La minería de Bitcoin por dentro

Ideas clave

• Los mineros reúnen las transacciones pendientes en bloques y compiten por añadir el siguiente bloque a la cadena. El ganador recibe bitcoin recién emitido más las comisiones de transacción de ese bloque.
• La competición es la prueba de trabajo: las máquinas prueban números a una velocidad enorme hasta que una obtiene un resultado que cumple un objetivo de dificultad. Hacer ese trabajo es costoso, pero comprobarlo es fácil para cualquiera.
• Los chips especializados llamados ASIC dominan la minería. La rentabilidad depende de la eficiencia del equipo, del coste de la electricidad y del precio del bitcoin, y los márgenes pueden ser estrechos.
• La dificultad se ajusta sola para que los bloques lleguen más o menos cada diez minutos, sin importar cuántas máquinas se sumen. La recompensa por bloque se reduce a la mitad cada 210.000 bloques, aproximadamente cada cuatro años.
• El consumo de energía es la crítica principal. Quienes apoyan Bitcoin y quienes lo critican discrepan sobre si es un precio justo por la seguridad que se obtiene.

Qué hacen los mineros

Bitcoin no tiene un operador central que decida qué transacciones son válidas ni en qué orden ocurrieron. Los mineros resuelven ese problema. Reúnen las transacciones sin confirmar, comprueban que cada una cumple las reglas y las agrupan en un bloque candidato. Después intentan ganarse el derecho a publicar ese bloque.

El premio es la recompensa por bloque. Tiene dos partes: el subsidio del bloque, que es bitcoin recién emitido, y las comisiones que los usuarios añadieron a las transacciones del bloque. Es la única vía por la que entra bitcoin nuevo en circulación. Si antes quieres una visión general de cómo encajan los bloques, las transacciones y las claves, empieza por ¿Cómo funciona Bitcoin?.

Los mineros no tienen poder para crear monedas fuera del calendario establecido ni para gastar las monedas de otras personas. Cada nodo de la red comprueba cada bloque según las reglas, y un bloque que las incumple es rechazado por mucho trabajo que haya costado producirlo.

La prueba de trabajo en lenguaje sencillo

Para publicar un bloque, un minero debe encontrar un número, llamado nonce, que, combinado con el contenido del bloque y procesado por una función hash, dé como resultado un valor inferior a un objetivo. Una función hash convierte cualquier dato de entrada en una cadena de longitud fija que parece aleatoria, y Bitcoin utiliza SHA-256 para ello. No se conoce ningún atajo. La única manera de encontrar un resultado válido es probar nonces hasta que uno funciona, como tirar dados hasta sacar una suma inusualmente baja.

Como cada intento es impredecible, encontrar un bloque válido es cuestión de probabilidad. Un minero con más potencia de cálculo hace más intentos por segundo, así que gana proporcionalmente más veces. Pero ningún minero tiene la victoria garantizada, y hasta uno pequeño tiene alguna posibilidad en cada ronda.

Y aquí viene la asimetría importante. Encontrar una respuesta válida exige un esfuerzo enorme, pero comprobarla requiere un solo cálculo de hash. Cualquiera puede confirmar al instante que el trabajo se hizo. Eso hace que el coste del bloque sea real y su validez evidente, y en ello se apoya la red para ponerse de acuerdo sobre una única historia sin fiarse de nadie.

La prueba de trabajo también da a la cadena su resistencia a ser reescrita. Para modificar una transacción antigua, un atacante tendría que rehacer el trabajo de ese bloque y de todos los posteriores, más rápido de lo que la red honesta sigue añadiendo bloques nuevos. Cuantos más bloques se acumulan sobre una transacción, más costoso resulta.

La dificultad y el ritmo de diez minutos

La red aspira a un bloque más o menos cada diez minutos. Mantiene ese objetivo mediante el ajuste de dificultad. Cada 2016 bloques, que son unas dos semanas al ritmo previsto, el protocolo compara cuánto tardaron realmente esos bloques y modifica la dificultad. Si los mineros añadieron máquinas y los bloques llegaron en menos de diez minutos, la dificultad sube. Si se fueron máquinas y los bloques se ralentizaron, baja.

Por eso el número de máquinas no cambia el calendario de emisión. Más competencia hace que cada intento sea más difícil de ganar, no que haya más monedas. También explica por qué una caída repentina de la minería, por ejemplo tras la prohibición de un país, provoca una ralentización temporal y luego una corrección. Algo así ocurrió en 2021, cuando China reprimió la minería y muchos operadores se trasladaron; después la red se recuperó.

De los portátiles a los ASIC

En los primeros años, la gente minaba con procesadores de ordenador corrientes. Con el tiempo, la competencia empujó a los mineros hacia las tarjetas gráficas, luego hacia los chips programables y después hacia los ASIC, circuitos integrados de aplicación específica diseñados para hacer una sola cosa, calcular hashes SHA-256, con la mayor eficiencia posible. Un ordenador de uso general no puede competir con ellos en esa tarea.

Un minero ASIC es una caja con chips, una fuente de alimentación y ventiladores, que consume electricidad de forma continua y produce calor. Las generaciones nuevas son más eficientes, es decir, calculan más hashes por cada unidad de energía, así que las máquinas antiguas dejan de ser rentables poco a poco. Por eso los mineros viven en una carrera constante de renovación, y su negocio se parece más a la industria pesada que al software. La fabricación de equipos está concentrada en un número reducido de empresas, algo que los críticos señalan como un problema de centralización.

Dentro de una instalación

Una gran instalación de minería es, sobre todo, un problema de suministro eléctrico y refrigeración. Las máquinas se colocan en bastidores, en naves tipo almacén o en contenedores, conectadas a un gran suministro de electricidad. Casi toda la electricidad que consumen sale en forma de calor, así que los operadores usan ventiladores, refrigeración evaporativa o refrigeración por inmersión, en la que las máquinas se sumergen en un fluido no conductor.

A los operadores les importan unas pocas cifras: el precio que pagan por unidad de electricidad, la eficiencia de sus máquinas, la fiabilidad con la que se mantienen en funcionamiento y el coste del capital. La electricidad suele ser el mayor gasto recurrente, así que los mineros buscan energía barata. Las instalaciones tienden a aparecer cerca de presas hidroeléctricas, de proyectos eólicos y solares con excedente de generación y de regiones con precios industriales de electricidad bajos.

Muy pocos mineros trabajan en solitario. Como la probabilidad de ganar un bloque es pequeña para una sola máquina, la mayoría se une a grupos de minería. El grupo combina el trabajo de muchos participantes y reparte la recompensa en proporción a su contribución, de modo que un minero pequeño recibe un flujo constante de ingresos en lugar de un premio grande y poco frecuente. La contrapartida es que los grupos concentran parte del poder de decisión, aunque, por lo general, cada minero puede cambiar de grupo si no está de acuerdo con él.

Algunas empresas de minería cotizan en bolsa, lo que significa que sus resultados, sus deudas y sus compras de equipos se hacen públicos en documentos regulatorios. Otras son operaciones privadas o particulares con unas pocas máquinas en casa.

La economía y el halving

El beneficio de un minero es el valor de las recompensas obtenidas menos la electricidad, el coste de los equipos, el coste de la instalación y la financiación. Como el precio del bitcoin fluctúa y la dificultad se sigue ajustando, esa cifra puede oscilar con rapidez. Cuando los precios bajan o la dificultad sube, los mineros menos eficientes pueden trabajar con pérdidas y apagar sus máquinas. Hay empresas de minería que han quebrado en épocas de caída.

El subsidio del bloque está programado para reducirse a la mitad cada 210.000 bloques, es decir, aproximadamente cada cuatro años. Empezó en 50 bitcoin por bloque en 2009 y se ha recortado a la mitad varias veces, la última en abril de 2024, cuando bajó a 3,125. Este proceso continúa hasta que el subsidio llega a cero, alrededor del año 2140, y el suministro total se acerca a 21 millones. En ¿Por qué tiene valor Bitcoin? puedes ver cómo encaja esta escasez en los argumentos a favor de Bitcoin.

Tras cada halving, los ingresos de los mineros medidos en bitcoin se reducen a la mitad de la noche a la mañana. Que sigan siendo rentables depende de si suben el precio o las comisiones, o de si ganan eficiencia. Algunos mineros abandonan tras los halvings, y los más eficientes suelen quedarse.

Periodo	Recompensa por bloque
Ene 2009 a nov 2012	50 BTC
Nov 2012 a jul 2016	25 BTC
Jul 2016 a may 2020	12,5 BTC
May 2020 a abr 2024	6,25 BTC
Abr 2024 hasta aprox. 2028	3,125 BTC

El debate energético

La prueba de trabajo es deliberadamente cara. Su seguridad procede de que atacarla exigiría gastar recursos reales, y esos recursos son en gran medida electricidad. Por eso la minería de Bitcoin consume mucha energía, algo que no es un efecto secundario, sino una propiedad esencial del diseño.

Los críticos plantean varios argumentos. El consumo es considerable y, cuando la electricidad procede de combustibles fósiles, añade emisiones. La minería puede encarecer la electricidad local, y el ruido de las instalaciones ha generado quejas de los vecinos. También sostienen que la misma seguridad podría lograrse con menos energía, y señalan otros sistemas que usan métodos de consenso distintos.

Los defensores responden que los mineros buscan la energía más barata y, por tanto, favorecen fuentes que de otro modo se desaprovecharían o estarían infrautilizadas. Algunas operaciones usan gas natural que de lo contrario se quemaría en los pozos de petróleo, y otras, en Texas (Estados Unidos), funcionan como cargas flexibles que pueden apagarse rápidamente cuando la red eléctrica está bajo tensión, algo que los operadores de la red pueden aprovechar. También argumentan que la seguridad de Bitcoin vale lo que cuesta, y la comparan con los recursos que consume el sistema financiero tradicional.

Ninguna de las dos partes tiene resueltas sus afirmaciones más llamativas. La proporción de minería que funciona con energías renovables la estiman de forma distinta distintos investigadores, y las estimaciones cambian con el tiempo, así que conviene tomar cualquier cifra aislada con cautela y comprobar la fuente y la fecha. Lo que está claro es que este equilibrio es central en cualquier valoración honesta de Bitcoin, y que es tanto una cuestión de valores como de ingeniería.

Preguntas abiertas

Dos cuestiones marcan el futuro de la minería.

La primera es la financiación de la seguridad. A medida que el subsidio se reduce, las comisiones tendrán que aportar cada vez más de los ingresos de los mineros, o el coste de atacar la red podría disminuir. No se sabe si los ingresos por comisiones serán suficientes, y es una de las críticas a largo plazo más sólidas al diseño. No se pondrá plenamente a prueba hasta dentro de décadas.

La segunda es la centralización. La minería tiene ventajas de escala: energía barata, compra de equipos al por mayor y acceso a capital. Los grupos y los fabricantes de equipos están en pocas manos, y los reguladores de algunos países pueden presionar a los grandes operadores. Como los usuarios corrientes siguen pudiendo verificar las reglas con sus propios nodos, los mineros no controlan las reglas, pero su concentración sigue siendo un tema de debate.

Para situar la minería en el contexto más amplio de la economía, consulta El papel de Bitcoin en una economía global cambiante. Si eres nuevo en el tema, Empieza aquí ofrece una ruta de aprendizaje ordenada. La minería como negocio conlleva un riesgo financiero considerable, y quien se plantee dedicarse a ella debería consultar antes con un profesional cualificado.

Qué leer a continuación

• ¿Cómo funciona Bitcoin? Bloques, mineros y claves: bloques, transacciones y claves dentro del sistema en conjunto.
• La historia de Bitcoin: de un libro blanco a una red global: desde el primer bloque, en enero de 2009, hasta hoy.
• ¿Por qué tiene valor Bitcoin?: cómo encajan el calendario de emisión y los efectos de red.
• El papel de Bitcoin en una economía global cambiante: los argumentos económicos más amplios y sus límites.
• Explorador del halving y del suministro de Bitcoin: consulta la recompensa por bloque y cuánto bitcoin existe en cualquier año o altura de bloque.
• ¿Qué es el halving de Bitcoin? Fechas, historia y qué cambia: el concepto y la historia del recorte de la recompensa.
• Prueba de trabajo frente a prueba de participación: ¿cuál es la diferencia?: por qué Bitcoin eligió la prueba de trabajo.
• ¿Cuántos bitcoin quedan por minar? El límite de 21 millones explicado: qué ocurre a medida que la emisión se agota.
• Tasa de hash y dificultad de minería de Bitcoin explicadas: las cifras que marcan el ritmo de la minería.
• ¿Cuánto se tarda en minar un bitcoin?: por qué minar en solitario lleva tanto tiempo.
• El consumo de energía de Bitcoin: de qué trata realmente el debate: los argumentos de ambas partes.
• ¿Es legal minar Bitcoin? Qué cubren las normas en Estados Unidos: las normas para particulares y empresas, explicadas para Estados Unidos.
• Los grupos de minería de Bitcoin explicados: cómo comparten el trabajo y la recompensa: por qué la mayoría de los mineros se une a un grupo.