usa en Bitcoin).

“660ed579afcafba2645bd203b51935f11a9cf22494fa3c11a65602045ed60bff”

“83d7428e44be19b99d46ad6713f2fb4502ac83bade70e4549d2b71ed9d4a2970”

Esto significa que cualquier pequeño cambio en la entrada cambiará en gran medida la salida.

Por tanto, si la entrada de la firma digital del nuevo bloque es la firma del bloque anterior, la lista de transacciones recientes y un número aleatorio, la salida tendrá un valor único, que solo se puede obtener a través de datos correctos.

Todos los mineros conocen las dos primeras entradas, pero no conocen el valor de Nonce.

Encontrarlo es el motivo de su competencia, que se realiza a través de sus equipos informáticos.

Aquí es donde entra en juego el sistema ‘Proof of Work

Para adivinar este valor de Nonce, los mineros inician cálculos matemáticos: crean un hash a partir de las dos entradas que conocen y una estimación aleatoria de Nonce.

Por ejemplo, parece que están probando con un valor de Nonce de ‘1’. Si el resultado no es correcto, continúe usando «2» para probar, y repita este proceso mediante «prueba y error» hasta que uno de ellos encuentre los datos que puedan completar la firma digital precisa del nuevo bloque.

Cada vez que los mineros resuelvan esta «prueba de trabajo», transmitirán el bloque a toda la red. Los mineros restantes deben verificar que las operaciones y firmas digitales contenidas en el bloque sean válidas.

Si la gran mayoría de la gente está de acuerdo, el bloque se agregará a la cadena de bloques inmutable.

Posteriormente, los mineros competirán nuevamente para encontrar un nuevo valor de Nonce para resolver la nueva «Prueba de trabajo» conociendo las otras dos entradas necesarias: la firma digital de la última pieza y la nueva transacción en la red.

En Ethereum, el objetivo es agregar un nuevo bloque cada 15 segundos aproximadamente.

Para evitar que los bloques se completen demasiado rápido o demasiado lento, reajuste el protocolo después de agregar cada bloque para que el valor de Nonce sea más fácil o más difícil de adivinar.

En otras palabras, si el minero ganador pasa menos de 15 segundos, significa que es «más fácil de lo habitual» y, por lo tanto, aumentará la dificultad de extraer el siguiente bloque. Si tarda más de este tiempo, sucederá lo contrario.

Recompensa por la Minería

Una vez que entendamos todo el proceso anterior, también entenderemos por qué los mineros realizan esta tarea.

Dado que todo trabajador tiene derecho a su salario, los mineros también deben compensarlo.

En cada criptomoneda, es diferente, pero en Ethereum, cada bloque extraído se da a una tasa de 3 Ether.

Además de este «salario», en cada transacción realizada en Ethereum, el emisor de Ethereum también debe «pagar» una comisión al minero para compensar el costo de cálculo del equipo llamado Gas.

Los mineros también reciben de vez en cuando recompensas tío (Uncles reward) por minar un bloque tío.

El bloque tío es un bloque antiguo, y su bloque padre tiene como máximo seis bloques antes del bloque actual, y es recompensado por el retraso causado al evitar que el bloque efectivo se propague a toda la red.

¿Lo recibieron los mineros? La parte de Ether (o 2625 éter) de la recompensa de bloque estático por cada bloque de tío incluido en el bloque, cada bloque permite hasta 2 tíos.

Resumen

Para construir el conocimiento que aprendimos, resumiremos los 8 pasos de la minería.

Los mineros:

  1. Recibir solicitud de transacción
  2. Verifican que estas acciones se pueden realizar
  3. Almacenan transacciones válidas en un bloque
  4. Compiten realizando cálculos para encontrar el valor Nonce
  5. El que lo consigue,propaga su bloque al resto de los mineros
  6. Si la mayoría lo da por válido, éste se añade a la cadena de bloques
  7. Los mineros ganadores obtienen recompensas en bloque¡Vuelta a empezar!

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