Bitcoin PoW
Prueba de trabajo, basics, consumo energético y emisiones de CO2.
Agenda
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Señales Zahavianas
Propuestas por el biólogo Amotz Zahavi para explicar cómo la evolución puede llevar a señalización "honesta" o confiable entre animales que tienen una motivación obvia para mentir o engañarse mutuamente.�
Se sugiere que las señales costosas deben ser señales confiables, lo que cuesta al emisor algo que no podría ser pagado por un individuo con menos esa característica particular.
�Zahavi, Amotz (1977). "The cost of honesty"
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El propósito de la minería no es la creación de nuevos bitcoins. Ese es el sistema de incentivos. La minería es el mecanismo por el cual se descentraliza la seguridad de bitcoin.
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Introducción a Minería de BTC
En Bitcoin dependemos de los mineros o pooles para:
Lo más importante: ¿Quienes son los mineros?
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Introducción a Minería de BTC
- Validar cada una de las transacciones con las reglas del consenso
- Validar los nuevos bloques con las reglas del consenso
-Eso quiere decir que todas las Tx incluidas deben ser válidas
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Pseudo Código de Minería
En Mastering Bitcoin hay un código más completo en ‘simplified Proof-of-Work algorithm’:
https://github.com/bitcoinbook/bitcoinbook/blob/develop/ch10.asciidoc#pow_example1
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Pseudo Código de Minería
Es una representación�usando diagramas de �bloques del código �anterior.
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Reglas: Bloques
https://en.bitcoin.it/wiki/Protocol_rules
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Reglas: Transacciones
https://en.bitcoin.it/wiki/Protocol_rules
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¿Cómo construir un bloque válido?
El minero intenta un número, en este caso todos ceros. No produce una salida de hash válida, por lo que el minero procederá a probar un número diferente.
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¿Cómo construir un bloque válido?
Cambiar un número en la transacción de Coinbase se propaga hasta la raíz del árbol de Merkle.
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¿Cómo construir un bloque válido?
Cambiar un número en la transacción de Coinbase se propaga hasta la raíz del árbol de Merkle.
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Dificultad, nBits y el objetivo (target)
Dificultad
La dificultad es una medida de lo difícil que es encontrar un hash por debajo de un objetivo determinado. La red de Bitcoin tiene una dificultad de bloque global.
La dificultad en octubre 2022 es: 36,835,682,546,787.98
Objetivo (target)
El objetivo es un número de 256 bits que todos los clientes de Bitcoin comparten. El hash SHA-256 del encabezado de un bloque debe ser inferior o igual al objetivo actual para que la red acepte el bloque. Cuanto menor sea el objetivo, más difícil será generar un bloque.
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Actualización de la dificultad
Cada 2016 bloques (aproximadamente 2 semanas) la dificultad se ajusta de forma que el tiempo de los bloques se mantenga constante (10 min)
Prox_dificultad = (Prev_dificultad)*(2016*10min)/(tiempo de los últimos 2016 bloques)
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Transferencia de lazo cerrado
La función de transferencia de lazo cerrado se mide en la salida. La señal de salida se puede calcular a partir de la función de transferencia de lazo cerrado y la señal de entrada. Las señales pueden ser formas de onda, imágenes u otros tipos de flujos de datos.
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Time Chain
https://clockworkpartners.com/growth/index.html
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Reajuste de dificultad
Bloque 0:
00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000�Este valor objetivo inicial (y máximo) está codificado en el código fuente de cada nodo de bitcoin.1 Probablemente Satoshi lo adivinó mejor en lo que sería un buen punto de partida para un objetivo lo suficientemente difícil que daría como resultado un 10 -intervalo de minutos entre nuevos bloques.
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Reajuste de dificultad
Después de cada hito de minería, cada nodo observará el tiempo entre los últimos bloques de 2016 y determinará si se extrajeron más rápido o más lento que 10 minutos en promedio.
Cada bloque contiene una marca de tiempo en su encabezado de bloque. Esta marca de tiempo está en tiempo Unix, que es el número de segundos desde el 1 de enero de 1970.
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Reajuste de dificultad
Si los bloques durante este período se minaron más rápido que cada 10 minutos, el objetivo se ajustará a la baja para que sea más difícil llegar por debajo del objetivo para el siguiente período de bloques.
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Reajuste de dificultad
Por el contrario, si los bloques se minaban más lentamente que cada 10 minutos, el objetivo se ajustará hacia arriba para que sea más fácil llegar por debajo del objetivo para el siguiente período de bloques.
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Actualización de la dificultad
http://bitcoin.sipa.be/
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Actualización de la dificultad
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Evolución de la minería
La minería de Bitcoin ha pasado por 4 etapas muy distintivas:
CPU, GPU, FPGA, y la etapa actual ASICs.
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Eficiencia del Hardware
https://en.bitcoin.it/wiki/Mining_hardware_comparison, el hardware se ha ido eficientizando.
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Minería 4ta Generación - ASICs
En la actualidad, la minería está dominada por los ASIC (Application Specific Integrated Circuit) de Bitcoin o circuitos integrados para aplicaciones específicas. Estos son chips que fueron diseñados, construidos y optimizados para el único propósito de minar Bitcoin.
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Distintos tipos de energía
Energía incorporada:
El/los equipos de minería de Bitcoin necesitan ser fabricados.
Electricidad:
Cuando un ASIC está encendido y minando, consume electricidad.
Enfriamiento:
Un tercer componente importante de la minería es que consume energía para enfriar los equipo para asegurarse que funcione a la temperatura correcta
Operación y mantenimiento:
Sueldos de empleados, alquiler, miscelaneos.
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Calculos mensuales
Un cálculo de ‘ganancias’ mensuales se podría realizar de la siguiente manera:
¿Cuál es el problema? Que es una ecuación estática y el hashrate/dificultad es una ecuación dinámica.
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Btc.com/stats/diff
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Cálculos dinámicos
Un cálculo de ‘ganancias’ por epoch de minería dinámico se podría realizar de la siguiente manera:
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Cálculos dinámicos
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“For a successful technology, reality must take precedence over public relations, for nature cannot be fooled.”�-Richard Feynman
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Eficiencia de la red
Como era de esperar, a lo largo de nuestro período de estimación, la eficiencia general de la red ha tenido una tendencia al alza (un J/TH más bajo significa una mayor eficiencia).
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Producción de energía
La producción de energía mundial establece que en el mundo se producen 170.000 TWh de las siguientes fuentes.
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Consumo de energía de la red
De acuerdo al índice de consumo de electricidad de Bitcoin de la Universidad Cambridge, Bitcoin tiene un límite inferior de consumo de 49.22 TWh, medio 98.28 TWh, y un máximo de 149.61 TWh.
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Consumo de energía de la red
En el consumo energético total, la red Bitcoin representa solamente el 0.0548% del total de la energía consumida por el mundo.
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Mix de energía
La minería global de Bitcoin tiene el mix de energía renovable o sostenible más elevado de todo el mundo o industria. Fuente: Bitcoin Mining Counsil Q3 Report.
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Emisión de CO2 mundial
El crecimiento de las emisiones se ha ralentizado en los últimos años, pero aún no han alcanzado su punto máximo.
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Emisión de CO2 mundial
El crecimiento de las emisiones se ha ralentizado en los últimos años, pero aún no han alcanzado su punto máximo.
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Emisión de CO2 de la red
Se estima que la red minera Bitcoin emitió 36 Mt de CO2 en 2020 y 41 Mt en 2021.
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Emisión de CO2 de la red
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Compensación de las emisiones de carbono de Bitcoin
Esto da cómo resultado que tener 1 BTC equivale a un S9 con energía Renovable
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Texas
Luego de la prohibición de la minería en China el Hashrate se ha mudado mundialmente, EEUU actualmente tiene aprox el 30%:
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Texas
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Ineficiencias y Superávit
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Imbalances de renovables
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Distribución de precio
La minería de Bitcoin corta las colas de la distribución proporcionando una respuesta a la demanda durante los picos de estrés y comprando energía durante los períodos de menor actividad.
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Texas - diciembre 2022
Ercot Cold Weather Operations:
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Texas - diciembre 2022
Una parte significativa de la carga asociada con los LFL (Large Flexible Load) se redujo durante el evento para responder a los precios del mercado.
En su apogeo, la respuesta de los LFL descendió 1280 MW con un RRS (Responsive Reserve) adicional de 75 MW.
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El principio de la desventaja
Los emisores de señales costosas indican calidad y aptitud biológica, ya que solo los animales que son realmente aptos pueden permitirse malgastar recursos en señales costosas. En resumen, el principio de la desventaja se refiere a la idea de que las señales costosas son indicadores confiables de la calidad y la aptitud biológica de un animal.�Zahavi, Avishag (1997). The handicap principle: a missing piece of Darwin's puzzle
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Resumen
La Minería Bitcoin sirve ara:
red Bitcoin y mantenerla sincronizada.
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Gracias!
¿Preguntas?
Pueden encontrarme Tw @jdrangosch, YT @Julian Drangosch juliandrangsch@gmail.com
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