Come funziona il mining di criptovalute
Ultimo aggiornamento: 17 febbraio 2025
Uno dei esempi più popolari e conosciuti è il mining di Bitcoin. Esaminando l'esempio di questa criptovaluta, si può comprendere meglio come avviene l'estrazione delle monete, come viene garantita la sicurezza della rete e perché il mining è una parte integrante del funzionamento dell'intero sistema delle criptovalute.
Per cosa serve in linea di principio il mining di criptovalute?
Il mining gioca un ruolo chiave nel raggiungimento del consenso nella blockchain e nella sua sicurezza tramite la conferma delle transazioni e la protezione del sistema da attacchi. È un processo importante per il funzionamento sicuro della rete Bitcoin o di un'altra criptovaluta estratta in questo modo. Per capire perché il mining sia così necessario, esaminiamo come funziona la blockchain stessa.
La rete Bitcoin è un registro pubblico decentralizzato che contiene informazioni su centinaia di milioni di transazioni con timestamp. Ad esempio, una registrazione nella blockchain può contenere informazioni su come il Partecipante 1 ha inviato al Partecipante 2 mercoledì alle 21:00 5 BTC. Questo registro non è conservato in un unico luogo. È caricato su computer che vengono chiamati nodi. Questo approccio consente a ogni partecipante della rete di accedere alla cronologia completa della proprietà di BTC e al suo stato attuale, garantendo una trasparenza totale.
Il testo tradotto in italiano è: "Il blockchain è strutturato in modo che non ci sia un'autorità centralizzata che prenda decisioni su quali transazioni debbano essere aggiunte ai nuovi blocchi. Invece, tutti i nodi prendono collettivamente una decisione su quale informazione sulle transazioni è corretta, seguendo le regole stabilite. Tutti i nodi memorizzano la cronologia delle transazioni, verificano la loro autenticità e trasmettono aggiornamenti ad altri partecipanti della rete. Quando tutti i nodi ricevono le stesse informazioni, si genera una comprensione comune di quanti bitcoin possiede ciascuno."
Inoltre, c'è un gruppo di nodi chiamati miner, che competono per il diritto di creare un nuovo blocco di transazioni. Questo diritto lo ottengono attraverso un processo chiamato Proof of Work, in cui i miner risolvono complessi problemi computazionali per guadagnare il diritto di creare un nuovo blocco, superando i "rivali" e ricevendo in cambio una ricompensa in nuovi BTC.
«Che cos'è il "Proof of Work" e a cosa serve?»
Il mining che utilizza il sistema di protezione Proof of Work (PoW) è un modo per dimostrare che i partecipanti al blockchain stanno effettivamente partecipando attivamente al mantenimento del suo funzionamento. Per fare questo, devono eseguire complessi calcoli che richiedono risorse significative, inclusa l'energia.
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Perché è necessaria questa prova? Il fatto è che tali calcoli costano denaro e per partecipare al mining è necessario spendere risorse reali. Questo rende gli attacchi alla rete molto costosi e svantaggiosi per i malintenzionati, poiché richiedono enormi potenze di calcolo. In altre parole, PoW protegge Bitcoin da tentativi di hacking o manipolazioni, poiché un attacco sarebbe troppo costoso per chi desidera attuarlo.
```Il principio di funzionamento del mining di criptovalute
Nonostante il fatto che PoW sia un processo tecnicamente complesso, sarà più facile capirlo esaminando la sua esecuzione passo dopo passo. Esamineremo come funziona il mining di Bitcoin, sebbene questo principio sia applicabile anche ad altre blockchain basate sull'algoritmo Proof of Work.
Etapa 1: Apparizione di una nuova transazione
Ogni transazione nella rete Bitcoin riceve inizialmente lo stato di non confermata. Una nuova transazione non confermata appare nella blockchain nel momento in cui due utenti concludono un affare, ad esempio, uno invia criptovaluta all'altro. Questa transazione contiene dettagli su questo affare, vale a dire: gli indirizzi del mittente e del destinatario, la quantità di monete inviate, l'orario, ecc. Di conseguenza, questa transazione viene trasmessa in tutta la rete blockchain.
Etapa 2: Aggiunta di una nuova transazione nella "zona in attesa"
Ogni miner che partecipa al mantenimento della rete monitora costantemente l'insorgere di nuove azioni al suo interno. Sul computer che gestisce il processo di mining c'è un determinato fuso orario — mempool. Qui, dopo essere apparso in rete, viene aggiunto una transazione non confermata. Ogni miner ha il proprio mempool, quindi non è un'unica 'memoria' per tutti. Nonostante il fatto che la dimensione base del mempool non possa superare i 300 MB, essa varierà tra diversi miner. Tutto ciò è dovuto al fatto che i nodi sono costruiti in modo diverso l'uno dall'altro e le transazioni non confermate vengono aggiunte ad essi non contemporaneamente, ma in momenti diversi.
Etapa 3: Trasferimento delle transazioni non confermate nel blocco candidato
Il miner prende le transazioni non confermate dal mempool e le aggiunge al blocco candidato - un nuovo blocco, ma ancora non confermato dalla rete, che ambisce a diventare quel blocco nella catena blockchain per il quale spetta una ricompensa. La dimensione del blocco candidato nella rete Bitcoin è di circa 2 MB: questo volume di memoria include circa 2000 transazioni.
Etapa 4: Risoluzione dei problemi crittografici
Da qui inizia effettivamente il processo di mining, che è basato su PoW. Con l'ausilio di attrezzature speciali, il miner aggiunge al blocco candidato un numero casuale speciale (nonce). Dopo di ciò, tutte le informazioni (comprese le informazioni sul blocco e il nonce) passano attraverso l'algoritmo SHA-256, che genera un hash (un codice combinazione unico ottenuto come risultato dei calcoli).
La **meta** del miner è trovare un hash che soddisfi determinate condizioni (ad esempio, iniziare con un certo numero di zeri). È un compito complesso che richiede elevate potenze di calcolo, poiché se l'hash non soddisfa le condizioni della rete, il miner cambia il numero e riprova, ripetendo il processo milioni di volte.
Colui che trova per primo l'hash adeguato aggiunge un blocco alla blockchain. In questo caso, il blocco candidato è considerato «risolto» e ottiene lo status di completamente verificato dalla rete. Solo dopo questo il blocco viene aggiunto alla blockchain e diventa un collegamento a pieno titolo nella catena, contenente la successiva registrazione nel registro. Il miner che ha superato gli altri partecipanti della rete e ha risolto un nuovo blocco riceve una ricompensa sotto forma di un importo fisso di criptovaluta. Attualmente ammonta a 3.125 BTC.
Da ciò si può dedurre che maggiore è la potenza di calcolo dell'hardware (hashrate - numero di hash calcolati in un secondo), maggiore è la probabilità di essere i primi nella corsa per aggiungere un nuovo blocco. Nel blockchain di Bitcoin, questo processo si ripete circa ogni 10 minuti. Dopo l'emergere del blocco vincente, i miner smettono di tentare di risolvere il loro attuale blocco candidato, rimuovono le informazioni sulle transazioni dal mempool e iniziano a formare un nuovo blocco candidato - tutto si ripete da capo e così senza sosta.
Correzione della difficoltà nel mining
Après l'ajout de chaque 2016 blocs, ce qui prend en moyenne environ 2 semaines, il y a un ajustement automatique du niveau de difficulté de l'algorithme PoW. Cela est nécessaire pour maintenir une vitesse constante à laquelle de nouveaux blocs sont extraits — 10 minutes.
Nel corso della regolazione della difficoltà, viene considerato l'intero volume di potenza di calcolo attualmente applicata all'algoritmo di hashing - il cosiddetto hash power. Quando la potenza aumenta, il processo di mining diventa più difficile per tutti i partecipanti. Se la potenza diminuisce, è più facile estrarre criptovalute, poiché la difficoltà si riduce.
Rispetto all'estrazione dell'oro, dove l'aumento del numero di cercatori porta a un volume maggiore di oro estratto, il processo di mining di Bitcoin funziona secondo un principio diverso. Nel caso delle miniere d'oro, quando più persone partecipano all'estrazione, il volume dell'offerta di oro sul mercato aumenta. Con l'aumento dell'offerta, il prezzo del metallo prezioso diminuisce.
Con Bitcoin la situazione è completamente diversa: il protocollo della rete stabilisce un numero esatto di BTC che possono essere emessi - 21 milioni. E questo numero non cambia a seconda di quante persone stanno mining o di quanto siano potenti i loro dispositivi. Per mantenere la stabilità del mining, la sua difficoltà viene regolata automaticamente. Questo significa che, indipendentemente da quanti miner si connettono alla blockchain, l'ammontare totale di nuovi BTC che appare sul mercato rimane costante. Questo rende il funzionamento della rete stabile e aiuta a evitare l'«inflazione» dell'attivo digitale, come avviene con le risorse fisiche.