Nell’odierno panorama minerario altamente competitivo, i minatori indipendenti su piccola scala, noti anche come minatori solisti, non hanno praticamente alcuna possibilità realistica di successo. La probabilità di trovare un blocco e guadagnare abbastanza da coprire i costi di elettricità e hardware è estremamente bassa, rendendo il mining in solitario poco diverso dall’acquisto di un biglietto della lotteria. Persino i più potenti miner ASIC di livello consumer non possono competere con le grandi mining farm commerciali che gestiscono decine di migliaia di chip in enormi strutture server situate vicino a fonti energetiche a basso costo come le centrali idroelettriche.
Di conseguenza, i minatori collaborano sempre più unendosi ai pool minerari. In un pool minerario, la potenza di calcolo di migliaia di partecipanti viene combinata e i premi vengono condivisi tra loro. Partecipando a un pool, i miner guadagnano solo una parte della ricompensa totale, ma di solito ricevono pagamenti su base regolare, spesso giornaliera, il che riduce significativamente l’incertezza.
Considera un esempio specifico. Supponiamo che un minatore acquisti una macchina in grado di produrre 6.000 GH/s di potenza di hashing, o 6 TH/s. Nell’agosto 2014, un dispositivo del genere potrebbe costare circa 10.000 dollari. Funziona a 3 kilowatt (kW), utilizza 72 kilowattora di elettricità al giorno e costa circa 7-8 dollari al giorno in elettricità. Alla difficoltà della rete Bitcoin di quel tempo, questo minatore poteva aspettarsi di trovare un blocco attraverso il mining in solitario solo una volta ogni 155 giorni, o in media circa ogni cinque mesi. Se il minatore riuscisse durante quel periodo, la ricompensa sarebbe di 25 bitcoin. Ad un prezzo bitcoin di circa 600 dollari, quella ricompensa varrebbe 15.000 dollari. Ciò coprirebbe il costo dell’hardware e dell’elettricità nel periodo e lascerebbe un profitto netto di circa $ 3.000.
Tuttavia, il fatto che il minatore trovi effettivamente un blocco entro questi cinque mesi dipende in gran parte dalla fortuna. Il minatore potrebbe trovare due blocchi e guadagnare un profitto sostanziale, oppure potrebbe trascorrere dieci mesi senza trovare alcun blocco e subire una perdita finanziaria. A peggiorare le cose, la difficoltà di proof-of-work di Bitcoin potrebbe aumentare in modo significativo durante quel periodo. Dato il rapido ritmo di miglioramento dell’hardware di mining, un minatore potrebbe non avere più di sei mesi per recuperare l’investimento prima che l’attrezzatura venga sostituita da una generazione di macchine più nuova e più efficiente.
Se lo stesso minatore si unisse a un pool minerario invece di aspettare un possibile grande pagamento una volta ogni cinque mesi, il minatore potrebbe guadagnare dai 500 ai 700 dollari a settimana. Questo reddito costante aiuta a distribuire nel tempo il costo dell’elettricità e dell’hardware, riducendo la necessità di assumersi importanti rischi finanziari. Dopo sette-nove mesi, l’hardware potrebbe ancora diventare obsoleto e il rischio complessivo potrebbe rimanere elevato, ma almeno il reddito durante quel periodo è più regolare e prevedibile.
I pool minerari coordinano gli sforzi di centinaia o addirittura migliaia di minatori attraverso un protocollo di mining dedicato. Dopo aver registrato un account con il pool, ciascun minatore configura la propria macchina mineraria per connettersi al server del pool. Durante il mining, il dispositivo rimane connesso al server e sincronizza il proprio lavoro con quello degli altri partecipanti. In questo modo, i minatori del pool si dividono il lavoro di mining e successivamente si dividono i guadagni.
Quando un blocco viene estratto con successo, la ricompensa per il blocco viene pagata all’indirizzo bitcoin del pool anziché a un singolo minatore. Una volta che la ricompensa accumulata da un minatore raggiunge una soglia specifica, il server del pool invia un pagamento all’indirizzo bitcoin di quel minatore a intervalli regolari. Nella maggior parte dei casi, il gestore della piscina addebita una commissione percentuale per la fornitura di questo servizio.
I minatori in un pool condividono il lavoro di ricerca dei blocchi candidati e ricevono “condivisioni” in base alla quantità di lavoro che contribuiscono. Per calcolare queste quote, i pool minerari fissano un obiettivo di difficoltà molto più basso rispetto all’effettiva difficoltà della rete Bitcoin, in genere più di 1.000 volte più semplice. Quando qualcuno nel pool trova un blocco valido, il pool riceve la ricompensa e la distribuisce tra tutti i minatori partecipanti in proporzione al numero di azioni inviate.
I pool minerari sono aperti a tutti i minatori, grandi o piccoli, professionisti o dilettanti. Alcuni partecipanti possono gestire solo un singolo piccolo dispositivo di mining, mentre altri possono gestire un garage pieno di hardware avanzato. Alcuni potrebbero consumare solo poche decine di kilowatt di elettricità, mentre altri potrebbero utilizzare interi data center che assorbono megawatt di energia. La sfida, quindi, è come misurare equamente il contributo di ciascun minatore, prevenendo allo stesso tempo gli imbrogli.
La soluzione è utilizzare lo stesso algoritmo proof-of-work di Bitcoin, ma con una soglia di difficoltà inferiore. Ciò consente al pool di misurare il contributo di ciascun minatore in modo equo e verificabile. Anche il minatore più piccolo del pool può guadagnare regolarmente alcune azioni, il che fornisce un incentivo sufficiente per partecipare. Riducendo la difficoltà richiesta per guadagnare una quota, il pool può stimare la quantità di lavoro svolto da ciascun minatore. Ogni volta che un minatore trova un hash dell'intestazione del blocco al di sotto della difficoltà target del pool, tale risultato dimostra che il minatore ha completato una quantità misurabile di lavoro computazionale.
Ancora più importante, questo lavoro svolto per guadagnare quote fornisce un modo statisticamente significativo per stimare i progressi verso la ricerca di un blocco Bitcoin valido per la rete nel suo insieme. Migliaia di minatori, ciascuno dei quali effettua ricerche in intervalli più piccoli di valori hash, possono produrre collettivamente un risultato che soddisfa l'intero obiettivo di difficoltà della rete Bitcoin.
Per usare un'analogia con il gioco dei dadi, immagina che l'obiettivo del gioco complessivo sia quello di lanciare un numero inferiore a 4. Ciò rappresenta la difficoltà completa della rete. Un pool minerario può creare un obiettivo intermedio più semplice contando ogni tiro inferiore a 8. I tiri inferiori a 8 non vincono la partita, ma contano come azioni. Poiché questo obiettivo più semplice viene raggiunto più spesso, i giocatori guadagnano quote regolarmente anche se raramente raggiungono l’obiettivo più difficile richiesto per vincere il gioco stesso.
Occasionalmente, qualcuno nel pool otterrà un risultato inferiore a 4, e quindi il pool vince. Il premio può quindi essere distribuito in base al numero di azioni guadagnate da ciascun partecipante. Anche se ottenere un risultato inferiore a 8 non significa di per sé vincere la partita, fornisce un modo equo per misurare il contributo di ciascun giocatore e talvolta produce anche un risultato vincente.
Allo stesso modo, un pool minerario imposta la sua difficoltà interna in modo che un singolo minatore possa trovare un hash di intestazione del blocco che soddisfi l’obiettivo del pool abbastanza frequentemente da guadagnare azioni. Di tanto in tanto, uno di questi tentativi raggiungerà anche l’obiettivo molto più difficile della rete Bitcoin, producendo un blocco valido. Quando ciò accade, vince l’intero pool.