Come si crea Bitcoin?

1. Come vengono creati i nuovi bitcoin?

La produzione di bitcoin è totalmente diversa dalla produzione di denaro. Non ci sono governi, banche o terze parti che devono provvedere alla produzione. Le criptovalute come bitcoin vengono prodotte dal protocollo stesso, attraverso un processo chiamato “mining” (dalla lingua inglese “minare”). Una delle traduzioni del termine “mining” è estrazione di minerali o sviluppo di depositi: se stiamo parlando di bitcoin, allora abbiamo a che fare con l’estrazione di ”oro digitale”.

2. Cos’è l’estrazione di bitcoin?

Il mining di criptovalute come bitcoin adempie ha due funzioni: aggiungere le transazioni degli utenti nella relativa blockchain e rilasciare la nuova criptovaluta. Potremmo affermare che i bitcoin, ad esempio, esistano già nel protocollo e i “miners” (dall’inglese, “minatori”, ma con questa parola sono anche intesi i chip specializzati per l’estrazione dei bitcoin, gli Asic-miner) siano coloro che li portano alla luce e li rendono spendibili sulla blockchain. Questi minatori creano blocchi di transazioni, li includono nella rete blockchain collegandoli immutabilmente al blocco precedente e ricevono così una certa quantità di criptovaluta come ricompensa. È così che si generano i nuovi bitcoin, fino ad un massimo di 21 milioni, come stabilito dal protocollo stesso.

3. Come funziona l’estrazione di bitcoin?

Come abbiamo già affermato, i bitcoin sono la ricompensa ai miners che il protocollo genera ogni volta che si convalida un blocco e si collega immutabilmente a quello precedente. Tutto questo è possibile grazie al meccanismo della Proof-of-Work, la prova di lavoro non simulabile, il cui elemento principale è l’hash: una funzione non invertibile che mappa una stringa di lunghezza arbitraria in una stringa di lunghezza minore. Esistono numerosi algoritmi che realizzano funzioni hash con particolari proprietà che dipendono dall’applicazione: nel caso di bitcoin, con la SHA-256 (la sua specifica funzione hash), l’output avrà sempre la stessa dimensione, indipendentemente dalla lunghezza dell’input. Nel mining di bitcoin, questo input della funzione di hash corrisponde ad un numero da inserire in un insieme di dati, ovvero l’header del blocco (potremmo dire la sua “intestazione”), in modo tale che una doppia esecuzione dell’hash SHA-256 di tali dati sia un numero inferiore ad un certo target (valore espresso in nBits e proporzionale alla “difficoltà” della rete). Quel “numero da inserire in un insieme di dati” è contenuto in uno spazio di memoria, chiamato “nonce”: sarà proprio quel valore che i miners andranno a modificare con l’obiettivo di ottenere una combinazione che generi un risultato numericamente inferiore al target; in caso di esito negativo, l’header non verrà inviato al server per essere approvato, ma verrà incrementato di uno e il controllo si ripeterà (questa operazione avviene milioni di volte al secondo). Ultima nota fondamentale, il sistema è tenuto in piedi dal fatto che tutte queste operazioni vengano effettuate in “competizione” con altri minatori. In sostanza la Proof-of-Work è il  complesso meccanismo che rende possibile l’esistenza di questo sistema.

4. Che strumentazione occorre per fare mining?

Inizialmente era possibile minare bitcoin utilizzando la normale CPU, il processore centrale del computer. In seguito si è iniziato a utilizzare anche la capacità elaborativa delle GPU, ovvero quei processori, montati nelle moderne schede grafiche, progettati per gestire la grafica 3D  e quindi particolarmente adatti nella risoluzione di calcoli matematici. Infine si è arrivati alla produzione dei chip ASIC (Application Specific Integrated Circuit) che vengono appositamente progettati per la risoluzione di uno specifico problema.

5. Come si presenta il mining di Bitcoin oggi?

Oggi la produzione di criptovalute avviene perlopiù in data center specializzati, chiamati anche Mining Farm. In sostanza, la Farm è un capannone in cui è presente un certo numero di nano-macchine munite di software dedicati al mining. In questo luogo dovrà essere inoltre mantenuto un regime di temperatura necessario all’ininterrotta attività dei computer dedicati al mining, quindi spesso sono necessari sofisticati sistemi di raffreddamento: la maggior parte delle persone sceglie, per l’installazione delle loro farm, luoghi freddi e con energia elettrica a basso costo e/o rinnovabile. Quindi oggi, e  allo stato attuale della rete, se non si dispongono di grossi fondi economici per ottenere queste apparecchiature costose ed essere in grado di pagarne i costi di manutenzione, fare mining in proprio non è profittevole. In ogni caso, per un qualsiasi utente, è possibile minare bitcoin tramite i Mining Pool.

6. Cos’è un Mining Pool?

Un mining pool è un gruppo di minatori che lavorano assieme per estrarre bitcoin e condividono così i premi in base all’hash-rate fornito. I pool possono includere centinaia o migliaia di miners, i quali ricevono la loro parte di premio in base alla rispettiva potenza di calcolo offerta. La rete percepisce questi pool come un singolo minatore, che  genera centinaia di “gigahash” al secondo, grazie al lavoro del server principale che distribuisce compiti ai singoli miners. Questa pratica è più efficace e porta alla ricompensa più velocemente, anche se lo fa in piccole frazioni. Quindi in termini semplici, il tuo computer può essere paragonato ad un’ape operaia che si connetterà ad un mining pool, eseguirà il lavoro necessario a risolvere una parte “dell’enigma” per convalidare un blocco di transazioni ed in base al premio complessivo riceverà la sua quota in base all’hash-rate con cui ha contribuito alla risoluzione.