¿Qué es la prueba de trabajo?
Definición · Prueba de trabajo (PoW)
Un sistema donde el derecho a añadir un bloque va a quien primero encuentra un hash de la cabecera del bloque por debajo de un objetivo. Encontrarlo requiere un número enorme de intentos; comprobarlo requiere un solo hash.
Satoshi Nakamoto lo describió en el whitepaper de Bitcoin en 2008, apoyándose en Hashcash de Adam Back, una idea anterior para encarecer el spam de correo. El hash válido es la prueba. No puedes conseguir uno sin hacer el trabajo, y cualquiera puede ver que lo hiciste.
El resto de esta página recorre cada pieza, y el cuadro de arriba te deja probarlo: es un formato real de cabecera de Bitcoin, hasheado en vivo en tu navegador. Para el panorama completo de la minería, consulta nuestra guía completa de minería de Bitcoin.
¿Qué problema resuelve la prueba de trabajo?
Bitcoin no tiene ninguna empresa, banco o servidor al mando. Miles de computadoras guardan su propia copia del libro mayor, y tienen que ponerse de acuerdo sobre qué bloque va después y en qué orden ocurrieron los pagos. De lo contrario, alguien podría gastar la misma moneda dos veces.
Una votación simple no funciona en línea, porque cualquiera puede levantar mil computadoras falsas y votar mil veces. Eso se llama un ataque Sybil. La prueba de trabajo lo evita: tu voz se mide en hashes, y los hashes cuestan electricidad y hardware.
¿Quién tiene voz en el siguiente bloque?
Un voto por nodo
Un atacante levanta 60 nodos falsos gratis y supera en votos a los 12 honestos.
Un voto por hash
mineros honestos 88%atacante 12%
Los mismos 60 nodos comparten el hardware real del atacante, así que juntos siguen pesando 12%. Las copias son gratis, los hashes no.
¿Qué hay dentro de la cabecera de un bloque de Bitcoin?
Los mineros no hashean el bloque entero. Hashean su cabecera de 80 bytes, que compromete todo lo demás. Estos son los seis campos que editaste en el cuadro de arriba:
| Campo | Bytes | Qué contiene | Quién lo cambia |
|---|---|---|---|
| Versión | 4 | Qué conjunto de reglas sigue el bloque | Rara vez cambia |
| Hash del bloque anterior | 32 | El hash del bloque anterior, que enlaza la cadena | Nuevo con cada bloque |
| Raíz de Merkle | 32 | Una huella digital de todas las transacciones del bloque | El minero, cuando cambian las transacciones o el nonce adicional |
| Hora | 4 | Cuando el minero dice que se hizo el bloque (hora Unix) | El minero, dentro de límites |
| Bits | 4 | El objetivo, empaquetado en 4 bytes | La red, cada 2.016 bloques |
| Nonce | 4 | Un número libre con el que volver a intentarlo | El minero, en cada intento |
Porque la cabecera incluye el hash del bloque anterior, cambiar un bloque antiguo cambia su hash, lo que rompe la siguiente cabecera, y la siguiente después de esa. Comprobamos el bloque génesis real de 2009 con el mismo código que usa la imagen principal, en nuestro servidor, cuando se construyó esta página:
000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f
¿Cómo funciona SHA-256 en Bitcoin?
SHA-256 convierte cualquier entrada en un número de 256 bits, escrito como 64 caracteres hexadecimales. Bitcoin lo ejecuta dos veces sobre la cabecera (la gente lo llama SHA-256d). Las propiedades que importan para la minería son simples:
Misma entrada, misma salida
Determinista
La misma cabecera siempre da el mismo hash, en cualquier computadora. Por eso funciona la comprobación.
256 bits
Tamaño fijo
Una línea corta o un libro entero, el hash siempre tiene 64 caracteres hexadecimales.
De un solo sentido
No hay atajo de vuelta
No puedes calcular una entrada que dé el hash que quieres. Solo puedes probar entradas.
≈ 50%
Avalancha
Cambia un carácter y cerca de la mitad de los bits se invierten. Mira la cuadrícula en la imagen principal.
Esa última propiedad es el corazón de la prueba de trabajo. Un hash cercano al objetivo no te dice nada sobre el siguiente intento, así que no hay un camino inteligente hacia un bloque válido. Todos los mineros juegan a la misma lotería, y más hashes por segundo solo compra más billetes.
¿Qué es el objetivo, y por qué los ceros iniciales?
El objetivo es un número de 256 bits. Un bloque es válido cuando su hash, leído como número, está en él o por debajo. Como los números pequeños empiezan con ceros, un objetivo más bajo se ve como más ceros iniciales. Cada cero hexadecimal adicional significa 16 veces más intentos en promedio.
Hashes promedio necesarios para encontrar un bloque válido
- El bloque de juguete en la imagen principal · 4 ceros hexadecimales iniciales65,536
- El objetivo más fácil de Bitcoin (2009) · 8 ceros hexadecimales iniciales, bits 1d00ffff4,294,967,296
- Un bloque de Bitcoin hoy · unos 20 ceros hexadecimales iniciales (estimación en vivo)6.0 × 1023
La red mueve el objetivo cada 2.016 bloques, unas dos semanas, así que los bloques siguen llegando cada diez minutos aproximadamente por mucho hashrate que se sume o se retire. Ahora mismo la red funciona a unos 1003 EH/s (en vivo, actualizado cada hora). Cómo funciona ese ajuste está en nuestra guía de dificultad de minería de Bitcoin, y el explicador de hashrate cubre las unidades.
¿Qué es un nonce, y qué es el nonce adicional?
El nonce (“número usado una vez”) es el campo de 4 bytes que los mineros cambian en cada intento. Es el único campo que está ahí solo para cambiarse. El problema es que 4 bytes dan solo unos 4,3 mil millones de valores, y las máquinas modernas los agotan casi al instante.
El bucle del minero
- 01
Prueba cada nonce
0, 1, 2 y así hasta 4.294.967.295. Esos son todos los valores que caben en 4 bytes.
- 02
Se agotan rápido
Una sola máquina de 100 TH/s pasa por todos ellos en unos 43 millonésimas de segundo.
- 03
Cambia el nonce adicional
El minero edita un campo libre en su propia transacción de recompensa (la coinbase).
- 04
Nueva raíz de Merkle
Esa transacción cambió, así que la raíz de Merkle cambia y cada nonce da de nuevo hashes nuevos.
Por eso los mineros también cambian un nonce adicional, unos pocos bytes libres en la coinbase, la primera transacción del bloque que paga al minero. Una coinbase nueva significa una nueva raíz de Merkle, y eso significa miles de millones de nonces nuevos que probar. En un pool de minería, el pool asigna a cada minero su propio rango de nonce adicional para que nadie repita el trabajo de otro.
¿Por qué es caro encontrar un bloque pero barato comprobarlo?
Para encontrar un bloque
≈ 6.0 × 1023 hashes
Toda la red, todas sus máquinas, unos diez minutos de intentos.
Estimación en vivo, actualizada cada hora.
Para comprobarlo
1 hash
Cualquier nodo, incluso un portátil barato, hashea la cabecera de 80 bytes una vez y la compara con el objetivo en bastante menos de un milisegundo.
El minero tiene que probar hashes hasta que uno cae por debajo del objetivo. Todos los demás solo tienen que hashear la cabecera una vez y comparar. Ese costo tan desigual es lo que permite que miles de computadoras normales verifiquen la cadena sin confiar en los mineros que la construyeron.
Prueba tú mismo la parte de búsqueda abajo. Esta demo usa un formato de bloque más simple que la imagen principal, pero es la misma lotería de SHA-256 doble, y cada bloque encontrado enlaza con el anterior.
Interactivo · mina un bloque en tu navegador
Prueba de trabajo SHA-256 real, encabezado simplificado
Hash del bloque (doble SHA-256)
Edita las transacciones: el hash cambia por completo con una sola letra.
Intentos: 0
Tu hashrate: n/d
Tiempo: 0,0 s
¿Qué es la regla de la cadena más larga, y qué es un ataque del 51%?
A veces dos mineros encuentran un bloque casi al mismo tiempo, y la red tiene brevemente dos versiones. Los nodos siguen la cadena con más trabajo total detrás. La gente la llama la cadena más larga, pero en realidad es la más pesada: unos pocos bloques con alta dificultad pueden pesar más que muchos bloques con baja dificultad.
Para revertir un pago, un atacante tendría que construir una cadena más pesada que la de todos los demás, empezando desde antes de ese pago. Cada nuevo bloque encima (una confirmación) deja al atacante más atrás. El whitepaper calculó las probabilidades; mueve el control deslizante para verlas:
Interactivo · ¿puede un atacante alcanzar la delantera?
Fórmula del whitepaper de Bitcoin, sección 11
- 0
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
Bloques que el atacante lleva de retraso (confirmaciones). Las barras usan escala logarítmica, desde uno en un millón hasta seguro.
Con el 10% del hashrate, la probabilidad de reescribir un pago después de 6 confirmaciones es 0,024%, y después de 1 confirmación es 20,5%.
Con un 50% o más, el atacante gana eventualmente. Eso es el ataque del 51%. Es serio, pero tiene límites:
Con la mayor parte del hashrate, un atacante puede
- Reemplazar bloques recientes con su propia cadena
- Gastar dos veces monedas que ellos mismos enviaron
- Dejar algunas transacciones fuera de sus bloques
Aun así, no pueden
- Gastar monedas de las billeteras de otras personas
- Crear monedas más allá de la recompensa de bloque
- Cambiar las reglas de Bitcoin para todos los demás
Por eso los exchanges esperan varias confirmaciones en depósitos grandes. Seis es la regla habitual.
¿Por qué la prueba de trabajo usa tanta energía?
Porque la energía es la seguridad. Un bloque válido es la prueba de que se gastó electricidad real. Para reescribir la historia, un atacante tiene que gastar al menos lo mismo de nuevo, y seguir gastando mientras la red honesta avanza.
Adónde va la energía, y qué compra
Recompensa de bloque y comisiones
Nuevo BTC más comisiones por cada bloque, pagado a quien lo encuentre.
Máquinas y electricidad
Los mineros gastan hasta lo que la recompensa vale para ellos.
Hashrate de la red
Todo ese gasto se refleja en hashes por segundo.
Costo de reescribir la historia
Un atacante tiene que superar en gasto a todo eso, bloque tras bloque.
Cuánta electricidad es eso, y de dónde viene, es un debate justo. El índice de Cambridge sigue las estimaciones, y nuestra guía de energía de minería de Bitcoin repasa las cifras. Cada halving reduce la parte de la recompensa que son monedas nuevas, así que con el tiempo las comisiones tienen que cargar con más de ese presupuesto de seguridad.
Prueba de trabajo frente a prueba de participación: ¿cuál es la diferencia?
La prueba de participación (PoS) elige al siguiente productor de bloques entre personas que bloquean monedas como depósito, en lugar de entre personas que queman electricidad. Ethereum pasó de la prueba de trabajo a la prueba de participación en 2022. Aquí tienes una comparación justa:
| Prueba de trabajo | Prueba de participación | |
|---|---|---|
| Quién añade el siguiente bloque | El primer minero en encontrar un hash por debajo del objetivo | Un validador elegido en proporción a su participación |
| Qué lo asegura | Electricidad y hardware gastados fuera de la cadena | Monedas bloqueadas dentro de la cadena, que se pueden quitar por hacer trampa |
| Consumo de energía | Alto, por diseño | Bajo |
| Para participar | Máquinas y energía barata | Monedas para hacer staking |
| Liquidación | Se vuelve más seguro con cada confirmación | Puntos de control de finalización explícitos |
| Crítica principal | Uso de energía y concentración de minería | Concentración de participación y un diseño más complejo |
| Historial | Bitcoin, desde 2009 | Ethereum, desde 2022 |
Los desarrolladores de Bitcoin han mantenido la prueba de trabajo porque su costo está fuera del sistema, así que nadie puede comprar el control con monedas que ya posee. Los defensores de la prueba de participación señalan el ahorro de energía y la finalización más rápida.
¿Puedes ganar bitcoin de la minería sin ejecutar tú mismo la prueba de trabajo?
Sí. Con CloudMineCrypto minas bitcoin gratis desde tu móvil o navegador, sin hardware, ruido ni factura eléctrica. Reclama el plan gratis de 8 horas, y suma más planes gratis viendo anuncios, jugando, completando ofertas y registrándote a diario. Tu saldo de BTC crece mientras tus planes están activos, y retiras a tu propia billetera, Lightning incluido.
Cada plan tiene una tasa de hash, y tu estimación es la parte que representa esa tasa de hash de toda la red, multiplicada por 6 bloques por hora y por la recompensa por bloque. Esa es la fórmula que usa la app para estimar tus recompensas (se aplican reglas y límites). ¿Quieres más velocidad? Un plan de pago opcional añade tasa de hash; el precio se muestra antes de confirmar.
Bueno saberlo: las recompensas son estimaciones que cambian con la red y no están garantizadas, y un plan no da la propiedad de ninguna máquina o pool. Pueden aplicarse límites o verificación a los retiros. Los detalles están en las reglas de recompensas y la guía de minería de Bitcoin gratis. Se aplican términos.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la prueba de trabajo en términos simples?
Es una forma de hacer que añadir un bloque cueste un esfuerzo real. Los mineros hashean la cabecera del bloque una y otra vez, cambiando un número llamado nonce, hasta que el resultado cae por debajo de un objetivo. Encontrar ese hash requiere un número enorme de intentos, pero cualquiera puede comprobarlo con un solo hash.
¿Qué es un nonce en Bitcoin?
Un número de 4 bytes en la cabecera del bloque que los mineros cambian en cada intento. Tiene unos 4,3 mil millones de valores posibles. Cuando se agotan, los mineros cambian un nonce adicional dentro de la transacción coinbase, lo que da una nueva raíz de Merkle y un nuevo conjunto de hashes.
¿Por qué Bitcoin usa SHA-256 dos veces?
Bitcoin hashea la cabecera de 80 bytes con SHA-256 y luego vuelve a hashear ese resultado. Satoshi nunca explicó la elección. La interpretación habitual es que protege contra ataques de extensión de longitud y da un margen de seguridad adicional.
¿Qué le permite hacer a alguien un ataque del 51%?
Alguien con la mayor parte del hashrate puede construir en privado una cadena más larga y reemplazar bloques recientes, lo que le permite gastar dos veces sus propias monedas o bloquear algunas transacciones. No puede gastar las monedas de otras personas, crear monedas fuera de las reglas ni cambiar las reglas para todos.
¿Es la prueba de participación mejor que la prueba de trabajo?
Usa mucha menos energía, y la seguridad viene de monedas bloqueadas como participación. La prueba de trabajo ata la seguridad a un costo externo, electricidad y hardware, y ha operado Bitcoin desde 2009. Cada una implica distintas compensaciones, así que cuál es mejor depende de lo que valores.
¿Puedo ganar bitcoin de la minería sin mi propio hardware?
Sí. En la app de CloudMineCrypto reclamas planes de minería gratis (el plan gratis, anuncios, juegos, ofertas y un registro diario) y tu saldo de BTC crece mientras están activos, luego retiras a tu propia billetera. Las recompensas son estimaciones basadas en el hashrate de tu plan y datos en vivo de la red, no están garantizadas, y un plan no da la propiedad de ningún hardware.
Fuentes y más lecturas
- Bitcoin: un sistema de efectivo electrónico peer-to-peer (el whitepaper) · Satoshi Nakamoto, bitcoin.org
- Guía de la cadena de bloques: cabeceras de bloque, prueba de trabajo, coinbase · Documentación para desarrolladores de Bitcoin
- Guía de minería: minería en solitario, pools, getblocktemplate · Documentación para desarrolladores de Bitcoin
- Dificultad · Bitcoin Wiki
- Confirmación · Bitcoin Wiki
- Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index · Cambridge Centre for Alternative Finance
- Panel de minería: hashrate, dificultad, bloques recientes · mempool.space
Las cifras en directo de esta página (hashrate de la red, recompensa de bloque, precio de BTC) proceden de la API de CloudMineCrypto, actualizada cada hora, y están etiquetadas donde aparecen. Esta guía es educativa y no es asesoramiento financiero. CloudMineCrypto no es un producto de inversión; las recompensas de la app son estimaciones y no están garantizadas.
Ya has leído cómo funciona. Ahora míralo en acción.
Reclama un plan de minería gratuito de 8 horas en la app CloudMineCrypto y mira cómo sube tu BTC estimado con datos en vivo de la red. Sin hardware, sin tarjeta.