Profitto degli ASIC Miner

SHA-256 è un hash crittografico a 256 bit che mappa qualsiasi input in un digest di lunghezza fissa e resiste ad attacchi di preimmagine, secondo preimmagine e collisione alla luce delle attuali conoscenze. In Bitcoin ancorano il Proof of Work poiché i miner hashano l'intestazione del blocco da 80 byte due volte con SHA-256 fino a quando il risultato scende sotto un target codificato in nBits. Esplorano lo spazio di ricerca cambiando il nonce, il timestamp e il coinbase in modo che la radice Merkle si sposti, mentre i campi dell'intestazione rimangono sotto un freddo e accurato focus. Un blocco valido appare quando il double-hash è numericamente inferiore al target, che definisce la difficoltà e lo sforzo atteso. Bitcoin regola la difficoltà ogni 2016 blocchi per mantenere il tempo medio di blocco vicino ai dieci minuti mentre il tasso di hash della rete varia. La doppia applicazione di SHA-256 attenua anche i problemi di estensione della lunghezza che colpiscono i progetti Merkle–Damgård quando un digest viene riutilizzato come identificatore. SHA-256 è vincolato dal calcolo e leggero in memoria, quindi gli ASIC possono sviluppare e pipeline i 64 round per un throughput estremo, mentre le GPU e le CPU sono in ritardo in termini di efficienza. Questa ottimizzazione aumenta la sicurezza attraverso un lavoro aggregato più elevato ma spinge la domanda energetica e può concentrare il mining in grandi operazioni. I pool riducono la varianza dei pagamenti ma introducono coordinazione e costi di commissione. La redditività dei miner dipende dal tasso di hash del dispositivo, dall'efficienza energetica in joule per terahash, dal mix elettrico, dal tempo di attività, dalle commissioni del pool, dal rischio di orfani, dalla quota delle commissioni di transazione e dagli eventi di halving che tagliano il sussidio del blocco circa ogni 210.000 blocchi. Al di là del mining, SHA-256 supporta le firme digitali hashando i messaggi, garantisce le catene di certificati, verifica l'integrità di firmware e software e protegge i dati a riposo o in transito. Non si conoscono collisioni pratiche, e invertire un digest rimane poco praticabile su hardware classico. La ricerca quantistica potrebbe fornire un'accelerazione quadratic a per le preimmagini, il che abbassa la sicurezza effettiva, ma lo spazio a 256 bit lascia un ampio margine di sicurezza oggi. Sotto questo ritmo costante di lavoro e ritaratura, i blocchi arrivano con una restrizione meccanica mentre il libro mastro registra le transazioni con un costo tracciabile.

SHA-256, il membro a 256 bit della famiglia SHA-2 standardizzata dal NIST nel 2001, forgia un'impronta a lunghezza fissa dai dati di qualsiasi dimensione e si erge come un cancello unidirezionale la cui resistenza all'immagine predefinita è dell'ordine di 2^256 e la resistenza alle collisioni circa 2^128, con un effetto valanga che disperde anche un cambiamento di un singolo bit nell'intero digest; costruito su una costruzione Merkle-Damgård con una funzione di compressione dedicata da 64 giri su blocchi da 512 bit, si basa su semplici e veloci operazioni a 32 bit (rotazioni, spostamenti, scelta, maggioranza) e costanti derivate da radici prime frazionarie, e mentre sono noti nella letteratura analisi crittografiche a turni ridotti, non ci sono collisioni pratiche note, motivo per cui SHA-256 ancorano firme digitali, HMAC, controlli di integrità del software, aggiornamenti del firmware e catene di certificati moderni nei sistemi di sicurezza quotidiana; in Bitcoin è applicato due volte all'intestazione del blocco da 80 byte come prova di lavoro, con i miner che iterano il nonce e regolano la radice Merkle guidata dal coinbase (la cosiddetta tecnica extraNonce) fino a quando l'hash risultante cade al di sotto di un target codificato in nBits, un target che si riadatta ogni circa 2016 blocchi per stabilizzare gli intervalli di blocco, e questo rituale meccanico-parte competizione, parte baluardo-enforce l'ordinamento delle transazioni e rende costoso in modo proibitivo il doppio spending o le riorganizzazioni a lungo raggio; rispetto a design che richiedono memoria come Scrypt o Ethash, SHA-256 è leggero in memoria e quindi altamente ASIC-friendly, generando hardware specializzato la cui efficienza è tracciata in joules per terahash e il cui aumento ha concentrato la potenza di hash in flotte industriali e pool coordinate da protocolli come Stratum, eppure il concorso aperto per i blocchi, la facilità di verifica per ogni nodo e il costo elevato di accumulare influenza maggioritaria continuano a mantenere la decentralizzazione; oltre le intestazioni dei blocchi, Bitcoin impiega il doppio SHA-256 per gli ID delle transazioni e gli alberi Merkle, e più in generale la funzione è alla base dei sistemi di impegno, dei beacon di casualità e della derivazione delle chiavi quando avvolti in HMAC (come in costruzioni ampiamente utilizzate come HKDF), cosicché molte voci possono argomentare - alcune avvertendo che la centralizzazione è un cerchio lento, altre insistendo che la termodinamica e il churn di mercato impediscono a qualsiasi singolo comandante di dominare il campo - ma l'hash rimane indifferente, un sentinel muto che riduce il caos a 256 bit, e in quell'indifferenza risiede l'integrità: verifica trasparente su vasta scala, resistenza pratica alla manomissione e una corsa prevedibile che i miner analizzano con modelli di redditività che bilanciano l'efficienza dell'hardware, l'uso dell'energia e le tendenze di difficoltà, anche mentre la rete raccoglie il loro lavoro in un registro la cui sicurezza riposa, silenziosamente e ostinatamente, sulla matematica inflessibile di SHA-256.