La red Bitcoin está programada para crear un nuevo bloque cada diez minutos, en promedio, y añadirlo a la cadena de bloques, que consta de cientos de miles de bloques desde su creación en 2009.
Un nuevo bloque es producido por un minero de Bitcoin (un ordenador especializado) que resuelve un rompecabezas criptográfico que el bloque anterior creó, y el minero puede empaquetar miles de transacciones de Bitcoin actualmente en la cola, en ese bloque. Así es como se liquidan las transacciones. La red está programada para que el tiempo medio de los bloques sea de diez minutos, lo que significa que cada diez minutos se añade a la cadena de bloques un bloque de miles de transacciones.
Si los mineros abandonan la red y los nuevos bloques empiezan a tardar una media de más de diez minutos en producirse, la red se programa automáticamente para facilitar el rompecabezas en una cantidad cuantificada, de modo que los bloques vuelvan a tener una media de diez minutos. Del mismo modo, si muchos mineros se unen a la red y los bloques se añaden a la cadena de bloques más rápido que cada diez minutos de media, la red hará el puzzle más difícil. Esto se conoce como “ajuste de dificultad”, y es uno de los principales retos de programación que Satoshi Nakamoto resolvió para que la red funcionara correctamente.
Así que, en cualquier momento, hay millones de máquinas de minería de bitcoins en todo el mundo tratando de resolver el rompecabezas y crear el siguiente bloque, y hay un mecanismo de retroalimentación natural para asegurar que los bloques se crean en promedio cada diez minutos, sin importar cuántos mineros están en la red.
Recientemente vimos que en la primera mitad de 2021 China prohibió la minería de criptomonedas, y aproximadamente la mitad de la red se desconectó y comenzó a trasladarse a otro lugar. La red de pagos de Bitcoin se ralentizó brevemente, pero por lo demás siguió funcionando al 100%. El ajuste de la dificultad se puso en marcha y devolvió a la red a su velocidad objetivo. Imagínese que a Amazon se le comunicara con una semana de antelación que tenía que trasladar la mitad de su capacidad de servidores de forma intermitente; probablemente experimentaría problemas de tiempo de actividad para sus servicios durante el resto del año mientras trasladaba y reconstruía la mitad del sistema.
Si un minero crea un bloque no válido, es decir, que no se ajusta a las reglas de consenso de la red de nodos, la red lo descarta. Si dos mineros producen un bloque válido más o menos al mismo tiempo, el ganador se decidirá por el que el resto de la red encuentre primero y haga que se produzca otro bloque y se añada a él, convirtiéndose en la cadena de bloques más larga (y por tanto oficial).
Este proceso se conoce como “prueba de trabajo” (proof-of-work). Millones de máquinas utilizan la electricidad para aplicar su capacidad de procesamiento a la resolución de los rompecabezas criptográficos que deja el bloque más reciente. Esto puede parecer un desperdicio de energía, pero es lo que mantiene el sistema descentralizado. El trabajo es el árbitro de la verdad, en este caso. No hay una autoridad central que decida qué constituye un bloque válido o un conjunto válido de transacciones; la cadena de bloques más larga es verificable en cualquier momento, y es reconocida como verdadera por el resto de la red basándose en el código. La cadena de bloques más larga es la que tiene más trabajo, y la que también cumple con los criterios de consenso que la red de nodos comprueba.
Cuanta más energía utiliza la red de Bitcoin, más segura es contra la mayoría de los tipos de ataques. Muchas de las pequeñas cadenas de bloques que no son de Bitcoin han sido víctimas de ataques del 51%, en los que una sola entidad se hace con el control temporal o permanente de más del 51% de la potencia de procesamiento de la red, y utiliza esa mayoría de la potencia de procesamiento para reorganizar bloques y realizar transacciones de doble gasto (lo que es esencialmente un robo).
Este gráfico, por ejemplo, muestra la potencia de procesamiento de la red de Bitcoin en comparación con la potencia de procesamiento de algunos de sus imitadores de la bifurcación dura:
Ambas cadenas de bloques sólo tienen entre el 1 y el 2% o menos de la potencia total de procesamiento de la red Bitcoin, y han sido golpeadas por reorgs de bloques maliciosos. De hecho, si sólo el 2% de los mineros de bitcoin deciden hacer un ataque del 51% a cualquiera de esas dos bifurcaciones duras, pueden hacerlo. No ocurre lo mismo en la otra dirección, ya que es la red Bitcoin la que tiene una red de mineros y un uso de energía mucho mayor que ellos, por dos órdenes de magnitud.
Ambas cadenas de bloques sólo tienen entre el 1 y el 2% o menos de la potencia total de procesamiento de la red Bitcoin, y han sido golpeadas por reorgs de bloques maliciosos. De hecho, si sólo el 2% de los mineros de bitcoin deciden hacer un ataque del 51% a cualquiera de esas dos bifurcaciones duras, pueden hacerlo. No ocurre lo mismo en la otra dirección, ya que es la red Bitcoin la que tiene una red de mineros y un uso de energía mucho mayor que ellos, por dos órdenes de magnitud.
Esto demuestra la importancia de los efectos de la red [ENG] en la industria de la cadena de bloques, y por qué el uso de energía de Bitcoin la ha mantenido segura de forma única.
Cuando alguien pregunta “¿no se puede copiar Bitcoin?”, la respuesta es “no”. Puedes replicar el código abierto, pero no puedes replicar el hecho de que millones de mineros ASIC están asegurando la red Bitcoin y no tu red copiada, y no puedes replicar el hecho de que miles de desarrolladores están trabajando en mejorar la red Bitcoin cada día en lugar de trabajar en tu red copiada. Y el número de canales abiertos y la liquidez de Lightning tampoco se pueden replicar fácilmente; se tardó años en construirla.
Intentar copiar Bitcoin sería como si yo copiara el contenido de Wikipedia y lo alojara en mi página web. Técnicamente se podría hacer, pero no serviría de mucho. No ganaría el tráfico de la Wikipedia real, porque no tendría los cientos de millones de enlaces que apuntan a ella desde otros sitios web. Y no se actualizaría como la Wikipedia real, porque no hay manera de que pueda convencer a la mayoría de esos editores voluntarios para que vengan a trabajar en mi versión. A no ser que pudiera tener éxito en la hercúlea tarea de convencer a la mayoría de la red para que se pasara a mi versión, siempre sería sólo una sombra de la real con una pequeña fracción del valor.
Lo mismo ocurre si hago una pobre imitación de Twitter o algo así. Podría hacer que se pareciera a Twitter, pero no sería realmente Twitter, lleno de usuarios y desarrolladores.
El Patrón De Escalado Eficiente De Bitcoin
Cuando se creó Bitcoin, se diseñó para que cada diez minutos, cuando un minero produjera un nuevo bloque de transacciones, el minero que lo produjo ganara 50 bitcoins. Después de cuatro años, se programó para que bajara a 25 bitcoins nuevos por bloque. Cuatro años después, era de 12,5 bitcoins por bloque. Cuatro años después, en la era actual, ha bajado a 6,25 bitcoins por bloque.
Este patrón continuará cada cuatro años hasta que la generación de nuevos bitcoins se acerque asimétricamente a cero, y se alcance el límite máximo de 21 millones de bitcoins en algún momento después del año 2100. Los mineros ganarán un número de bitcoins fraccionarios cada vez más pequeño por producir nuevos bloques dentro de unas décadas. De los 21 millones, ya se han creado 18,7 millones de bitcoins.
Sin embargo, los mineros también ganan tasas de transacción. Los remitentes pagan tasas de transacción, denominadas en bitcoins fraccionados, para garantizar que su transacción llegue a la cadena de bloques en el momento oportuno.
En los primeros tiempos, los bloques no solían estar llenos, por lo que las tasas de transacción eran mínimas. Sin embargo, a medida que Bitcoin se fue extendiendo, los bloques se llenaban de forma fiable y las tasas de transacción se convirtieron en una parte pequeña pero más significativa de las tasas de los mineros.
Así pues, Bitcoin era altamente inflacionario al principio, pero tiene una política monetaria cada vez más desinflacionaria hasta que se acerca a la inflacionabilidad total, y su presupuesto de seguridad escala de forma similar. A continuación, se muestra una tabla con la capitalización media del mercado de la red Bitcoin, el gasto anual en seguridad (ingresos totales de los mineros, incluyendo las suscripciones de bloques y las tasas de transacción), y el porcentaje de la capitalización del mercado gastado en seguridad cada año:
Cada año hasta ahora, la red Bitcoin ha gastado más en seguridad que el año anterior, pero siempre ha gastado un porcentaje menor de su capitalización de mercado en seguridad que el año anterior. Esto no es una decisión de ninguna parte centralizada; es una combinación del algoritmo, el valor de la red y las decisiones individuales de los mineros de minar o no.
Eso es lo que los periodistas y otras personas que no entienden el algoritmo a menudo pasan por alto: la disminución de la subvención por bloque. Esto hace que la tasa de inflación de Bitcoin baje, junto con los ingresos de los mineros como porcentaje de la capitalización total del mercado de Bitcoin.
Cualquier analista serio que entienda el algoritmo de Bitcoin estaría más preocupado por la posibilidad de que Bitcoin no utilice un día suficiente energía [ENG] para su seguridad en algún momento en el futuro cuando dependa principalmente de las tasas de transacción, en lugar de utilizar demasiada energía.
Dado que el gasto en seguridad representa los ingresos de los mineros, y los mineros gastan la mayor parte de sus costes en electricidad, ese gasto en seguridad representa el extremo superior de la cantidad de energía que la red Bitcoin está utilizando en términos de dólares. En realidad, es menos que eso, debido a que los mineros suelen obtener beneficios.
Mirando mis propios mineros de bitcoin por ejemplo (tengo algunos alojados a través de Compass Mining), mis costes de electricidad son actualmente alrededor del 20% de mis ingresos de mineros. Esto variará con el tiempo.
A continuación, podemos ver sólo la parte de los ingresos de los mineros que proviene de las tasas de transacción, que es un subconjunto del gráfico anterior:
Podemos ver que las tasas de transacción son una pequeña parte de la capitalización del mercado de Bitcoin cada año. El año más alto en términos porcentuales fue 2017, durante el pico de la burbuja. Desde 2017 se han realizado mejoras en la eficiencia, por lo que incluso en el corazón de la carrera alcista de principios de 2021, la red no volvió a alcanzar esos niveles.
La red Bitcoin está ahora por debajo del 2% de su capitalización de mercado que se gasta en los ingresos de los mineros cada año, incluyendo una fracción del uno por ciento en honorarios. En 2024 habrá otra reducción de la subvención por bloque a la mitad, lo que probablemente hará que los ingresos de los mineros se acerquen al 1% de la capitalización de mercado.
En 2028 habrá otra reducción a la mitad del subsidio a los bloques, y otra más en 2032. A partir de ese momento, la subvención por bloques será tan pequeña que una gran parte de los ingresos de los mineros estará formada por las tasas de transacción, y los ingresos de los mineros serán probablemente inferiores al 1% de la capitalización del mercado, acercándose a un estado estable de entre el 0,25% y el 0,50% de media, dependiendo de los niveles de las tasas.
Dado que no podemos saber con certeza cuál será el estado estable debido a las tasas de transacción variables impulsadas por el mercado, aquí hay una tabla de las posibles capitalizaciones del mercado de Bitcoin a largo plazo (eje vertical) y el gasto anual en seguridad (eje horizontal) en el futuro:
Si Bitcoin no crece por una u otra razón, y se convierte en un proyecto fallido o permanece permanentemente en torno a su capitalización de mercado actual de menos de 1 billón de dólares, sus ingresos de mineros disminuirán significativamente respecto a los niveles actuales a medida que disminuyan las suscripciones de bloques. Para la década de 2030, los ingresos de los mineros de Bitcoin probablemente se situarán en torno al 0,50% de la capitalización de mercado o menos, por lo que la red se quedará estancada en los niveles de gasto energético de 2018 – 2020 o menos.
Si Bitcoin se convierte en un sistema importante, digamos que entre 5 y 10 billones de dólares (representando un precio por moneda de 250 a 500 mil dólares) con cientos de millones de usuarios, entonces, con un coste de seguridad anual del 0,50%, serían entre 25 y 50 mil millones de dólares. Esto supondría el doble o el triple de energía que el bitcoin utilizaba a un ritmo anual en la primera mitad de 2021. Esto representaría aproximadamente el 0,3% del consumo energético mundial.
Si decimos que alcanza un precio exageradamente alto de un millón de dólares por moneda, para una capitalización de mercado críticamente importante de 20 billones de dólares, con miles de millones de usuarios, entonces con un coste de seguridad anual del 0,50%, esto supondría 100.000 millones de dólares, o aproximadamente 6 veces el uso de energía que bitcoin estaba utilizando a una tasa anualizada en la primera mitad de 2021. Esto representaría tal vez el 0,6% del uso global de energía, lo que parece apropiado para una red utilizada por miles de millones de personas para múltiples propósitos, ya que tendría que estar en ese punto para alcanzar un valor tan alto.
En ese punto, sería lo suficientemente grande como para reemplazar la energía utilizada por partes del sistema bancario mundial. Hay decenas de millones de personas trabajando en bancos y empresas de tecnología financiera en todo el mundo. La aplicación de software al dinero en la capa raíz, al igual que en otras industrias, aporta eficiencias y reduce la necesidad de empleo e inmuebles en ciertas partes de la infraestructura heredada, liberando esos recursos humanos y el correspondiente uso de energía para otros fines productivos. En la actualidad, se estima que la red Bitcoin emite menos CO2 que otras cosas en las que no pensamos, como las secadoras o la producción de zinc:
Si el Bitcoin tiene un gran éxito, con billones de dólares de utilidad para los usuarios, podríamos ver que emite una cantidad de CO2 comparable o superior a la producción de zinc, y probablemente inferior a la producción de aluminio. En otras palabras, a pesar de alcanzar una escala masiva y servir a numerosos propósitos, seguiría siendo comparable a otras industrias aleatorias.