Esplorando gli algoritmi di mining delle criptovalute: la corsa all'oro digitale da Bitcoin a Dogecoin

Titolo originale dell'articolo: "Demistificare gli algoritmi di mining delle criptovalute: Il codice della 'corsa all'oro digitale' da Bitcoin a Dogecoin"

Fonte originale: Dr. Chai's Crypto

Oggi approfondiremo il "motore centrale" del mining: l'algoritmo di mining. Cos'è un algoritmo di mining? Perché i metodi di mining di Bitcoin, Dogecoin e Litecoin sono così diversi? Come possono i principianti scegliere l'algoritmo giusto per il mining? Questo articolo svelerà i segreti di questa "corsa all'oro digitale" con un linguaggio semplice, portandoti da zero nel mondo degli algoritmi!

01 Cos'è un algoritmo di mining? Il "rompicapo matematico" della blockchain

Un algoritmo di mining è la regola fondamentale di una rete di criptovalute, un insieme di istruzioni matematiche complesse che guidano i miner a validare le transazioni, generare nuovi blocchi e mantenere la sicurezza della blockchain. In parole semplici, è come un "super problema matematico" che richiede potenza di calcolo per essere risolto. I miner che risolvono con successo il rompicapo ricevono ricompense in criptovaluta (come Bitcoin, Dogecoin).

>  Analogia quotidiana

Immagina l'algoritmo di mining come una serratura e l'hardware del miner come la chiave. La serratura di Bitcoin (algoritmo di hashing crittografico SHA-256) richiede una chiave specializzata e super potente (ASIC miner). Algoritmi diversi determinano quali strumenti ti servono, quanto costa e quanto "oro" puoi guadagnare.

>  Utilizzi principali dell'algoritmo

· Verifica delle transazioni: Garantisce che ogni transazione sia valida, prevenendo la doppia spesa.

· Generazione di blocchi: Raggruppa le transazioni in blocchi e li aggiunge al registro della blockchain.

· Meccanismo di ricompensa: I miner che risolvono il rompicapo ricevono nuove monete e commissioni di transazione.

· Sicurezza della rete: La complessità dell'algoritmo rende estremamente costoso attaccare la rete, garantendo la decentralizzazione.

02 Perché esistono diversi algoritmi di mining?

Dalla nascita di Bitcoin nel 2009, l'industria delle criptovalute si è sviluppata rapidamente, portando a vari algoritmi di mining. Perché esistono così tanti algoritmi? Le ragioni principali sono tre:

· Compatibilità hardware: Algoritmi diversi hanno requisiti hardware diversi. Ad esempio, SHA-256 è adatto agli ASIC miner, mentre Scrypt ed Ethash sono più compatibili con GPU o CPU, abbassando la barriera d'ingresso per le persone comuni.

· Decentralizzazione e sicurezza: Il design dell'algoritmo influenza la centralizzazione della potenza di calcolo. Gli algoritmi resistenti agli ASIC (come Scrypt) incoraggiano una maggiore partecipazione, impedendo a pochi grandi mining pool di monopolizzare la rete.

· Unicità del progetto: Un nuovo algoritmo può aiutare un progetto a distinguersi. Ad esempio, l'algoritmo Scrypt utilizzato da Dogecoin e Litecoin ha migliorato la sicurezza della rete tramite il merged mining, attirando più miner.

03 Analisi degli algoritmi di mining più diffusi: Bitcoin, Dogecoin e altri

Attualmente, le criptovalute utilizzano vari algoritmi di mining, ciascuno con requisiti hardware e esperienze di mining unici. Ecco quattro algoritmi comuni, con particolare attenzione a SHA-256 di Bitcoin, Scrypt di Dogecoin/Litecoin e una breve menzione di altri algoritmi.

1 SHA-256: Il "super problema difficile" di Bitcoin

>  Introduzione

SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit) è l'algoritmo proof-of-work (PoW) utilizzato da Bitcoin, progettato dalla National Security Agency (NSA) degli Stati Uniti. Richiede ai miner di calcolare un valore hash a 256 bit per trovare un risultato che soddisfi il requisito di difficoltà (inizia con più zeri).

>  Caratteristiche

· Elevata richiesta di potenza di calcolo: La potenza di calcolo totale della rete sarà di circa 859,01 EH/s entro il 2025 (85,9 miliardi di miliardi di hash al secondo).

· Hardware specializzato: Richiede ASIC miner (dispositivi progettati specificamente per SHA-256).

· Tempo di blocco: Circa 10 minuti

>  Criptovalute supportate

· Bitcoin (BTC)

· Bitcoin Cash (BCH)

>  Pro e contro

· Pro: Sicurezza estremamente elevata, costo di attacco significativo; alta riconoscibilità di Bitcoin sul mercato, valore relativamente stabile nel lungo termine.

· Contro: ASIC miner costosi, elevato consumo energetico

>  Adatto a

Grandi miner professionali o grandi mining farm con elettricità a basso costo.

2 Scrypt: L'algoritmo "amichevole per i principianti" di Dogecoin e Litecoin

>  Introduzione

Scrypt è un algoritmo memory-hard originariamente progettato per essere resistente agli ASIC. Richiede una grande quantità di memoria per eseguire l'hashing, riducendo la dipendenza dalla pura potenza di calcolo.

>  Caratteristiche

· Elevata richiesta di memoria: Rispetto a SHA-256, Scrypt si basa maggiormente sulla memoria che sulla pura potenza di calcolo.

· Tempo di blocco veloce: Litecoin circa 2,5 minuti, Dogecoin circa 1 minuto.

· Merged mining: Dogecoin può essere minato contemporaneamente a Litecoin per aumentare le ricompense.

>  Criptovalute supportate

· Litecoin (LTC)

· Dogecoin (DOGE)

>  Pro e contro

· Pro: Bassa barriera d'ingresso, le GPU possono partecipare; generazione di blocchi veloce, ricompense frequenti; merged mining per aumentare i guadagni.

· Contro: Gli ASIC stanno gradualmente entrando nel mining Scrypt, la competitività delle GPU sta diminuendo; elevata volatilità del prezzo delle monete.

>  Pubblico adatto

Principianti con budget limitato o utenti interessati a provare Dogecoin/Litecoin.

3 Ethash: Il "paradiso delle GPU" di Ethereum Classic

>  Introduzione

Ethash è l'algoritmo PoW utilizzato da Ethereum Classic (ETC), progettato per essere memory-hard e resistente agli ASIC, richiedendo l'hashing di un set di dati dinamico (DAG, circa 6GB).

>  Caratteristiche

· Dipendenza dalla memoria: La dimensione del DAG cresce nel tempo, raggiungendo circa 6-8GB entro il 2025.

· Hardware: Le GPU sono lo standard, l'efficienza degli ASIC è bassa.

· Tempo di blocco: Circa 15 secondi.

>  Criptovaluta supportata

Ethereum Classic (ETC)

>  Pro e contro

· Pro: Resistente agli ASIC, adatto al mining con GPU; alto livello di decentralizzazione.

· Contro: Profitti inferiori, richiede GPU ad alte prestazioni; la crescita del DAG aumenta i requisiti hardware.

>  Pubblico target

Utenti con schede grafiche ad alte prestazioni che vogliono provare il mining non-Bitcoin.

4 Altri algoritmi

· Equihash (Zcash): Richiede molta memoria, resistente agli ASIC, adatto al mining con GPU, enfatizza la protezione della privacy.

· RandomX (Monero): Favorisce la CPU, resistente agli ASIC, incoraggia la partecipazione dei computer comuni, mantiene la decentralizzazione.

· X11 (Dash): Combina 11 diverse funzioni hash, efficiente dal punto di vista energetico e sicuro, supporta GPU e ASIC specializzati.

Tabella: Confronto tra gli algoritmi di mining più diffusi

Nota: I requisiti hardware e i tempi di blocco possono variare leggermente a causa delle dinamiche della rete. Litecoin e Dash sono stati inizialmente minati con GPU ma sono stati infine sostituiti dagli ASIC, rendendo le GPU in gran parte non competitive.

04 Tendenze future degli algoritmi di mining

L'evoluzione degli algoritmi di mining non è solo vincolata ai progressi tecnologici, ma anche ai costi energetici, alle politiche ambientali e ai principi di decentralizzazione. Sullo sfondo dell'accelerazione della distribuzione globale dell'hashrate, delle tecnologie iterative di produzione dei chip e della diversificazione dell'ecosistema blockchain, le tendenze future degli algoritmi di mining potrebbero evolversi nelle seguenti direzioni:

>  Algoritmi più efficienti e adattamento hardware

Con l'avanzamento della produzione di chip nell'era dei 3nm o addirittura 2nm, i futuri algoritmi di mining si concentreranno maggiormente sull'abbinamento delle prestazioni hardware con l'efficienza energetica. Nuovi algoritmi potrebbero ridurre i calcoli ridondanti, aumentare la potenza di hash per watt senza compromettere la sicurezza, estendere la durata dell'hardware e alleviare la pressione sul deprezzamento delle apparecchiature.

>  Design resistente agli ASIC e ottimizzazione della distribuzione della potenza di mining

Per prevenire una concentrazione eccessiva della potenza di hash nelle grandi mining farm, più progetti potrebbero adottare algoritmi favorevoli a CPU o GPU. Ad esempio, l'algoritmo RandomX di Monero può sfruttare appieno la cache e il set di istruzioni dei processori generici, annullando quasi i vantaggi degli ASIC.

In futuro, potrebbero essere introdotti algoritmi dinamici (come aggiustamenti periodici della funzione hash o dei requisiti di memoria) per sopprimere la fattibilità economica dello sviluppo di ASIC, consentendo ai miner individuali di partecipare più a lungo.

>  Green mining e obiettivi di neutralità carbonica

Entro il 2024, si prevede che circa il 54% dell'hashrate globale di Bitcoin utilizzerà fonti di energia rinnovabile (fonte: Bitcoin Mining Council), ma il consumo energetico continua a ricevere critiche esterne.

I nuovi algoritmi potrebbero essere più compatibili con fonti di energia intermittenti (come eolico o solare) e potrebbero essere integrati con sistemi di programmazione intelligente. Questo aumenterebbe automaticamente l'hashrate quando l'energia rinnovabile è abbondante e lo ridurrebbe nei periodi di bassa disponibilità, riducendo così l'impronta di carbonio e abbassando i costi dell'elettricità.

>  Bilanciare PoW e PoS

Nel settembre 2022, Ethereum ha completato il suo "merge" passando a PoS, con una riduzione di oltre il 99,95% del consumo energetico annuo, suscitando l'interesse di vari progetti per il PoS.

Tuttavia, il PoW mantiene ancora vantaggi unici in termini di sicurezza, assenza di fiducia e resistenza alla censura. Pertanto, una tendenza futura potrebbe essere rappresentata da meccanismi di consenso ibridi (come PoW+PoS o PoW+PoA) per bilanciare decentralizzazione ed efficienza energetica.

Scegliere il giusto algoritmo di "prospezione digitale"

L'algoritmo di mining funge da "codice matematico" del mondo delle criptovalute, determinando la soglia di mining, i costi e le ricompense. Algoritmi diversi hanno requisiti diversi per potenza di hash, consumo energetico e prestazioni hardware, influenzando così la redditività del mining.

L'algoritmo SHA-256 utilizzato da Bitcoin attira miner professionali grazie alla sua elevata sicurezza e alle ricompense. Tuttavia, richiede ASIC miner costosi e prezzi dell'elettricità bassi, rendendolo meno accessibile ai miner piccoli e medi. L'algoritmo Scrypt utilizzato da Dogecoin e Litecoin offre ai principianti un'opportunità di "prospezione" a basso ingresso, poiché può essere minato con GPU. Algoritmi come Ethash e RandomX sono progettati per essere resistenti agli ASIC, con l'obiettivo di attrarre più partecipanti e promuovere la decentralizzazione.

Che tu stia affrontando il "super problema difficile" di Bitcoin o esplorando la "ricchezza meme" di Dogecoin, comprendere gli algoritmi di mining è il primo passo verso il successo.