Recientemente, muchos en el espacio de las criptomonedas han estado hablando sobre la represión de la minería de criptomonedas en China y la consiguiente caída en la tasa de hash de Bitcoin. Pero, ¿qué es exactamente?
En la primera parte de este artículo, exploramos en detalle qué es la tasa de hash de Bitcoin y presentamos un análisis de los datos relacionados para discutir sus principales características y evolución a lo largo del tiempo. En la segunda parte, nos centramos en el impacto de la tasa de hash de Bitcoin en la rentabilidad de las operaciones de minería de criptomonedas y por qué los mineros deben prestarle mucha atención y posiblemente cubrir el riesgo de la tasa de hash con contratos personalizados o a través de un administrador de activos criptográficos experimentado. Las secciones finales concluyen con puntos clave.
Tasa de Hash de Bitcoin
¿Qué es la Tasa de Hash de Bitcoin ?
La tasa de hash de Bitcoin se refiere al número de hashes calculados por todos los mineros en la red de Bitcoin durante un período de tiempo y se mide en número de hashes por segundo.
Para procesar las transacciones en la cadena de bloques de Bitcoin, los mineros de la red necesitan realizar una gran cantidad de cálculos para validar un bloque en particular. Estos cálculos consisten en calcular hashes en el encabezado de un bloque, y si eso es correcto, el primer minero en hacerlo recibirá una cantidad específica de Bitcoin. Este es un premio creado para incentivar a los mineros a invertir capital en la operación minera y cubrir sus costos fijos y operativos.
Figura 1 Tasa de hash de Bitcoin a lo largo del tiempo (escala logarítmica)
La figura 1 muestra la tasa de hash de Bitcoin a lo largo del tiempo desde 200Como podemos ver, la tasa de hash exhibió una tasa de crecimiento positiva pero decreciente a lo largo de los años. Esto puede deberse a un aumento en el número de competidores profesionales que disminuye los ingresos por ganancias para cada minero individual y hace que la minería sea un negocio menos rentable. Otra razón principal podría deberse al proceso de reducción a la mitad de Bitcoin, que se analiza con más detalle más adelante en este artículo, donde la cantidad de Bitcoin que se entrega a los mineros como premio por validar las transacciones en la cadena de bloques se reduce a la mitad aproximadamente cada 4 años.
¿Cómo se mide la Tasa de Hash de Bitcoin ?
La tasa de hash de Bitcoin se mide en hashes por segundo (H/s). La tasa de hash de Bitcoin actual es de alrededor de 93 EH/s, donde 1 EH es 1018 hashes. Su orden de magnitud depende del número de mineros en la red y la capacidad de cada uno. La tabla 1 a continuación informa algunas unidades de tasa de hash relevantes para la medida de tasa de hash.
Tabla 1 Unidades de medida de la tasa de hash de Bitcoin
| Unidad | Abreviatura | Valor |
|---|---|---|
| Kilo Hash por segundo | kHz | 103 H/s |
| Mega Hash por segundo | Mh/s | 106 H/s |
| Giga Hash por segundo | Gh/s | 109 H/s |
| Tera Hash por segundo | Th/s | 1012 H/s |
| Peta Hash por segundo | Ph/s | 1015 H/s |
| Exa Hash por segundo | Eh/s | 1018 H/s |
Dificultad de Minería
Para determinar si un hash adivinado por un minero es correcto, debe verificar si su valor es menor que un número positivo llamado nonce. El nonce representa la dificultad en la red para validar un bloque. Si el nonce es alto, será más fácil y más probable encontrar un número menor que él, mientras que si es menor, ocurrirá lo contrario.
La dificultad se ajusta cada 2016 bloques (aproximadamente cada 2 semanas) para que el tiempo promedio entre cada bloque se mantenga alrededor de 10 minutos.
La cantidad de Bitcoins que se entrega a los mineros debe ser aproximadamente constante durante un período de tiempo, y la cantidad de mineros es una variable exógena que no se puede controlar, ya que cualquiera puede participar en la minería de criptomonedas en cualquier parte del entorno sin restricciones. Por lo tanto, la red de Bitcoin ajusta automáticamente su dificultad para adivinar el hash correcto cambiando el nonce. Esto se hace durante un número de bloques para que la red pueda identificar un cambio permanente en la cantidad de mineros. Todo el proceso se puede ejemplificar mediante la siguiente fórmula:
Donde:
T = tiempo para procesar 1 bloque en la red de Bitcoin (aproximadamente 10 minutos en promedio)
D = dificultad de la red
H = tasa de hash,
La tasa de hash es proporcional a la cantidad de mineros en la red y la potencia de procesamiento de cada minero. Como podemos ver en la fórmula anterior, cuanto mayor sea la tasa de hash de la red, mayor será la dificultad para mantener constante el tiempo de procesamiento promedio.
Figura 2 Dificultad de la red de Bitcoin a lo largo del tiempo (escala logarítmica)
La figura 2 muestra la dificultad de la red de Bitcoin a lo largo del tiempo. Como se esperaba de la fórmula anterior, es proporcional a la tasa de hash de la red, con una razón de correlación de 0,9Esto se hace para mantener constante el tiempo de verificación promedio.
Tiempos de procesamiento de transacciones de la red de Bitcoin
Figura 3 Tiempo de procesamiento de bloque mediano de la red de Bitcoin
La figura 3 muestra el tiempo medio para procesar un bloque en la cadena de bloques de Bitcoin. Como podemos ver, el promedio a largo plazo es de aproximadamente 10 minutos, como se esperaba. También notamos que hay períodos de tiempo en los que el tiempo de procesamiento es significativamente más largo. Esto se debe a una combinación de múltiples factores, entre los que se encuentran el nivel de congestión en la red debido a un aumento en la cantidad de solicitudes que se deben procesar, una tasa de hash reducida porque algunos mineros pueden estar abandonando la red y una dificultad que aún no se ha ajustado para tener eso en cuenta.
En particular, esto explica el aumento temporal en el tiempo de procesamiento en la red de Bitcoin y la correspondiente disminución en la dificultad después de la reciente represión de la minería de Bitcoin en China. Esto, de hecho, provocó una reducción de alrededor del 50% de la tasa de hash de la red, con el correspondiente cambio en los números anteriores.
Seguridad de la red de Bitcoin
Una tasa de hash más alta debería mejorar la seguridad de la cadena de bloques. De hecho, suponiendo que cada minero tiene una cantidad limitada de capital que puede invertir en su operación minera, la tasa de hash es, por lo tanto, proporcional a la cantidad de mineros. Suponiendo también que estos mineros operan sin colusión, las posibilidades de un ataque del 51% donde un minero puede controlar la red de la cadena de bloques y revertir las transacciones serán menores.
Reducción a la Mitad de Bitcoin
La reducción a la mitad de Bitcoin es un mecanismo integrado en la red de la cadena de bloques de Bitcoin que reduce automáticamente la recompensa de Bitcoin que se entrega a los mineros para mantener limitada la oferta de Bitcoin. En particular, la reducción a la mitad, como su nombre lo indica, reduce a la mitad la recompensa cada 2000 bloques, lo que ocurre aproximadamente cada 4 años.
La reducción a la mitad de Bitcoin es muy importante para los mineros porque impacta directamente en sus ingresos. De hecho, cada vez que ocurre una reducción a la mitad de Bitcoin, sus ingresos en términos de Bitcoin se reducen efectivamente a la mitad. Teóricamente, dado que la oferta de Bitcoin se reducirá, el precio de Bitcoin en términos de USD debería aumentar asumiendo una demanda constante, manteniendo los ingresos de la minería en USD alrededor del mismo nivel. Podemos ver si ese ha sido el caso en los últimos años.
Tabla 2 Fechas de reducción a la mitad de Bitcoin
| Fecha | Bloque | Recompensa del bloque |
|---|---|---|
| 3 de enero de 2009 | 0 | 50 BTC |
| 28 de noviembre de 2012 | 2000 | 25 BTC |
| 9 de julio de 2016 | 420.000 | 12,5 BTC |
| 11 de mayo de 2020 | 630.000 | 6,25 BTC |
Figura 4 Precio de Bitcoin frente a la recompensa del bloque
La tabla 2 muestra la historia de las fechas de reducción a la mitad de Bitcoin que han ocurrido hasta ahora, mientras que la figura 4 muestra las recompensas de bloque de Bitcoin junto con el precio de Bitcoin correspondiente. Como podemos ver, parece que hay un aumento de precio en Bitcoin cada vez que hay una reducción a la mitad. Esto es consistente con lo que predijimos antes debido a la reducción en la oferta de Bitcoin y la cantidad que los mineros pueden vender en el mercado.
Análisis de la rentabilidad de la minería de Bitcoin y estrategia de cobertura óptima
Habiendo discutido previamente la tasa de hash de Bitcoin, ahora orientamos nuestro análisis sobre cómo esto es importante para los mineros. Hemos visto que la tasa de hash es una medida de la cantidad de competencia entre los mineros, ya que la cantidad total de Bitcoin producido en un período de tiempo dado se mantiene aproximadamente constante endógenamente por los algoritmos de la cadena de bloques.
Podemos descomponer el beneficio neto de una empresa minera de Bitcoin en ingresos y costos. Para nuestra discusión actual, asumimos que el minero quiere maximizar su rentabilidad en USD, ya que tendrá que pagar gastos fijos y recurrentes en moneda fiduciaria. En consecuencia, tenemos lo siguiente:
Donde:
π(t) = beneficio de la operación minera de Bitcoin en USD
R(t) = ingresos de la operación minera de Bitcoin en USD
C(t) = costo total de la operación minera de Bitcoin en USD
En las siguientes secciones, analizamos cada componente con más detalle, con el riesgo correspondiente para el minero, y determinamos la estrategia de cobertura óptima.
Ingresos de la minería de Bitcoin
Los ingresos anuales de la minería de Bitcoin en USD se determinan por la cantidad de Bitcoin ganada durante el año, multiplicada por el precio de Bitcoin. Suponiendo que el minero gana una cantidad constante de Bitcoin cada día y que los vende o cubre inmediatamente tan pronto como los gana, tenemos la siguiente relación:
Donde:
Rt) = Ingresos del minero de Bitcoin en el día t en USD
p(t) = tipo de cambio BTC/USD en el día t
q(t) = cantidad de Bitcoin ganada por el minero en el día t
Además, la cantidad ganada por el minero es proporcional a la potencia de su plataforma minera y la cantidad total de competencia minera en la red de Bitcoin. Esto se puede expresar como:
Donde:
MH(t) = tasa de hash del minero
NH(t) = tasa de hash de la red de Bitcoin
Combinando los términos anteriores, tenemos la siguiente expresión que proporciona los ingresos de un minero de Bitcoin en un día determinado:
Como podemos ver, los ingresos del minero de Bitcoin en un día determinado dependen de 2 variables exógenas principales, el precio de Bitcoin y la tasa de hash total de la red. Para minimizar el riesgo de ingresos en términos de USD, es importante comprender la cantidad de riesgo presente en los factores anteriores, cuánto está dispuesto a tolerar el minero y el mejor programa de cobertura para minimizarlos.
Figura 5 Precio de Bitcoin a lo largo del tiempo (escala logarítmica)
La figura 5 muestra el precio de Bitcoin desde 20Como podemos ver, Bitcoin es muy volátil, con una volatilidad promedio de alrededor del 150%. Dejar una ganancia de Bitcoin sin cubrir en términos de USD sería demasiado incluso para el minero más tolerante al riesgo. De hecho, es tan arriesgado que es posible que ni siquiera pueda pagar sus costos variables denominados en USD u otra moneda fiduciaria. Por lo tanto, es importante que el minero de Bitcoin diseñe una estrategia de cobertura personalizada con un administrador de activos criptográficos profesional para reducir su riesgo de ingresos debido al precio de Bitcoin.
Figura 6 Crecimiento mensual de la tasa de hash de Bitcoin
La figura 6 muestra el crecimiento mensual histórico de la tasa de hash de la red de Bitcoin desde su inicio. Como podemos ver, ha estado creciendo constantemente en el pasado, a una tasa mediana del 37% por mes. Esto indica un aumento constante en la competencia minera y una consiguiente reducción en la cantidad de Bitcoin ganada por un minero individual, suponiendo que no haya un aumento en su capacidad minera.
En términos de riesgo en la rentabilidad del minero, el riesgo de tasa de hash es menor que el de precio al ser más estable y predecible, pero aún representa una parte considerable de los ingresos del minero de Bitcoin. Esto podría tener efectos negativos en la rentabilidad y el éxito de la minería a largo plazo. Por lo tanto, es necesario diseñar un programa de cobertura de tasa de hash adecuado que minimice su riesgo.
Opciones de cobertura de la tasa de hash de la minería de Bitcoin
Actualmente, existen 3 formas principales de reducir el riesgo de ingresos de la tasa de hash para un minero:
- Contratos de tasa de hash : estos contratos permiten a los mineros bloquear una tasa de hash específica a un precio determinado durante un período de tiempo determinado. Esto proporciona a los mineros previsibilidad en sus ingresos, independientemente de las fluctuaciones en la tasa de hash de la red. Los contratos de tasa de hash generalmente se negocian entre mineros y proveedores de servicios de minería, y pueden ser personalizados para satisfacer las necesidades específicas de cada minero.
- Fondos de cobertura de criptomonedas : estos fondos utilizan estrategias de cobertura avanzadas para mitigar los riesgos relacionados con el precio de Bitcoin y la tasa de hash . Los fondos de cobertura de criptomonedas suelen estar administrados por profesionales experimentados con un profundo conocimiento del mercado de criptomonedas. Al invertir en un fondo de cobertura de criptomonedas, los mineros pueden diversificar su cartera y reducir su exposición a los riesgos de la tasa de hash .
- Minas de criptomonedas : las minas de criptomonedas son centros de datos especializados que albergan equipos de minería. Las minas de criptomonedas suelen ofrecer contratos a los mineros que les permiten acceder a una tasa de hash específica a un precio determinado. Esto puede ser una opción atractiva para los mineros que desean minimizar el riesgo de la tasa de hash , pero no quieren lidiar con la complejidad de administrar su propia operación minera.
Costos de la minería
Después de analizar los ingresos del minero de Bitcoin, ahora dirigimos nuestra atención al otro lado de la ecuación, o los costos. Los costos de la minería se pueden dividir en el costo de depreciación de la inversión inicial de capital fijo y los costos operativos variables para mantener la operación minera en funcionamiento. En otras palabras, tenemos lo siguiente:
Donde:
C(t) = costo total de la minería de Bitcoin en el período t
D(t) = costo de depreciación del equipo minero en el período t
V(t) = gastos operativos variables de la minería en el período t
Los 2 costos anteriores son contrastantes, ya que una inversión inicial en una mayor capacidad y equipo moderno probablemente resultará en un menor consumo de energía. Suponiendo que es óptimo para el minero comprar la última tecnología minera disponible en el mercado debido a la ganancia en eficiencia y confiabilidad que puede proporcionar, el enfoque principal será entonces en los costos operativos variables.
Las plataformas de minería de Bitcoin están hechas con equipos ASIC que están optimizados para calcular operaciones de hashing muy rápidamente y de manera eficiente específicamente para Bitcoin. Funcionan consumiendo electricidad y produciendo calor y salidas de hashes. Su capacidad viene dada por su tasa de hash y se mide en hashes por segundo. Una plataforma actual de ASIC de Bitcoin tiene una tasa de hash de alrededor de H/s.
Al considerar los costos operativos de estas plataformas, los principales factores que debemos considerar son los costos de electricidad, refrigeración, mano de obra y almacenamiento. Esto se resume de la siguiente manera:
Donde:
V(t) = costos variables totales en el tiempo t
E(t) = costos de electricidad en el tiempo t
CO(t) = costos de refrigeración en el tiempo t
L(t) = costos de mano de obra en el tiempo t
S(t) = costos de almacenamiento en el tiempo t
De los costos anteriores, la electricidad suele ser el más alto y el más importante, ya que este equipo consume constantemente mucho de él para funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana. También tener en cuenta que todos los costos de minería variables dependen de la ubicación de la operación minera de Bitcoin. Por lo tanto, es importante realizar un plan de negocios y un análisis de viabilidad inicial exhaustivos para asegurarse de que el minero seleccionará la ubicación óptima a nivel mundial en función de sus restricciones específicas.
Figura 7 Distribución global de la tasa de hash de la red de Bitcoin (fuente: Cambridge Centre for Alternative Finance)
La figura 7 muestra la distribución de la tasa de hash de la red de Bitcoin en todo el entorno a partir del segundo trimestre de 2020. Como podemos ver y como reflejan los datos recientes en la caída de la tasa de hash de aproximadamente el 50%, la mayoría de las instalaciones mineras operaban en China, seguidas de los Estados Unidos y Rusia.
Esto es muy probable debido a las consideraciones anteriores en términos de costos operativos, avances tecnológicos y un interés general en el espacio criptográfico en los países anteriores. Tras la reciente represión de la minería en China por parte de los reguladores, esperamos que Estados Unidos ocupe una parte mucho mayor de las operaciones mineras por las razones consideradas anteriormente.
Habiendo comprendido que la electricidad es el costo variable más relevante en una operación minera de Bitcoin, ahora es importante ver su volatilidad y si un minero puede reducir el riesgo en sus ganancias cubriéndola. Para simplificar y por la disponibilidad de datos públicos, utilizaremos Estados Unidos como lugar de referencia.
Figura 8 Precio comercial de la electricidad a lo largo del tiempo en los Estados Unidos
La figura 8 muestra el precio comercial de la electricidad a lo largo del tiempo en los Estados Unidos desde 200Como muestra la figura, hay una ligera tendencia ascendente constante y un componente de estacionalidad en el transcurso del año. Según los datos anteriores, los precios de la electricidad parecen bastante estables en el transcurso del año, por lo que no es necesario que un minero los cubra. La decisión más importante sigue siendo entonces al principio ubicar la región más óptima que proporcione los costos operativos variables más bajos, incluida la electricidad.
Estrategia de cobertura óptima del minero de Bitcoin
Habiendo analizado tanto los ingresos como los costos en profundidad, podemos concluir lo siguiente:
- Los ingresos del minero de Bitcoin se ven afectados principalmente por el precio de Bitcoin y la tasa de hash de la red.
- El riesgo de precio de Bitcoin es considerablemente mayor que el riesgo de tasa de hash .
- Los costos operativos variables de un minero de Bitcoin dependen principalmente de los costos de electricidad, refrigeración, mano de obra y almacenamiento.
- Los costos de electricidad son el principal factor que impulsa los costos operativos variables.
- Es importante que los mineros de Bitcoin diseñen estrategias de cobertura personalizadas para mitigar los riesgos relacionados con el precio de Bitcoin y la tasa de hash de la red.
- Las opciones de cobertura de la tasa de hash incluyen contratos de tasa de hash , fondos de cobertura de criptomonedas y minas de criptomonedas.
- Los mineros de Bitcoin deben ubicar sus operaciones mineras en regiones con costos operativos variables bajos, incluida la electricidad.
Al implementar una estrategia de cobertura óptima que tenga en cuenta los factores anteriores, los mineros de Bitcoin pueden minimizar su riesgo de ingresos y aumentar sus posibilidades de éxito a largo plazo.
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