Ajuste de dificultad

¿Qué es el ajuste de dificultad?

El ajuste de dificultad es un proceso de las blockchains Proof of Work que modifica la dificultad para que los mineros produzcan un bloque válido.

Este proceso también se denomina reajuste de dificultad, ajuste de la dificultad de minería o algoritmo de ajuste de dificultad.

Su objetivo principal es mantener el tiempo medio entre bloques cerca del intervalo establecido por el protocolo de la criptomoneda.

Una red Proof of Work puede aumentar la dificultad cuando los mineros producen bloques más rápido de lo previsto.

Puede reducirla cuando los mineros producen bloques más despacio de lo previsto.

Este sistema de retroalimentación ayuda a la blockchain a mantener un calendario de emisión y una tasa de confirmación de transacciones relativamente previsibles, incluso cuando cambia la potencia de minería.

El ajuste de dificultad es una regla de consenso, no una decisión manual de una empresa minera, un desarrollador o una plataforma de trading.

Cada nodo completo compatible calcula de forma independiente la dificultad exigida y rechaza los bloques que no cumplen las reglas Proof of Work de la red.

¿Por qué necesitan las redes Proof of Work un ajuste de dificultad?

La potencia de cálculo dedicada a una red de criptomonedas puede cambiar considerablemente con el tiempo.

El nuevo hardware de minería puede aumentar la tasa de hash de la red, mientras que los cambios en los precios de la energía o en la rentabilidad de la minería pueden hacer que algunos mineros abandonen la red.

Sin un ajuste de dificultad, el aumento de la potencia de cálculo haría que los bloques apareciesen más rápido y la salida de potencia de cálculo haría que tardasen más.

Si los bloques se produjeran más rápido, podrían emitirse nuevas monedas antes de lo previsto por el protocolo y aumentar el ritmo de crecimiento de la blockchain.

Si los bloques se produjeran más despacio, las transacciones podrían retrasarse, la capacidad de la red podría reducirse y la experiencia de usuario podría empeorar.

Un algoritmo de ajuste de dificultad responde a estos cambios modificando el objetivo Proof of Work.

El objetivo no es que cada bloque aparezca en un momento exacto.

La minería Proof of Work es probabilística, por lo que puede haber apenas unos segundos entre bloques o puede tardarse mucho más que el intervalo medio previsto.

El mecanismo de ajuste intenta mantener la media a largo plazo cerca del intervalo entre bloques previsto por el protocolo.

Cómo funciona la minería Proof of Work

Un minero Proof of Work modifica repetidamente los datos de la cabecera de un bloque candidato y calcula hashes criptográficos.

El minero busca un hash de bloque cuyo valor numérico sea inferior al objetivo actual de la red.

Un objetivo más bajo admite menos hashes posibles y, por tanto, dificulta encontrar un bloque válido.

Un objetivo más alto admite más hashes posibles y facilita encontrar bloques.

El primer minero que obtiene un resultado aceptable puede publicar el bloque candidato en la red.

Los nodos completos verifican las transacciones, la prueba de trabajo, la marca de tiempo, la estructura y otros requisitos de consenso del bloque.

Un bloque que no alcanza el objetivo exigido no es válido, aunque contenga transacciones válidas por lo demás.

La red no necesita repetir todos los intentos fallidos del minero, porque verificar la prueba válida es mucho más fácil que encontrarla.

Dificultad frente a objetivo

La dificultad de minería y el objetivo Proof of Work describen la misma condición desde perspectivas opuestas.

Una dificultad más alta significa que los mineros deben producir un hash inferior a un objetivo más bajo.

Una dificultad más baja significa que pueden utilizar un objetivo más alto, que es más fácil de alcanzar.

La dificultad suele expresarse en relación con un objetivo de referencia establecido por el protocolo.

Una dificultad de 100 significa que, previsiblemente, encontrar un bloque válido requerirá aproximadamente 100 veces más trabajo que con la dificultad de referencia.

La relación simplificada puede expresarse como

.

Esta relación inversa significa que duplicar la dificultad reduce el objetivo aproximadamente a la mitad.

Los exploradores de blockchain pueden mostrar tanto la dificultad como un valor de objetivo compacto, aunque ambos campos representan información relacionada.

Cómo se calcula un ajuste de dificultad

Un ajuste de dificultad básico compara el tiempo real que se ha tardado en producir un grupo de bloques con el tiempo que el protocolo esperaba que se tardara.

Una fórmula simplificada del objetivo es

.

Si los bloques aparecieron demasiado rápido, el tiempo real es menor que el previsto y el nuevo objetivo disminuye.

Un objetivo más bajo aumenta la dificultad para el siguiente periodo de ajuste.

Si los bloques aparecieron demasiado despacio, el tiempo real es mayor que el previsto y el nuevo objetivo aumenta.

Un objetivo más alto reduce la dificultad y facilita encontrar los próximos bloques.

Las implementaciones reales de blockchain pueden incluir límites, reglas de redondeo, bloques de referencia, marcas de tiempo medianas, condiciones de emergencia y otras protecciones.

Todos los nodos validadores deben calcular la fórmula exacta de la misma manera, ya que la dificultad forma parte del consenso de la blockchain.

Ajuste de dificultad de Bitcoin

Bitcoin tiene como objetivo un intervalo medio de aproximadamente diez minutos entre bloques.

Su red principal vuelve a calcular el objetivo Proof of Work cada 2,016 bloques.

Al ritmo previsto, producir 2,016 bloques debería llevar 1,209,600 segundos, es decir, dos semanas.

La guía para desarrolladores de Bitcoin explica que el objetivo se ajusta proporcionalmente cuando los 2,016 bloques anteriores se han producido en más o menos de dos semanas.

Los parámetros de consenso actuales de Bitcoin Core siguen estableciendo un periodo objetivo de dos semanas y un intervalo objetivo de diez minutos para la red principal.

Normalmente, la dificultad se mantiene sin cambios entre los límites de ajuste de Bitcoin.

Por tanto, la red puede seguir produciendo bloques inusualmente rápidos o lentos hasta que comience el siguiente periodo de 2,016 bloques.

Esta respuesta retardada es una parte intencionada del diseño original de dificultad de Bitcoin.

Límites del ajuste de Bitcoin

Bitcoin limita cuánto puede cambiar su objetivo durante un ajuste de dificultad de la red principal.

El periodo medido se limita a un mínimo de una cuarta parte y a un máximo de cuatro veces la duración prevista de dos semanas.

Esto significa que la dificultad no puede aumentar más de cuatro veces en un solo ajuste.

También significa que no puede caer por debajo de una cuarta parte de su nivel anterior en un solo ajuste.

La implementación Proof of Work actual de Bitcoin Core contiene el cálculo de consenso y sus límites de reajuste.

Estos límites reducen el efecto de las marcas de tiempo extremas, los cambios bruscos en la tasa de hash y los periodos inusuales de producción de bloques.

También implican que pueden ser necesarios varios periodos de ajuste tras una pérdida excepcionalmente grande de potencia de minería.

Ejemplo de ajuste de dificultad de Bitcoin

Supongamos que los mineros de Bitcoin producen 2,016 bloques en diez días, en lugar de los catorce días previstos.

El nuevo objetivo simplificado sería el objetivo anterior multiplicado por

.

Por tanto, el nuevo objetivo sería aproximadamente el 71,4% del objetivo anterior.

Como la dificultad guarda una relación inversa con el objetivo, la nueva dificultad sería aproximadamente 1,4 veces el nivel anterior.

Supongamos ahora que producir el mismo número de bloques lleva veintiún días.

El objetivo simplificado aumentaría 1,5 veces.

La nueva dificultad descendería aproximadamente a dos tercios de su nivel anterior.

Estos ejemplos no tienen en cuenta detalles de implementación como las marcas de tiempo exactas, la aritmética de enteros, la codificación compacta y los límites de ajuste.

Por qué Bitcoin utiliza 2,016 bloques

Un periodo de dificultad más largo suaviza la aleatoriedad asociada a la creación de cada bloque.

Un único bloque lento aporta pocas pruebas de que la tasa de hash de la red haya disminuido de forma permanente.

Una medición que abarque miles de bloques ofrece una estimación más estable de las condiciones recientes de minería.

La contrapartida es que la red responde lentamente a los cambios repentinos en la potencia de cálculo.

Si muchos mineros abandonan la red justo después de un ajuste, los bloques pueden seguir apareciendo más despacio de lo previsto hasta el siguiente reajuste.

Si entra una gran cantidad de tasa de hash, los bloques pueden seguir apareciendo más rápido de lo previsto durante el resto del periodo.

Las distintas criptomonedas eligen frecuencias de ajuste diferentes en función de sus intervalos entre bloques, los mercados de minería y la capacidad de respuesta deseada.

Ajuste de dificultad por bloque

Un algoritmo de ajuste de dificultad por bloque calcula un nuevo objetivo después de cada bloque.

Este diseño puede responder más rápido cuando la tasa de hash entra o sale de una red.

Puede resultar útil para criptomonedas con intervalos cortos entre bloques o algoritmos de minería compartidos con redes más grandes.

Dogecoin es un ejemplo de criptomoneda que ajusta la dificultad en cada bloque mediante DigiShield.

La documentación oficial de minería de Dogecoin explica que Dogecoin utiliza un sistema Proof of Work Scrypt y vuelve a calcular la dificultad en cada bloque.

Una respuesta más rápida puede reducir los periodos prolongados de producción lenta de bloques.

Sin embargo, un algoritmo por bloque mal diseñado puede reaccionar en exceso a las variaciones aleatorias de los tiempos o incentivar a los mineros a entrar y salir estratégicamente.

DigiShield

DigiShield es un método de ajuste de dificultad diseñado para responder rápidamente a los cambios en la tasa de hash de la red.

Vuelve a calcular la dificultad con frecuencia y aplica amortiguación o límites para reducir las respuestas extremas ante un único intervalo de bloque inusual.

Este diseño cobró importancia para las redes Proof of Work más pequeñas, expuestas a mineros que podían cambiar rápidamente su potencia de cálculo entre criptomonedas compatibles.

Sin un ajuste reactivo, los mineros temporales podrían producir muchos bloques con una dificultad baja y dejar después a los mineros restantes con un objetivo demasiado difícil.

DigiShield intenta reducir este patrón ajustando el objetivo después de cada bloque.

Su implementación exacta puede variar entre redes, por lo que conviene consultar las reglas de consenso de cada criptomoneda.

Ajuste de dificultad ASERT

ASERT significa Absolutely Scheduled Exponentially Rising Targets.

Es un método de ajuste de dificultad que compara la producción real de bloques con un calendario ideal anclado a un bloque de referencia seleccionado.

El objetivo cambia de forma exponencial según si la cadena va adelantada o retrasada respecto a ese calendario.

La especificación del protocolo ASERT describe el algoritmo y su objetivo de mantener los intervalos medios entre bloques y reducir las oscilaciones periódicas de la tasa de hash y la dificultad.

ASERT utiliza un parámetro de semivida que determina la rapidez con la que responde la dificultad a una diferencia persistente entre la producción real y la prevista de bloques.

Un calendario exponencial puede ofrecer una respuesta más gradual que los algoritmos basados en una media móvil simple de corto plazo.

La eficacia de cualquier implementación sigue dependiendo de sus parámetros, las reglas de las marcas de tiempo y el entorno de minería.

Algoritmos de dificultad basados en medias móviles

Algunos algoritmos de ajuste de dificultad calculan el tiempo o el trabajo medio de varios bloques recientes.

Una media móvil simple concede el mismo peso a todos los bloques de la ventana seleccionada.

Una media móvil ponderada puede dar más peso a los bloques recientes.

Una ventana más amplia produce un resultado más estable, pero responde más despacio a los cambios de la tasa de hash.

Una ventana más pequeña responde rápido, pero es más sensible a la aleatoriedad en los tiempos de los bloques y a la manipulación de las marcas de tiempo.

Los diseñadores de algoritmos deben encontrar un equilibrio entre capacidad de respuesta, estabilidad, previsibilidad y resistencia a la minería estratégica.

Ninguna fórmula de ajuste de dificultad puede eliminar toda la aleatoriedad de la producción de bloques Proof of Work.

Ajuste de dificultad y tasa de hash

La tasa de hash mide cuántos cálculos Proof of Work realizan conjuntamente los mineros durante un periodo.

La dificultad determina lo complicado que es encontrar un hash de bloque aceptable.

Cuando aumenta la tasa de hash y la dificultad no cambia, los bloques tienden a aparecer más rápido.

Cuando disminuye la tasa de hash y la dificultad no cambia, los bloques tienden a aparecer más despacio.

El ajuste de dificultad modifica el objetivo para que el intervalo esperado entre bloques vuelva a acercarse al previsto por el protocolo.

La dificultad no mide directamente el consumo eléctrico ni el número exacto de equipos de minería.

Las estimaciones de la tasa de hash suelen deducirse de la dificultad y de los tiempos observados entre bloques, por lo que las estimaciones a corto plazo pueden ser poco precisas.

Ajuste de dificultad y tiempo de bloque

El tiempo objetivo de bloque es un objetivo estadístico a largo plazo, no un calendario garantizado.

Una red con un objetivo de diez minutos puede producir dos bloques válidos en cuestión de segundos.

También puede pasar un periodo muy superior a diez minutos sin que se produzca ningún bloque.

El ajuste de dificultad modifica la media esperada a lo largo de muchos intentos.

No obliga a los mineros a publicar un bloque en una marca de tiempo concreta.

Por tanto, los usuarios no deberían dar por hecho que una transacción recibirá su primera confirmación en un momento exacto basándose únicamente en el intervalo objetivo.

Ajuste de dificultad y emisión de monedas

Muchas criptomonedas Proof of Work crean monedas nuevas mediante recompensas por bloque.

Cuando los bloques aparecen más rápido de lo previsto, las recompensas por bloque también se emiten más rápido de lo previsto durante ese periodo.

Cuando los bloques aparecen más despacio, la emisión nueva se ralentiza.

El ajuste de dificultad devuelve la tasa de emisión a largo plazo hacia el calendario previsto por el protocolo.

No cambia el número de monedas asignadas a cada bloque, salvo que otra regla de consenso lo haga.

Una reducción de la recompensa por bloque y un ajuste de dificultad pueden producirse aproximadamente al mismo tiempo, pero son mecanismos independientes.

Ajuste de dificultad frente a halving

Un halving reduce el subsidio por bloque que se paga a los mineros según un calendario de emisión predeterminado.

Un ajuste de dificultad modifica la cantidad de trabajo de cálculo esperada para encontrar un bloque válido.

Un halving puede afectar a la rentabilidad de la minería y hacer que algunos mineros dejen de operar.

Si la tasa de hash disminuye después de un halving, el algoritmo de dificultad puede acabar reduciéndola para reflejar la menor potencia de minería.

El ajuste no restablece la recompensa anterior por bloque.

El halving cambia las monedas emitidas por bloque, mientras que el ajuste de dificultad tiene como objetivo el tiempo entre bloques.

Ajuste de dificultad frente a bomba de dificultad

Un ajuste de dificultad normal está diseñado para estabilizar la producción de bloques Proof of Work.

Una bomba de dificultad es un componente que aumenta la dificultad de forma intencionada para que la minería sea progresivamente menos práctica.

Ethereum, cuando utilizaba Proof of Work, incluyó históricamente una bomba de dificultad para incentivar su transición a Proof of Stake.

Ethereum completó esa transición en septiembre de 2022 y ya no utiliza dificultad de minería Proof of Work.

La documentación actual de Ethereum sobre Proof of Stake explica que las oportunidades de crear bloques se organizan en intervalos de doce segundos, en lugar de estar controladas por la dificultad de minería.

Por tanto, un reajuste estabilizador y una Ice Age del protocolo tienen objetivos prácticamente opuestos.

Ajuste de dificultad frente a dificultad de los pools de minería

La dificultad de la red determina si un bloque es válido para toda la blockchain.

Los pools de minería suelen asignar a cada minero una dificultad de share inferior.

Un share demuestra que un minero ha realizado una cantidad medible de trabajo para el pool, aunque el resultado no alcance el objetivo de la red.

El pool utiliza los shares enviados para estimar la contribución de cada minero y calcular el reparto de recompensas.

Un sistema de dificultad variable, a menudo llamado vardiff, puede aumentar o reducir la dificultad de los shares para que cada equipo de minería los envíe a un ritmo manejable.

La dificultad del pool no modifica la dificultad de consenso de la blockchain.

Solo un hash que alcance el objetivo de toda la red puede crear un bloque válido.

Ajuste de dificultad y rentabilidad de la minería

La rentabilidad de la minería depende de las recompensas por bloque, las comisiones de transacción, los precios de los activos, el coste de la electricidad, la eficiencia del hardware, las comisiones del pool y la dificultad de la red.

Un aumento de la dificultad suele reducir el número esperado de bloques o shares del pool que puede obtener una cantidad fija de tasa de hash.

Una disminución de la dificultad aumenta la producción prevista del mismo hardware, si las demás condiciones se mantienen sin cambios.

Por tanto, los cambios en la dificultad pueden influir en si los equipos de minería más antiguos o menos eficientes siguen siendo rentables.

El comportamiento de los mineros puede afectar de nuevo a la tasa de hash y crear un ciclo de retroalimentación continuo entre rentabilidad y dificultad.

Un precio más alto del token puede atraer tasa de hash antes del siguiente ajuste, mientras que una caída brusca del precio puede hacer que los mineros abandonen la red.

Migración de la tasa de hash y oscilación de la dificultad

Los mineros pueden trasladar hardware compatible entre criptomonedas en función de la rentabilidad esperada.

Un minero puede dirigir su tasa de hash a una red cuando su dificultad es relativamente baja y marcharse cuando aumenta.

Los grandes movimientos pueden provocar bloques rápidos seguidos de bloques lentos.

Este patrón se denomina a veces oscilación de la tasa de hash o comportamiento de cambio entre monedas.

Las redes con mercados de minería pequeños pueden ser especialmente vulnerables, porque una sola operación minera puede representar una gran parte de la tasa de hash total.

Los algoritmos reactivos, como DigiShield o ASERT, están diseñados en parte para reducir los beneficios y las alteraciones asociados a estos cambios.

Un ajuste demasiado agresivo puede generar nuevas oscilaciones, mientras que uno demasiado lento puede hacer que los usuarios tengan que esperar a que aparezcan bloques.

Ajuste de dificultad y seguridad de la blockchain

La dificultad indica el trabajo esperado para producir un bloque válido con el objetivo actual.

Una tasa de hash total más alta en la red suele aumentar los recursos de cálculo necesarios para reorganizar el historial Proof of Work reciente.

El ajuste de dificultad no crea potencia de hash.

Modifica el objetivo para adaptarlo al nivel de trabajo observado recientemente en la red.

Si la tasa de hash disminuye de forma permanente, la dificultad puede bajar para que los mineros honestos sigan produciendo bloques cerca del intervalo objetivo.

Sin embargo, una tasa de hash reducida puede significar que un atacante necesita menos potencia de cálculo total que antes para desafiar la red.

La estabilidad del tiempo entre bloques y una seguridad económica sólida son objetivos relacionados, pero no idénticos.

Dificultad y selección de la cadena

Los nodos Proof of Work suelen comparar los historiales de cadenas en competencia según el trabajo acumulado, no solo por el número de bloques.

Un bloque minado con una dificultad más alta aporta más trabajo que otro minado con una dificultad más baja.

Así se evita que un atacante gane automáticamente creando una cadena más larga compuesta únicamente por bloques extremadamente fáciles de minar.

Bitcoin Core calcula la prueba de trabajo del bloque a partir del objetivo codificado y utiliza el trabajo acumulado de la cadena para identificar la mejor cadena válida.

Por tanto, las reglas de ajuste de dificultad son importantes no solo para el tiempo entre bloques, sino también para comparar cadenas de forma coherente.

Los nodos deben acordar el objetivo correcto de cada bloque antes de poder acordar su contribución al trabajo acumulado.

Ajuste de dificultad y confirmaciones de transacciones

El ajuste de dificultad no aprueba ni rechaza directamente las transacciones individuales de los usuarios.

Afecta a la frecuencia prevista con la que los mineros producen los bloques que contienen esas transacciones.

Si la dificultad es temporalmente demasiado alta para la tasa de hash disponible, los usuarios pueden tener que esperar más para obtener confirmaciones.

Si la dificultad es demasiado baja, los bloques pueden aparecer rápidamente hasta que el algoritmo la aumente.

Las carteras y los servicios de pago pueden exigir varias confirmaciones antes de considerar que una transferencia tiene seguridad suficiente.

El número de confirmaciones indica cuántos bloques aceptados incluyen o siguen a una transacción, no cuánto tiempo real ha transcurrido.

Ajuste de dificultad y comisiones de transacción

El ajuste de dificultad no establece directamente las comisiones de las transacciones de criptomonedas.

Su efecto en las comisiones puede ser indirecto y producirse a través de la creación de bloques.

Un ritmo más lento de creación de bloques ofrece menos capacidad de transacción durante un periodo de tiempo fijo.

Si la demanda sigue siendo alta, los usuarios pueden ofrecer comisiones más elevadas para competir por la capacidad reducida.

Los bloques que aparecen más rápido de lo previsto aumentan temporalmente la capacidad por hora y pueden reducir la presión inmediata sobre las comisiones.

El comportamiento de las comisiones también depende de las reglas sobre el tamaño de los bloques, la demanda de transacciones, las políticas de los mineros y la actividad de las aplicaciones.

Marcas de tiempo de los bloques

Los cálculos de dificultad suelen depender de las marcas de tiempo incluidas en las cabeceras de los bloques.

Los mineros eligen estas marcas de tiempo, pero las reglas de consenso restringen los valores que los nodos aceptan.

La marca de tiempo de un bloque no es una medición perfectamente exacta procedente de un reloj global de confianza.

Pueden producirse pequeñas diferencias por los ajustes del reloj, el software de minería, los retrasos de la red y los intervalos que permite el protocolo.

Por tanto, los algoritmos de dificultad deben diseñarse para tolerar el ruido normal de las marcas de tiempo.

Algunos protocolos utilizan cálculos de tiempo mediano o reglas especiales para los límites de periodo, con el fin de reducir el efecto de una marca de tiempo inusual.

Ataques de manipulación temporal

Un ataque de manipulación temporal intenta alterar las marcas de tiempo de los bloques para que el algoritmo de dificultad calcule un objetivo más fácil de lo que justificarían los tiempos reales.

El atacante puede intentar acelerar la emisión de monedas o reducir los requisitos Proof of Work.

La viabilidad de un ataque depende de las reglas de las marcas de tiempo, la fórmula de ajuste, la coordinación de los mineros y la proporción de tasa de hash controlada por el atacante.

Los diseños modernos de redes de prueba y de dificultad pueden incluir protecciones especiales contra estrategias conocidas de manipulación de marcas de tiempo.

BIP-94 para Bitcoin Testnet4 incluye una restricción de las marcas de tiempo del periodo de dificultad destinada a limitar un método de manipulación temporal que podría intensificar las avalanchas de bloques en la testnet.

Las defensas contra la manipulación de marcas de tiempo deben ser compatibles con el consenso, ya que los nodos no pueden discrepar sobre la aceptabilidad de la hora de un bloque.

Redes de prueba de Bitcoin y dificultad mínima

Las redes de prueba públicas deben seguir siendo utilizables incluso cuando hay muy poca potencia de minería disponible.

Por eso, las redes de prueba de Bitcoin incluyen reglas distintas de las que rigen la dificultad de la mainnet.

Bitcoin Testnet4 permite un bloque de dificultad mínima cuando han pasado más de veinte minutos desde el bloque anterior, excepto en el primer bloque de un periodo de dificultad.

BIP-94 también modifica qué bloque anterior proporciona el objetivo base para el ajuste del siguiente periodo.

Este cambio está diseñado para reducir las avalanchas de bloques que pueden producirse cuando aparece un bloque de dificultad mínima en el límite de un ajuste.

Las reglas de testnet no deben utilizarse para predecir el comportamiento de la mainnet, ya que esta no permite la misma excepción de dificultad mínima.

Ajustes de dificultad de emergencia

Un ajuste de dificultad de emergencia es una regla especial cuyo objetivo es reducir la dificultad cuando la producción de bloques se vuelve peligrosamente lenta.

Una regla de este tipo puede ayudar a una red pequeña a recuperarse tras una pérdida repentina de potencia de minería.

También puede generar incentivos no deseados si los mineros pueden provocar un periodo inusualmente fácil y volver después para obtener recompensas rápidamente.

Por tanto, las reglas de emergencia deben equilibrar la recuperación de la red con la resistencia a la manipulación estratégica.

Un algoritmo de ajuste periódico bien diseñado puede reducir la necesidad de un mecanismo de emergencia independiente.

Ajuste de dificultad durante una división de la cadena

Una división de la blockchain puede repartir a los mineros entre dos redes incompatibles.

Cada cadena resultante puede empezar con solo una parte de la tasa de hash original.

Si las cadenas parten de la misma dificultad, la que tenga menos mineros puede producir inicialmente bloques mucho más despacio.

Su algoritmo de dificultad puede acabar reduciendo el requisito del objetivo, pero la velocidad de recuperación depende de las reglas de reajuste.

Una división de la cadena también puede incentivar a los mineros a cambiar repetidamente de red en función de la rentabilidad a corto plazo.

Los diseñadores del protocolo pueden adoptar un nuevo algoritmo de ajuste cuando el sistema heredado no se adapta bien al entorno de minería posterior a la división.

¿Pueden los mineros controlar la dificultad?

Ningún minero individual puede elegir sin más una dificultad de red más baja para que su bloque sea válido.

El objetivo exigido se calcula a partir de los bloques aceptados anteriormente, conforme a las reglas de consenso.

Los nodos rechazan un bloque cuando el objetivo declarado o la prueba de trabajo no cumplen esas reglas.

Los mineros influyen colectivamente en la dificultad futura de forma indirecta, a través de la velocidad a la que producen bloques.

Los mineros con suficiente influencia también pueden intentar estrategias con las marcas de tiempo o movimientos coordinados de tasa de hash.

Estas posibilidades explican por qué los algoritmos de dificultad requieren un análisis económico y de seguridad cuidadoso.

¿Pueden los desarrolladores cambiar el algoritmo de dificultad?

Los desarrolladores pueden proponer e implementar software con un nuevo algoritmo de dificultad.

No pueden hacer que unas reglas incompatibles sean válidas para todos los nodos independientes sin avisar.

Un cambio de consenso suele requerir una actualización coordinada de la blockchain, aceptada por mineros, operadores de nodos, proveedores de carteras, servicios de infraestructura y el ecosistema en general.

Los nodos que sigan aplicando las reglas anteriores pueden rechazar los bloques producidos con el nuevo cálculo.

Por tanto, un cambio mal coordinado puede dividir la blockchain en redes incompatibles.

El ajuste de dificultad es código crítico para el consenso y se somete a revisiones y pruebas exhaustivas antes de que una red importante adopte un cambio.

Cómo consultar la dificultad de una criptomoneda

Los exploradores de blockchain suelen mostrar la dificultad actual de la red, el objetivo, el tiempo de bloque, la tasa de hash estimada y una estimación del próximo ajuste.

Un nodo completo también puede mostrar la dificultad mediante interfaces de línea de comandos o llamadas a procedimientos remotos.

Los paneles de los pools de minería pueden mostrar la dificultad de la red junto con la dificultad de share más baja asignada a un trabajador individual.

Antes de comparar valores, los usuarios deben comprobar qué medición se está mostrando.

Los valores de dificultad de distintas criptomonedas no siempre pueden compararse directamente, porque sus algoritmos de hash y objetivos de referencia pueden ser distintos.

Que una red muestre una dificultad numéricamente más alta no significa automáticamente que sea más segura que todas las redes con un valor inferior.

Estimación del próximo ajuste de dificultad

La estimación del próximo ajuste utiliza el número y los tiempos de los bloques recientes para proyectar el reajuste probable.

La estimación puede cambiar después de cada nuevo bloque, porque la creación de bloques Proof of Work es aleatoria.

También puede cambiar si los mineros añaden o retiran tasa de hash antes del límite del ajuste.

Los exploradores pueden ofrecer una proyección fundamentada, pero el valor de consenso definitivo depende del periodo completo y de la fórmula exacta del protocolo.

Los traders y los mineros no deberían considerar garantizada una estimación realizada al principio del periodo.

¿Una dificultad más alta significa que subirá el precio de una criptomoneda?

Una dificultad de minería más alta no garantiza que suba el precio de una criptomoneda.

La dificultad puede aumentar porque se hayan incorporado más mineros tras una subida anterior del precio.

También puede aumentar porque se haya desplegado hardware más eficiente o hayan mejorado las condiciones de la electricidad.

La relación puede funcionar en ambos sentidos: el precio afecta a la rentabilidad de la minería y la participación minera afecta a la dificultad.

El precio de mercado también depende de la liquidez, la adopción, la regulación, la demanda de los inversores, la oferta del token y las condiciones económicas generales.

La dificultad es una métrica de la red y la minería, no un indicador de precios fiable por sí solo.

¿Una dificultad más baja significa que una blockchain está fallando?

Una dificultad más baja puede indicar que durante el periodo medido ha participado menos potencia de hash.

Esto puede deberse a una menor rentabilidad de la minería, cambios estacionales en la energía, migración de hardware, regulación o competencia normal del mercado.

Una disminución de la dificultad no significa automáticamente que la blockchain haya dejado de funcionar.

Puede que el ajuste esté funcionando exactamente como se diseñó, al restablecer la producción media de bloques después de la salida de algunos mineros.

Aun así, una caída a largo plazo debería analizarse junto con la tasa de hash, la concentración de mineros, los intervalos entre bloques, el coste de seguridad, la actividad y los incentivos económicos.

Riesgos de un diseño deficiente del ajuste de dificultad

Un algoritmo que reacciona demasiado despacio puede dejar a una red produciendo bloques extremadamente lentos después de perder tasa de hash.

Un algoritmo que reacciona demasiado rápido puede amplificar los cambios aleatorios en los tiempos y crear objetivos inestables.

Un retraso previsible puede incentivar a los mineros a entrar durante los periodos fáciles y marcharse durante los difíciles.

Una protección insuficiente de las marcas de tiempo puede exponer el algoritmo a la manipulación.

Los errores de redondeo o las implementaciones incoherentes pueden hacer que los nodos calculen objetivos distintos.

Un código de dificultad incorrecto puede dividir accidentalmente la cadena, porque algunos nodos podrían aceptar bloques que otros rechazan.

Por tanto, las implementaciones de consenso requieren vectores de prueba compartidos y reglas precisas para la aritmética de enteros.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el ajuste de dificultad, explicado de forma sencilla?

El ajuste de dificultad es el proceso automático que hace que la minería Proof of Work sea más difícil o más fácil para que los bloques sigan apareciendo cerca del intervalo medio previsto por la red.

¿Por qué cambia la dificultad de minería?

Cambia porque la cantidad de tasa de hash de minería puede aumentar o disminuir, haciendo que los bloques aparezcan más rápido o más despacio de lo previsto.

¿Qué ocurre cuando aumenta la dificultad?

Los mineros deben realizar, de media, más trabajo de hash para encontrar un bloque que cumpla el objetivo Proof of Work más bajo.

¿Qué ocurre cuando disminuye la dificultad?

El objetivo Proof of Work se vuelve más fácil de alcanzar y la tasa de hash restante puede producir bloques más rápido, de media.

¿Quién cambia la dificultad de una criptomoneda?

El software de consenso de la red la calcula automáticamente a partir de los bloques anteriores y conforme a las reglas predeterminadas del protocolo.

¿Puede un minero reducir la dificultad de la red?

No. Un minero no puede declarar un objetivo válido más fácil, salvo que el algoritmo de consenso lo permita.

¿Con qué frecuencia ajusta Bitcoin su dificultad?

Bitcoin Mainnet ajusta la dificultad cada 2,016 bloques, lo que debería representar aproximadamente dos semanas.

¿Cuál es el tiempo objetivo de bloque de Bitcoin?

Bitcoin tiene como objetivo un intervalo medio de aproximadamente diez minutos entre bloques.

¿Cuánto puede cambiar la dificultad de Bitcoin de una vez?

Bitcoin limita cada ajuste de la mainnet, de modo que la dificultad no puede multiplicarse por más de cuatro ni caer por debajo de una cuarta parte del nivel anterior.

¿Dogecoin ajusta la dificultad de otra manera?

Sí. Dogecoin utiliza DigiShield para ajustar su dificultad de minería Scrypt después de cada bloque.

¿Qué es un ajuste de dificultad por bloque?

Es un sistema que vuelve a calcular el objetivo Proof of Work después de cada nuevo bloque, en lugar de esperar a que termine un periodo fijo largo.

¿Qué es DigiShield?

DigiShield es un sistema reactivo de dificultad por bloque, diseñado para adaptarse a cambios rápidos en la tasa de hash de minería.

¿Qué es ASERT?

ASERT es un método exponencial de ajuste de dificultad que compara la producción real de bloques con un calendario ideal vinculado a un bloque de referencia.

¿La dificultad es lo mismo que la tasa de hash?

No. La dificultad es el requisito de trabajo para un bloque válido, mientras que la tasa de hash estima cuánto trabajo de cálculo realizan los mineros cada segundo.

¿La dificultad es lo mismo que el objetivo?

Son inversamente proporcionales: una dificultad más alta corresponde a un objetivo Proof of Work más bajo.

¿El ajuste de dificultad es lo mismo que un halving?

No. Un halving cambia la recompensa por bloque, mientras que el ajuste de dificultad cambia el trabajo esperado para encontrar un bloque.

¿El ajuste de dificultad es lo mismo que la bomba de dificultad?

No. El ajuste normal estabiliza el tiempo entre bloques, mientras que la bomba de dificultad histórica de Ethereum hacía que la minería Proof of Work fuese cada vez más difícil de forma intencionada.

¿Ethereum ajusta actualmente la dificultad de minería?

No. En septiembre de 2022, Ethereum sustituyó la minería Proof of Work por la validación Proof of Stake.

¿Una dificultad más alta aumenta las comisiones de transacción?

No directamente, aunque los bloques temporalmente más lentos pueden reducir la capacidad por hora y aumentar la competencia por incluir transacciones.

¿La dificultad afecta a las transacciones confirmadas?

No cambia los saldos actuales ni el contenido de las transacciones, pero afecta al tiempo previsto y al trabajo acumulado de los bloques posteriores.

¿El ajuste de dificultad puede revertir una transacción?

No. Un reajuste modifica los requisitos Proof of Work futuros y no revierte por sí solo un pago confirmado.

¿Por qué los tiempos de bloque no son exactos?

La minería Proof of Work es probabilística, por lo que el intervalo objetivo describe una media a largo plazo, no un calendario fijo.

¿Qué es la dificultad de share de un pool?

Es un umbral de trabajo inferior que utiliza el pool de minería para medir la contribución de un minero; es independiente de la dificultad de consenso de la red.

¿Qué es vardiff?

Vardiff es un sistema de pool de minería que modifica la dificultad de los shares de cada trabajador para mantener una tasa de envío adecuada.

¿Qué es un periodo de ajuste de dificultad?

Es el intervalo de bloques o la ventana temporal cuya tasa de producción se mide al calcular un nuevo objetivo Proof of Work.

¿Qué es un ajuste de dificultad de emergencia?

Es una regla especial diseñada para reducir la dificultad cuando la producción de bloques se vuelve peligrosamente lenta tras una pérdida importante de tasa de hash.

¿Qué es un ataque de manipulación temporal?

Es un ataque que manipula las marcas de tiempo de los bloques para intentar que la red calcule un objetivo injustificadamente fácil.

¿Se pueden predecir los ajustes de dificultad?

Se pueden estimar a partir de los bloques recientes, pero el valor definitivo puede cambiar a medida que se producen más bloques y varía la tasa de hash.

¿Un aumento de la dificultad significa que los mineros son rentables?

Puede indicar que ha entrado más potencia de hash, pero la rentabilidad también depende del precio del activo, la electricidad, la eficiencia del hardware, las recompensas y las comisiones.

¿Una caída de la dificultad significa que la criptomoneda es insegura?

Puede indicar una reducción de la tasa de hash, pero la seguridad debe evaluarse teniendo en cuenta el trabajo acumulado, la concentración de la minería, el coste de los ataques, la economía y otras condiciones de la red.

¿Pueden dos criptomonedas tener la misma dificultad?

Pueden mostrar el mismo valor numérico, pero el trabajo puede no ser equivalente si las redes utilizan distintos algoritmos de hash u objetivos de referencia.

¿Por qué el ajuste de dificultad es una regla de consenso?

Todos los nodos deben calcular el mismo objetivo exigido para que todos los participantes estén de acuerdo sobre la validez de un bloque minado.

Conclusión

El ajuste de dificultad es el mecanismo Proof of Work que modifica los requisitos de minería para mantener la producción media de bloques cerca del intervalo objetivo de una red de criptomonedas.

Aumenta la dificultad cuando los bloques aparecen demasiado rápido y la reduce cuando aparecen demasiado despacio.

El ajuste funciona modificando el objetivo Proof of Work que debe superar el hash de un bloque válido.

Bitcoin vuelve a calcular el objetivo de su mainnet cada 2,016 bloques y limita el alcance de cada ajuste.

Otras redes utilizan sistemas por bloque, medias móviles, DigiShield, ASERT u otras reglas de emergencia para responder más rápido a los cambios en la tasa de hash.

El mejor diseño depende del intervalo entre bloques, el tamaño del mercado de minería, el hardware compatible, las reglas de las marcas de tiempo y la velocidad a la que puede moverse la tasa de hash.

La dificultad no es lo mismo que la tasa de hash, la recompensa por bloque, las comisiones de transacción, la dificultad de los shares del pool, un halving o una bomba de dificultad.

No garantiza tiempos de confirmación exactos, porque la minería Proof of Work sigue siendo probabilística.

Tampoco crea potencia de minería ni garantiza la seguridad económica, aunque ayuda a estabilizar la producción de bloques cuando cambia la participación minera.

Un algoritmo seguro de ajuste de dificultad debe ser determinista, resistente a la manipulación de las marcas de tiempo, estable desde el punto de vista económico y estar implementado de forma idéntica por todos los nodos validadores.

Comprender el ajuste de dificultad ayuda a los usuarios de criptomonedas a interpretar las condiciones de minería, los tiempos de bloque, la seguridad de la red, los calendarios de emisión y los efectos operativos de los cambios en la tasa de hash.