Algoritmos de minería de criptomonedas: cómo funcionan
Hoy en día, muchas criptomonedas se basan en el algoritmo de consenso PoW (Proof-of-Work). La aplicación más famosa de la PoW es Bitcoin. Este principio de construcción de una cadena de bloques permite extraer criptomonedas mediante minería, un proceso informático por el cual los mineros reciben recompensas.
El algoritmo de minería de criptomonedas es uno de los mecanismos clave que hacen funcionar las blockchains PoW. Codifica la información del bloque anterior con transacciones y la transfiere al bloque siguiente, construyendo así toda la cadena de bloques de la blockchain.
En este artículo describiré algunos de los algoritmos de minería más usados en el mundo de las criptomonedas, mostrando sus características y los principios de su funcionamiento.
¿Qué es un algoritmo de minería de criptomonedas?
Un algoritmo de minería de criptomonedas es un conjunto de reglas para calcular un hash. Un hash es una cadena de caracteres que sirve como referencia del bloque actual de la blockchain al bloque anterior, conectando así toda la cadena de bloques. Para obtener un hash, se utilizan funciones hash especiales, como SHA-256 para Bitcoin, Scrypt para Litecoin y Dogecoin, Equihash para Zcash, etc.
Es importante comprender que los algoritmos de minería y las funciones hash no son lo mismo. Un algoritmo de minería es un conjunto de reglas de cálculo, y una función hash es el método para realizar cálculos. Sin embargo, en el mundo de las criptomonedas, los dos términos suelen usarse indistintamente. En este artículo, los usaré de manera similar.
Los algoritmos más utilizados en la minería de criptomonedas
Actualmente, existe un gran número de algoritmos para minar criptomonedas. En mi analisis me enfocaré en los algoritmos más populares en el mundo de las criptomonedas.
SHA-256, el algoritmo de Bitcoin
SHA-256 es una función hash de la familia de funciones SHA-2 desarrollada por la Agencia de Seguridad Nacional de EE.UU. en 2002. Sus principales parámetros técnicos son: límite de información cifrada (número de transacciones en un bloque es limitado), irreversibilidad (los datos originales del bloque anterior no se puede recuperar descifrando el hash), y el límite en la longitud del hash resultante (256 bits para SHA-256).
Entre los proyectos de criptomonedas que utilizan el algoritmo SHA-256: BTC, BCH, NMC, PZM, LCC y otras.
Ethash, el algoritmo de Ethereum Classic
Ethash se utilizaba para calcular el hash en Ethereum. Después del cambio de la red al algoritmo de consenso PoS (Proof-of-Stake) en septiembre de 2022, Ethereum Classic se convirtió en la principal criptomoneda con el algoritmo Ethash. Ethash continúa el desarrollo de las ideas del algoritmo Dagger-Hashimoto de Vitalik Buterin y Thaddeus Driya, heredando mucho de su antecesor. Las características distintivas del algoritmo son los elevados requisitos de RAM y la compatibilidad con procesadores gráficos.
Criptomonedas que utilizan el algoritmo Ethash: ETC, CLO, QKC, EXP, WHL y otras.
Scrypt, el algoritmo de minería de Litecoin y Dogecoin
Scrypt es uno de los primeros algoritmos desarrollados en un intento de mejorar y optimizar SHA-256. El algoritmo Scrypt pertenece a la familia KDF (Key Derivation Function). Este tipo de algoritmos generan claves (para las criptomonedas – hash del bloque anterior) basándose en cierta información inicial (para las criptomonedas – lista de transacciones del bloque). Las características distintivas del algoritmo es su alta exigencia de memoria RAM y su compatibilidad con las GPU.
Scrypt se considera un algoritmo de minería menos complejo que, por ejemplo, SHA-256. Permite reducir el consumo de energía debido al menor número de operaciones hash, es más rápido (por ejemplo, en la red Litecoin un bloque se forma 4 veces más rápido que en Bitcoin) y permite bajar las tarifas de transacción en la blockchain.
Entre las principales criptomonedas que utilizan el algoritmo Scrypt: LTC, DOGE, SYS, NLG, MONA y otras.
Equihash, el algoritmo de minería de Zcash y Komodo
El algoritmo Equihash se basa en el proceso de encontrar una solución al problema del cumpleaños. La función hash fue creada en 2016. Al igual que Scrypt, Equihash impone altas exigencias a la memoria de los dispositivos informáticos y durante algún timpo se ha considerado un algoritmo resistente a ASIC. La función hash tiene una serie de parámetros de ajuste asociados que permiten a los desarrolladores establecer la dificultad, el tiempo de extracción y la cantidad de memoria necesaria para resolver el problema. De esta forma puede controlar cuánto tiempo tarda el bloque y su tamaño.
Criptomonedas que utilizan el algoritmo Equihash: ZEC, BTG, ZEN, KMD, BEAM y otras.
X11, el algoritmo de minería de Dash
El algoritmo X11 se desarrolló en 2014 para abordar uno de los problemas más graves de las criptomonedas basadas en PoW: la centralización gradual de la red por parte de los propietarios de los mineros ASIC. El X11 consta de 11 funciones hash que se aplican al valor hash una tras otra y en orden aleatorio. Hoy en día, el X11 se considera uno de los algoritmos más complejos para la minería de criptomonedas. Existen versiones avanzadas como X12, X13, X14 y otras (el número después de la «X» indica el número de funciones hash utilizadas).
Las principales criptomonedas que utilizan el algoritmo X11: DASH, BLU, RTM, SYNX, HYP, etc.
Cryptonight, el algoritmo de minería de Bytecoin
Cryptonight es uno de los algoritmos de minería más populares. Fue desarrollado como parte del algoritmo CryptoNote, que apareció en 2012. A menudo es elegido por los desarrolladores por ser resistente a la minería de criptomonedas con mineros ASIC y optimizado para la minería en CPU de PC. Una de las principales características de Cryptonight es su velocidad, que permite calcular hash con gran rapidez. Sin embargo, la memoria caché de la CPU está sometida a una gran carga.
Cryptonight utiliza el algoritmo de cifrado AES (Advanced Encryption Standard), que se considera una forma muy segura de codificar la información. Debido a esto, la función hash se utiliza a menudo en proyectos que ponen un mayor énfasis en la privacidad y la seguridad.
Las criptomonedas que utilizan el algoritmo Cryptonight: BCN, BDX, ETN, CCX, XMV y otras.
RandomX, la evolución de CryptoNight
RandomX es un algoritmo de minería avanzado creado por la comunidad blockchain de Monero para contrarrestar el creciente poder de los mineros ASIC. La primera versión apareció en 2019. El algoritmo se basa en la versión de Cryptonight utilizada para alimentar XMR. RandomX está optimizado para la minería de criptomonedas basada en CPU. Admite dos modos de minería, protección mejorada contra la minería no autorizada, utiliza funciones hash de Blake, generadores de contraseñas y cifrado simétrico AES. RandomX es uno de los pocos algoritmos que se ha sometido a una auditoría de terceros por parte de empresas de ciberseguridad, lo que confirma su fiabilidad.
Las principales criptomonedas que utilizan el algoritmo RandomX: XMR, BBPP, QRL.
Tabla comparativa de algoritmos de minería
| Algoritmo de minería | Criptomonedas del algoritmo | Minería con ASIC | Eficiencia energética |
|---|---|---|---|
| SHA-256 | BTC, BCH, NMC, PZM, LCC, etc. | Sí | Media |
| Ethash | EТС, CLO, QKC, EXP, WHL, etc. | Sí | Alta |
| Scrypt | LTC, DOGE, SYS, NLG, etc. | Sí | Media |
| Equihash | ZEC, BTG, ZEN, KMD, BEAM, etc. | Sí | Media |
| X11 | DASH, BLU, RTM, SYNX, HYP, etc. | Sí | Alta |
| Cryptonight | BCN, BDX, ETN, CCX, XMV, etc. | Sí | Alta |
| RandomX | XMR, BBPP, QRL | No | Alta |
Tipos de algoritmos de consenso
Los algoritmos de consenso establecen las reglas que permiten a los nodos de una red distribuida determinar que un nuevo bloque de una blockchain puede considerarse válido. Los algoritmos de consenso PoW y PoS mencionados anteriormente en el artículo son los dos tipos principales de dichos algoritmos. Echémosles un vistazo más de cerca.
Proof-of-Work (PoW)
Es un algoritmo de consenso que requiere realizar el trabajo de cálculo del hash para obtener y validar una solución (valor hash). De este modo, se cierra el bloque de transacciones anterior en la blockchain y se obtiene una referencia al mismo (el hash), que se registra en el nuevo bloque. El proceso de cálculo se denomina minería, y los nodos de la blockchain que realizan el cálculo se llaman mineros. Los mineros son recompensados por su trabajo en forma de criptomoneda de la red en la que realizan el cómputo.
Proof-of-Stake (PoS)
PoS fue la evolución lógica de PoW. Un algoritmo de consenso con proof-of-stake no requiere cálculos hash. En su lugar, se seleccionan nodos validadores dentro de la blockchain, que almacenan una cierta cantidad de criptomonedas en sus direcciones y están permanentemente conectados a la red. Los validadores, al igual que los mineros, reciben una recompensa en criptomoneda de la red por mantener la blockchain en funcionamiento.
Conclusión
Los algoritmos de minería se aplican a las criptomonedas que funcionan con el algoritmo de consenso PoW. Existen varios algoritmos de minería, pero los más populares son SHA-256, Scrypt, X11 y sus versiones, Cryptonight y sus versiones. Los algoritmos difieren en el tipo de problema a resolver, el nivel de consumo de energía para resolver el problema, el mecanismo de cifrado que usan y muchos otros parámetros. Es importante enfatizar la diferencia entre algoritmos de minería y algoritmos de consenso. Los algoritmos de consenso más populares son PoW y PoS. La principal diferencia entre ellos es que en PoW hay que realizar cálculos del valor hash mediante algoritmos de minería.
Preguntas frecuentes
- Elija una criptomoneda para minar;
- Monte el equipo adecuado para minarla;
- Seleccione el método de minado (en solitario, en pool, en la nube);
- Descargue (si es necesario) y configure el software de minería;
- Empiece a minar.
Por ejemplo, los pagos actuales en la red Monero han alcanzado su mínimo de 0,6 XMR por bloque, y en abril de 2024 tendrá lugar el BTC halving (reducción a la mitad de los pagos) más cercano, tras lo cual la recompensa a los mineros caerá a 3,125 BTC por bloque.
Al mismo tiempo, por ejemplo, la arquitectura actual de la memecoin DOGE no implica ni restricciones en la emisión de monedas ni una reducción de los pagos a los mineros. Sin embargo, nadie puede garantizar que cualquier criptomoneda pueda ser minada para siempre.
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