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Il mining è il processo di aggiunta dei record delle transazioni al registro pubblico delle transazioni passate di Bitcoin (e un "mining rig" è una metafora colloquiale per un singolo sistema informatico che esegue i calcoli necessari per il "mining". Questo libro mastro delle transazioni passate è chiamato blocco chain in quanto è una catena di blocchi. La blockchain serve a confermare le transazioni al resto della rete come avvenute. I nodi Bitcoin utilizzano la blockchain per distinguere le transazioni Bitcoin legittime dai tentativi di ri-spendere monete che sono già state spese altrove.

L'estrazione mineraria è intenzionalmente progettata per essere impegnativa in termini di risorse e in modo che il numero di blocchi trovati ogni giorno dai minatori rimanga costante. I singoli blocchi devono contenere una prova di lavoro per essere considerati validi. Questa prova di lavoro viene verificata da altri nodi Bitcoin ogni volta che ricevono un blocco. Bitcoin utilizza la funzione di prova del lavoro hashcash.

Lo scopo principale del mining è impostare la cronologia delle transazioni in un modo che non sia computazionalmente pratico da modificare da qualsiasi entità. Scaricando e verificando la blockchain, i nodi bitcoin sono in grado di raggiungere il consenso sull'ordinamento degli eventi in bitcoin.

Il mining è anche il meccanismo utilizzato per introdurre i Bitcoin nel sistema: ai miner vengono pagate eventuali commissioni di transazione e un "sussidio" per le monete di nuova creazione. Questo serve sia allo scopo di diffondere nuove monete in modo decentralizzato sia a motivare le persone a fornire sicurezza per il sistema.

Il mining di bitcoin è così chiamato perché assomiglia all'estrazione di altre materie prime: richiede uno sforzo e mette lentamente a disposizione nuove unità a chiunque desideri prenderne parte. Una differenza importante è che l'offerta non dipende dalla quantità di mining. In generale, la modifica dell'hashpower totale del miner non cambia il numero di bitcoin creati a lungo termine.

Difficoltà
Il problema computazionalmente difficile
Il mining di un blocco è difficile perché l'hash SHA-256 dell'intestazione di un blocco deve essere inferiore o uguale al target affinché il blocco venga accettato dalla rete. Questo problema può essere semplificato a scopo esplicativo: l'hash di un blocco deve iniziare con un certo numero di zeri. La probabilità di calcolare un hash che inizia con molti zeri è molto bassa, quindi è necessario fare molti tentativi. Per generare un nuovo hash ogni round, viene incrementato un nonce. Vedere Prova di lavoro per ulteriori informazioni.

La metrica della difficoltà
La difficoltà è la misura di quanto sia difficile trovare un nuovo blocco rispetto al più semplice che possa mai essere. Il tasso viene ricalcolato ogni 2.016 blocchi a un valore tale che i precedenti 2.016 blocchi sarebbero stati generati esattamente in una quindicina di giorni (due settimane) se tutti avessero scavato a questa difficoltà. Questo è il rendimento previsto, in media, un blocco ogni dieci minuti.

Man mano che più minatori si uniscono, il tasso di creazione di blocchi aumenta. All'aumentare del tasso di generazione di blocchi, aumenta la difficoltà per compensare, il che ha un effetto di bilanciamento dovuto alla riduzione del tasso di creazione di blocchi. Eventuali blocchi rilasciati da minatori dannosi che non soddisfano l'obiettivo di difficoltà richiesto verranno semplicemente rifiutati dagli altri partecipanti alla rete.

Ricompensa
Quando viene scoperto un blocco, lo scopritore può concedere a se stesso un certo numero di bitcoin, che è concordato da tutti nella rete. Attualmente questa taglia è di 6,25 bitcoin; questo valore si dimezzerà ogni 210.000 blocchi. Vedere Offerta di valuta controllata.

Inoltre, il minatore riceve le commissioni pagate dagli utenti che inviano le transazioni. La commissione è un incentivo per il miner a includere la transazione nel proprio blocco. In futuro, poiché il numero di nuovi minatori di bitcoin è autorizzato a creare in ogni blocco diminuisce, le commissioni costituiranno una percentuale molto più importante del reddito minerario.