Il mining Bitcoin e gli ASIC

Si parla spesso di « mining×MiningProcesso di validazione dei blocchi tramite proof of work. Per come è progettato, consuma elettricità : è proprio questo che mette in sicurezza la rete.Vedi nel lessico → » come si parlerebbe di estrarre oro, e l'immagine non è assurda: minare Bitcoin richiede uno sforzo reale, costa energia, e di tanto in tanto produce una ricompensa. Ma il paragone si ferma lì. Ciò che i miner×MinerComputer o farm di computer che risolve il puzzle crittografico necessario per aggiungere un nuovo blocco alla blockchain, in cambio di una ricompensa in bitcoin.Vedi nel lessico → fanno davvero non è scavare, è proteggere un grande registro condiviso dimostrando di aver speso lavoro.

Il mining svolge due funzioni insieme. Mette in circolazione i nuovi bitcoin, secondo un calendario fisso che l'halving dimezza circa ogni quattro anni. E rende la storia delle transazioni praticamente impossibile da riscrivere, che è la vera ragion d'essere di tutta questa spesa.

Questo articolo parte dal principio e scende verso il concreto: a cosa serve il mining, perché è stato necessario inventare macchine dedicate, gli ASIC, come la rete si auto-regola per mantenere un ritmo costante, e cosa dicono i numeri sull'economia e le critiche di questa industria.

A cosa serve davvero il mining

Tutte le transazioni Bitcoin sono raggruppate in blocchi, aggiunti uno dopo l'altro circa ogni dieci minuti. La domanda che la rete deve risolvere è semplice da enunciare: chi ha il diritto di aggiungere il prossimo blocco, e come impedire a qualcuno di barare riscrivendo il passato? La risposta di Bitcoin si chiama proof of work×Proof of Work (prova di lavoro)Meccanismo di consenso di Bitcoin: i miner spendono energia per trovare un hash valido, il che rende la falsificazione della storia economicamente proibitiva. È questo lavoro che mette in sicurezza la blockchain.Vedi nel lessico →.

Per proporre un blocco, un miner×MinerComputer o farm di computer che risolve il puzzle crittografico necessario per aggiungere un nuovo blocco alla blockchain, in cambio di una ricompensa in bitcoin.Vedi nel lessico → deve trovare un numero che, combinato col contenuto del blocco, dia un'impronta digitale che rispetti una condizione molto difficile da soddisfare. Non esiste alcun trucco: bisogna provare miliardi di combinazioni al secondo, a caso, finché non si trova quella giusta. Questo lavoro è costoso da produrre ma istantaneo da verificare per tutti gli altri partecipanti.

È qui tutto il genio del sistema. Riscrivere un blocco vecchio obbligherebbe a rifare questo lavoro per quel blocco e per tutti i successivi, più velocemente dell'intera rete onesta. Su scala mondiale, ciò rappresenta una spesa di energia fuori portata. La sicurezza di Bitcoin non poggia dunque su un'autorità di fiducia, ma sul fatto che attaccare il registro costerebbe più di quanto si potrebbe guadagnarci.

Dal processore all'ASIC

Agli albori di Bitcoin, si minava con il processore di un computer ordinario. La concorrenza era debole, e un semplice PC bastava a conquistare blocchi interi. Molto presto, gli appassionati capirono che le schede grafiche, progettate per calcolare in parallelo, erano molto più efficienti per questo tipo di compito ripetitivo.

Questa corsa all'efficienza ha conosciuto una tappa decisiva: l'arrivo degli ASIC, circuiti integrati specifici per un'applicazione. A differenza di un processore polivalente, un ASIC sa fare una sola cosa, il calcolo esatto che richiede il mining×MiningProcesso di validazione dei blocchi tramite proof of work. Per come è progettato, consuma elettricità : è proprio questo che mette in sicurezza la rete.Vedi nel lessico → di Bitcoin, ma lo fa migliaia di volte più velocemente e consumando molta meno elettricità per calcolo. Ogni altro uso gli è impossibile.

Da allora, il mining amatoriale su hardware di consumo è quasi scomparso. Gli ASIC moderni sono macchine industriali, rumorose e avide di energia, raggruppate a migliaia in fattorie installate dove l'elettricità è meno cara. Questa specializzazione estrema è a doppio taglio: rende la rete formidabilmente potente, ma concentra anche il mining nelle mani di chi può comprare queste macchine e pagarne la corrente.

La difficoltà che mantiene il ritmo

Se sempre più macchine si uniscono alla rete, i blocchi dovrebbero essere trovati sempre più velocemente. Bitcoin lo evita grazie a un meccanismo elegante: ogni 2016 blocchi, ovvero circa ogni due settimane, la rete misura il tempo realmente trascorso e regola automaticamente la difficoltà del problema da risolvere.

Se i blocchi sono arrivati troppo in fretta, la difficoltà sale; se hanno tardato, scende. Lo scopo è sempre lo stesso: riportare l'intervallo medio a dieci minuti per blocco, qualunque sia la potenza totale collegata alla rete. È ciò che permette all'emissione di bitcoin di seguire un calendario prevedibile su decenni.

La potenza di calcolo totale della rete ha un nome, l'hashrate×HashratePotenza di calcolo totale dispiegata dai miner, misurata in hash al secondo (EH/s, exahash). Più l'hashrate è alto, più la rete è costosa da attaccare.Vedi nel lessico →. Più è elevato, più la rete è sicura, perché attaccare il registro richiederebbe di rivaleggiare con questa potenza. Seguire l'evoluzione dell'hashrate e della difficoltà significa osservare in diretta la salute e la robustezza di Bitcoin, indipendentemente dal suo prezzo.

L'economia del mining

Un miner×MinerComputer o farm di computer che risolve il puzzle crittografico necessario per aggiungere un nuovo blocco alla blockchain, in cambio di una ricompensa in bitcoin.Vedi nel lessico → guadagna due cose quando trova un blocco: una ricompensa di nuovi bitcoin, creati per l'occasione, e la somma delle commissioni pagate dalle transazioni incluse in quel blocco. La ricompensa in bitcoin nuovi si dimezza a ogni halving, cosicché nel lunghissimo termine le commissioni di transazione×Commissioni di transazione (fees)Importo pagato ai miner perché includano la tua transazione in un blocco. Espresso in satoshi per byte virtuale (sat/vB). Varia con la congestione della rete.Vedi nel lessico → sono destinate a diventare la principale remunerazione dei miner.

Di contro, i costi sono pesanti: l'acquisto delle macchine, che invecchiano in fretta, e soprattutto la bolletta elettrica, che domina tutto il resto. È per questo che i miner inseguono l'energia meno cara del pianeta, anche stabilendosi in luoghi remoti. Un miner è redditizio solo se il valore di ciò che raccoglie supera durevolmente il costo della sua corrente.

Poiché un singolo ASIC ha una probabilità minima di trovare un blocco, i miner si raggruppano in « pool »: sommano la loro potenza e condividono le ricompense in proporzione al loro contributo. Questo liscia i loro ricavi, ma pone una questione di concentrazione, perché pochi grandi pool coordinano una parte rilevante dell'hashrate×HashratePotenza di calcolo totale dispiegata dai miner, misurata in hash al secondo (EH/s, exahash). Più l'hashrate è alto, più la rete è costosa da attaccare.Vedi nel lessico → mondiale. La rete resta sicura finché questi attori hanno più da guadagnare a giocare lealmente che a barare.

Centralizzazione, energia e critiche

Due rimproveri tornano di continuo a proposito del mining×MiningProcesso di validazione dei blocchi tramite proof of work. Per come è progettato, consuma elettricità : è proprio questo che mette in sicurezza la rete.Vedi nel lessico →. Il primo riguarda la concentrazione: macchine costose, pool dominanti, pochi produttori e fattorie giganti farebbero pesare un rischio sulla decentralizzazione. È un punto di vigilanza reale, ma va sfumato. I miner×MinerComputer o farm di computer che risolve il puzzle crittografico necessario per aggiungere un nuovo blocco alla blockchain, in cambio di una ricompensa in bitcoin.Vedi nel lessico → propongono blocchi, non decidono da soli le regole: sono le migliaia di nodi distribuiti nel mondo a validare o respingere ciò che producono.

Il secondo rimprovero verte sull'energia. Sì, Bitcoin consuma elettricità, ed è voluto: questa spesa è precisamente ciò che rende il registro costoso da attaccare. La vera domanda non è la quantità grezza di energia, ma la sua fonte e la sua utilità. Una parte crescente del mining si collega a surplus rinnovabili o a energie altrimenti perdute, come la rete elettrica in bilanciamento o il gas bruciato dei pozzi di petrolio.

Nessuno di questi argomenti chiude il dibattito da solo, ed è sano. Trattenere l'essenziale basta qui: il mining non è uno spreco gratuito, è il prezzo della sicurezza di un sistema senza capo. Resta da renderlo sempre più pulito e meglio distribuito, un cantiere aperto che né i difensori né i critici di Bitcoin possono onestamente dichiarare concluso.