I pool sono gruppi di singoli minatori che collaborano per aumentare le possibilità di trovare blocchi validi e quindi ricevere ricompense più regolari. Ma sai davvero come funzionano questi pool di mining di Bitcoin? In questo articolo, studiamo in dettaglio i loro meccanismi, i loro protocolli di comunicazione e i metodi utilizzati per calcolare la remunerazione stabilita sulle azioni.
Come funziona il mining di Bitcoin?
Il mining di bitcoin è l'atto di partecipare al processo di proof-of-work (Proof of Work), un meccanismo che consente la resistenza di fronte agli attacchi di Sybil.
Quando una transazione viene creata e firmata da un utente, viene prima trasmessa ai nodi che la conservano nei loro mempool. Queste transazioni in sospeso vengono quindi raggruppate in blocchi candidati dai minatori. La prova del lavoro è trovare un valore modificabile chiamato» Nunzio » nell'intestazione del blocco che, una volta passato a una funzione matematica casuale (SHA256d), fornisce un risultato inferiore a un numero target.
Questo obiettivo viene modificato ogni 2016 blocchi, circa ogni due settimane, e quindi modifica la difficoltà per minare un blocco valido. Questo aggiustamento mira a mantenere il tempo medio di convalida di un blocco a circa 10 minuti, a seconda dell'evoluzione della potenza di calcolo della rete Bitcoin. Se ci sono più minatori e i blocchi vengono trovati troppo velocemente, la difficoltà aumenta. Viceversa, se la rete perde potenza di calcolo, la difficoltà diminuisce.
I minori sono incoraggiati a partecipare alla rete attraverso premi. Quando trovi un blocco valido, ricevi una ricompensa costituita dalla concessione del blocco (la creazione di nuovi bitcoin) e dalle commissioni di transazione incluse nel blocco.
Sebbene in teoria sia possibile minare con qualsiasi computer, l'aumento della potenza di calcolo su Bitcoin ha reso questo metodo obsoleto. Oggi, per avere una ragionevole possibilità di trovare un blocco valido, è necessario utilizzare chip appositamente progettati per questo compito, in grado di eseguire rapidamente la funzione SHA256d. Queste macchine specializzate sono note come ASIC (Circuiti integrati specifici per l'applicazione).
Cos'è un pool minerario?
Un mining pool è un gruppo di singoli minatori che combinano la loro potenza di calcolo per collaborare alla ricerca di blocchi validi. Di fronte alla crescente difficoltà del mining, è diventato sempre più improbabile che un singolo minatore trovi un blocco e riceva ricompense regolarmente. I pool minerari offrono una soluzione a questo problema.
I minatori all'interno di un pool condividono le proprie risorse per cercare collettivamente una prova di lavoro valida. Quando un blocco viene trovato nel pool, la ricompensa, costituita da bitcoin appena creati e commissioni di transazione, viene distribuita tra i membri. Questa distribuzione è proporzionale alla potenza di calcolo che ciascun minore ha contribuito al gruppo.
Questa collaborazione consente ai minatori di aumentare le possibilità di trovare blocchi, il che garantisce loro guadagni più regolari e prevedibili rispetto al mining individuale. In effetti, il funzionamento di un ASIC comporta costi operativi, dovuti principalmente al consumo energetico del dispositivo, che funziona in modo continuo. Per un miner solitario, che ha una potenza di calcolo ridotta rispetto al resto della rete Bitcoin, scoprire blocchi validi può essere estremamente sporadico. Si dice che la sua varianza sia in aumento. Avrà quindi entrate molto casuali a fronte di spese regolari. Entrando a far parte di un pool minerario, che trova blocchi più frequentemente grazie alla sua potenza di calcolo condivisa, il miner sarà in grado di ridurre la sua varianza e quindi di regolare le sue entrate. Avrà quindi una migliore visibilità sulla gestione della sua attività e sarà in grado di migliorare il suo flusso di cassa.
In francese, si potrebbe tradurre «pool minerario» con «cooperativa mineraria», ma pochissime persone usano questo termine.
Qual è la differenza con una miniera?
Attenzione, i pool minerari non devono essere confusi con le mining farm. Un pool, come abbiamo appena visto, è un gruppo di singoli minatori che uniscono la propria potenza di calcolo per aumentare le possibilità di trovare blocchi. Una mining farm, invece, è un'installazione fisica in cui numerose macchine minerarie (ASIC) sono raggruppate sotto lo stesso operatore.
La mining farm mira a ottimizzare tutti i costi operativi realizzando economie di scala nella gestione, manutenzione, raffreddamento e consumo energetico delle macchine. Al contrario, gli ASIC di un pool minerario sono sparsi in tutto il mondo e appartengono a individui diversi, poiché sono solo un collettivo virtuale di risorse condivise. Inoltre, le aziende agricole possono far parte di un pool minerario.
Come funzionano i mining pool?
Un pool di mining è costituito da un server centrale che coordina il lavoro dei minatori e comunica con la rete Bitcoin. Il server fornisce ai singoli minori quelli che vengono chiamati» Blocca modelli » contenente le informazioni necessarie per creare un nuovo blocco candidato (le transazioni da includere e l'intestazione del blocco). Una volta ricevuto il modello di blocco, il singolo miner inizia a cercare una valida prova di lavoro modificando il nonce e passando l'intestazione nella funzione hash.
Per ottimizzare le comunicazioni tra ciascuna parte e quindi aumentare la loro redditività, i pool di mining utilizzano generalmente un protocollo di rete sovrapposto alla rete Bitcoin chiamato Stratum. Stratum è stato creato alla fine del 2011 da Marek Palatinus (alias «Slush»), il fondatore del primissimo pool di mining chiamato Slush Pool, ora ribattezzato Braiins. Stratum è venuto a sostituire il vecchio protocollo Getwork, che allora era obsoleto. È importante capire che Stratum non è integrato come standard in Bitcoin, ma si è affermato come il gold standard per il mining da oltre un decennio. La sua seconda versione, Stratum V2, è attualmente in fase di sviluppo.
In realtà, nei pool, i singoli miner non cercano un hash inferiore all'obiettivo di difficoltà di Bitcoin. In una seconda fase, infatti, il pool deve essere in grado di determinare il tasso di partecipazione di ciascun minore per un determinato periodo di tempo. I minatori che hanno fornito molta potenza di calcolo al pool dovrebbero essere ricompensati più di quelli che ne hanno forniti di meno. Il problema che si pone è quello del calcolo di questa partecipazione.
Un metodo ingenuo sarebbe chiedere ai minatori di inviare tutti gli hash calcolati al pool, indipendentemente dal fatto che soddisfino i criteri di difficoltà, per dimostrare il loro lavoro. Tuttavia, se il pool ricalcolasse questi hash per confermarne la veridicità, ciò comporterebbe una duplicazione del lavoro, vanificando l'efficacia dell'operazione poiché il pool si ritroverebbe a ripetere tutto il lavoro che i miner hanno già svolto.
Per risolvere questo problema, i pool minerari hanno implementato il concetto di «azioni». Un'azione, o azione in francese, è un'unità utilizzata per misurare il contributo di ciascun minore all'interno del pool. Una quota è semplicemente un hash del blocco candidato che soddisfa un obiettivo di difficoltà più elevato rispetto all'obiettivo di difficoltà reale di Bitcoin.
Per comprendere appieno questo principio, facciamo un'analogia. Immagina un dado con 20 facce. Su Bitcoin, immaginiamo di dover tirare meno di 3 con questo dado per convalidare un blocco. In questo contesto, il mining pool potrebbe dire che la difficoltà dello share è 10. Pertanto, per un singolo minatore in questo pool, ogni lancio di dadi che dà un risultato inferiore a 10 vale come quota valida, anche se non si tratta necessariamente di un blocco valido.
Per ogni hash del blocco candidato eseguito da un singolo miner, possono esserci quindi 3 possibili esiti:
Se l'hash supera l'obiettivo di difficoltà dell'azione, è inutile e non produce nulla. Il minore cambia il nunzio e tenta nuovamente la fortuna;
Se l'hash è inferiore all'obiettivo della condivisione, ma superiore a quello di Bitcoin, viene accettato come quota valida;
Se l'hash è inferiore all'obiettivo di Bitcoin, viene accettato come blocco valido e condivisione valida.
Tutte le azioni valide trovate da un singolo miner vengono passate al pool, anche se non corrispondono a un risultato valido per un blocco su Bitcoin. Questo sistema consente quindi ai pool di misurare il lavoro svolto da ciascun miner, senza dover ricalcolare singolarmente tutti gli hash di tutti i miner. Il pool controlla solo gli hash inferiori a un determinato obiettivo, al fine di limitare il numero di controlli richiesti. Pertanto, a volte si dice che i singoli minatori di un pool non sono più minatori, ma semplicemente diventano «elicotteri».
Il pool regolerà la difficoltà della condivisione in base a ogni singolo miner, per bilanciare il carico di verifica e garantire che tutti i miner, indipendentemente dal loro hashrate, inviino condivisioni a intervalli regolari. Ciò consente di misurare con precisione l'hashrate di ogni miner e distribuire i premi di conseguenza.
Esistono poi diversi metodi per calcolare la remunerazione dei minori in base alle azioni presentate al pool. Ogni metodo ha le sue specificità e influenza la distribuzione degli utili in modo diverso. Ecco i più comuni:
PPS (Pagamento per azione): i minatori vengono pagati per ogni quota valida inviata, indipendentemente dal fatto che il pool trovi o meno un blocco valido;
FPS (Pagamento completo per azione): simile al PPS, ma include anche una parte della ricompensa per i blocchi trovati. Ciò aumenta la remunerazione dei minori in caso di aumento del mercato delle commissioni;
PIANI (Pagamento per ultime N azioni): premia i minatori in base al loro contributo in azioni in un determinato periodo di tempo. I pagamenti vengono effettuati solo quando il pool trova un blocco, il che favorisce i miner fedeli al pool e attivi a lungo termine;
SCORE o BPM (Estrazione in pool di Bitcoin): pesa le azioni in base a quando sono state presentate. Le azioni presentate alla fine del ciclo minerario sono più preziose, il che incoraggia i minatori a rimanere nel pool;
MAREA (Indice trasparente di azioni estese distinte): introdotto da Ocean pool nel 2023, questo metodo distribuisce i premi in base a una percentuale ponderata del lavoro dedicato alle azioni scoperte di recente.
Ma ci sono anche molti altri metodi meno noti di calcolo della remunerazione:
PLNSG (Pagamento per le ultime N azioni raggruppate): funziona come PPLNS, ma raggruppando le azioni in team, che vengono poi pagati insieme;
PUNTELLO (Proporzionale): La ricompensa ottenuta dal pool viene distribuita in proporzione alle azioni inviate da ciascun miner dall'ultimo blocco trovato;
BELLO (Pagamento massimo condiviso per azione): variante del PPS che limita i pagamenti a non superare mai il reddito del pool, al fine di mantenerne l'equilibrio finanziario;
RAMPOLLI (Retribuzione massima condivisa recente): Simile all'SMPPS ma con priorità data ai minori che hanno contribuito di recente;
BARATTOLO (Pagamento in base all'obiettivo): ricompensa per ogni azione presentata da un minore in base alla difficoltà di questa specifica azione, il che implica una maggiore varianza del reddito per il minore...
Quali sono i più grandi pool di mining di Bitcoin?
Secondo il sito mempool.space, l'hash rate totale della rete Bitcoin è attualmente di circa 600 EH/s, ovvero 600 trilioni di hash al secondo.
Dall'inizio del 2024, più della metà dei blocchi estratti sono stati condivisi tra i 2 giganti Foundry USA (29%) e AntPool (25%). Altri grandi pool minerari includono ViaBTC (13%) e F2Pool (12%). Gli altri pool sono molto più piccoli:
I mining pool consentono ai singoli miner di regolare i propri guadagni riducendo l'intervallo tra ciascuna remunerazione e riducendo il rischio di non trovare un blocco grazie alla condivisione della potenza di calcolo.
La partecipazione di ogni miner viene calcolata in base alle azioni, blocchi che hanno una prova di lavoro che soddisfa un obiettivo meno difficile rispetto al vero obiettivo di Bitcoin. A seconda del numero di azioni inviate da ciascun minore, la loro remunerazione viene calcolata secondo il metodo scelto (PPS, FPPS, PPLNS...).
Secondo Eric Voskuil, nel suo libro Criptoeconomia, le dinamiche economiche alla base del protocollo Bitcoin favoriscono naturalmente una concentrazione del potere di hashing. Le economie di scala e il bonus di prossimità inducono i miner a raggrupparsi in grandi aziende agricole, mentre la varianza delle ricompense in blocchi li incoraggia a formare pool. Sebbene i miner possano tecnicamente cambiare pool disconnettendo il proprio hardware per ricollegarlo altrove, sono generalmente incoraggiati a rimanere all'interno dei pool più grandi. Questa tendenza potrebbe portare gradualmente alla centralizzazione del mining di Bitcoin. Non vi è alcun incentivo economico per impedirlo. Questo è un difetto naturale di Bitcoin, ma alla fine potrebbe essere corretto a livello di protocollo.
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