Si el Bitcoin está alterando el mundo de las finanzas, entonces los poderosos chips informáticos conocidos como ASICs están afectando la minería de criptomonedas. Su mera existencia convirtió la seguridad de la cadena de bloques Bitcoin, que en los primeros tiempos de la red podía ser realizada en casa por los usuarios medios, en una industria masiva que consume cantidades ingentes de electricidad y genera beneficios ridículos para los fabricantes de hardware.
Ahora, estos chips especializados, llamados circuitos integrados de aplicaciones específicas (ASIC), están abriéndose paso en otras cadenas de bloques. El 15 de marzo, la multimillonaria compañía china Bitmain tweeteó que estaba aceptando órdenes para el Antminer X3, un ASIC de $12.000 que sólo serviría para una cosa: Minería de Monero y otras monedas digitales aseguradas con el mismo algoritmo.
Sólo dos semanas después, el 3 de abril, Bitmain anunció el Antminer E3, un minero de 800 dólares hecho específicamente para la minería Ethereum.
ASICs como el E3 y X3 son controversiales en la comunidad de criptomonedas. Aunque ambos son más eficientes en la minería en comparación con las tarjetas gráficas y las CPUs, también son mucho más caros, escasean, y se puede decir que son una fuerza impulsora detrás de la centralización de la potencia de computación (y las recompensas financieras de la minería) en las redes de criptodivisas.
Dado que estos dispositivos cambiaron el panorama de la minería Bitcoin (lo que llevó al surgimiento de gigantes como Bitmain en China y BitFury en EE.UU.), tanto Monero como Ethereum fueron diseñados para ser «resistentes a la minería ASIC» desde un principio.
Ahora, el lanzamiento de los mineros ASIC X3 y E3 ha desatado un debate en curso dentro del espacio de las criptomonedas sobre cómo abordar lo que muchos ven como una amenaza existencial a la integridad de las redes Monero y Ethereum.
«Haré todo lo que esté a mi alcance para ayudar a la comunidad a prevenir la proliferación de ASICs que inducen a la centralización en la red Monero», escribió Riccardo Spagni, uno de los principales desarrolladores de Monero, en GitHub a mediados de febrero en respuesta a los rumores sobre un posible ASIC Monero.
El 6 de abril, Monero modificó su algoritmo de minería «para frenar cualquier amenaza potencial de ASIC y preservar la resistencia a la minería ASIC». Ese mismo día, los desarrolladores del núcleo de Ethereum se reunieron para discutir si debían cambiar el algoritmo de Ethereum y finalmente decidieron no hacerlo por el momento, para disgusto de la comunidad de Ethereum.
Al igual que Spagni, muchos desarrolladores temen que los ASIC lleven a la centralización de sus criptomonedas y socaven su mayor argumento de venta: la seguridad. Si los ASIC hacen que la minería sea inaccesible para la mayoría de la gente mientras concentran la potencia de computación en manos de unas pocas grandes operaciones mineras, se podría decir que esto hace que las redes sean más vulnerables a la manipulación o censura por parte de los gobiernos o de las empresas que poseen la mayoría de los ASIC.
Al mismo tiempo, otros desarrolladores en el mundo de las criptodivisas dicen que los temores a la centralización son exagerados y que los ASICs realmente mejoran la seguridad de una red de criptomonedas haciéndolos más difíciles de dominar con el poder de la computación en bruto.
Claramente, Bitmain superó los retos técnicos y económicos que hicieron que Ethereum y Monero fueran resistentes a los mineros ASIC. La pregunta para los desarrolladores de Monero y Ethereum, entonces, es ¿cuáles son las consecuencias de introducir ASICs a una red de criptomonedas y qué debería hacerse al respecto?
¿Qué es un ASIC?
Los ASIC han existido durante décadas y se pueden encontrar en muchos aparatos comunes como tu teléfono celular, pero su adopción como mineros de criptomonedas sólo ocurrió en los últimos años. Los primeros mineros ASIC para Bitcoin se vendieron en 2013, y desde entonces los mineros ASIC se han desarrollado para una serie de otras monedas, como Litecoin y Dash.
Es difícil realizar una comparación directa entre las CPU, las GPU y los ASIC, ya que técnicamente las CPU y las GPU pueden considerarse un tipo de ASIC. La principal diferencia entre los ASICs, CPUs y GPUs de minería es que los ASICs mineros no tienen toda las funciones extra que hace que las CPUs y GPUs sean tan versátiles. No se puede ejecutar un sistema operativo o jugar a un videojuego en un ASIC Bitcoin porque el chip está diseñado para hacer una sola cosa: minar Bitcoin. Por lo tanto, la eficiencia de un minero ASIC se obtiene porque todos sus recursos de computación pueden ser optimizados para una única tarea muy bien definida.
La «minería» es el término coloquial para un proceso de computación con uso intensivo de recursos que básicamente implica adivinar un número que resulta en una solución deseada cuando se conecta a un algoritmo de hash. Este valor «resuelve» un bloque de datos de transacción de Bitcoin, y el bloque se añade a la cadena de bloques. Un minero recibe una recompensa en criptomoneda por este trabajo, y estos algoritmos basados en hash se llaman algoritmos de prueba de trabajo (PoW).
La mayoría de las principales criptomonedas utilizan un algoritmo único de PoW. Por ejemplo, Bitcoin emplea un algoritmo de hash llamado SHA-256, Monero usa CryptoNight, y el algoritmo PoW de Ethereum se llama Ethash.
Hay muchas razones diferentes para elegir un algoritmo PoW en lugar de otro, pero en lo que concierne a los ASICs, se reduce principalmente a los requisitos de memoria. A diferencia de Bitcoin, Litecoin o sus innumerables derivados que han sido doblegados por la minería ASIC, Ethereum y Monero se consideran «intensivos en memoria», lo que significa que requieren una cantidad decente de RAM para ejecutar sus algoritmos de hashing.
Las CPU y las tarjetas gráficas son chips que se pueden utilizar para una amplia gama de tareas diferentes. Lo que estos tipos de chips carecen de eficiencia en bruto, lo compensan con su capacidad para ejecutar procesos que requieren que se almacenen muchos datos en la memoria de un ordenador. La RAM ralentiza los ASIC, por lo que los algoritmos que hacen mucho uso de ella generalmente evitan la afluencia de chips especializados. Estos algoritmos se denominan «resistentes a la minería ASIC» (ASIC-resistant). Los chips de uso general que son adecuados para ralentizar la memoria RAM, como las GPU y los CPUS, pueden usarse para minar este tipo de algoritmo.
Durante el último mes, Bitmain sacó al mercado los primeros ASIC capaces de superar la resistencia que presentan Monero y Ethereum respecto a la memoria.
Críticas contra los ASICS
En 2014, casi un año antes del lanzamiento del Ethereum, Vitalik Buterin visitó un «pequeño y modesto edificio en Shenzhen, China» donde encontró una pequeña cantidad de ASICs de Bitcoin esperando a ser enviados en el tercer piso. En una entrada del blog, Buterin contó cómo en el piso de abajo encontró apilados varios ASICs que representaban una cuarta parte de la potencia de cálculo añadida a la red de Litecoin cada día.
Buterin se maravilló de cómo esta pequeña fábrica en China estaba produciendo esta nueva potencia de computación todos los días por su cuenta. Fue la centralización de hardware en acción. La pregunta para Buterin era si la centralización de la producción de ASICs era realmente algo malo para una red de criptomonedas. Después de todo, la producción de GPUs y CPUs también está altamente centralizada, con un puñado de empresas como Nvidia, AMD e Intel dominando el mercado.
«Con los mineros ASIC, en este momento las cosas todavía no están tan mal», escribió Buterin en el blog de 2014. «Aunque los ASIC sólo se producen en un pequeño número de fábricas, siguen estando controlados por miles de personas en todo el mundo. Pronto, sin embargo, eso puede cambiar. Dentro de un mes, ¿qué pasa si los fabricantes se dan cuenta de que no tiene sentido -desde el punto de vista económico- para ellos vender sus ASIC cuando en vez de eso pueden simplemente mantener todos sus dispositivos en un almacén central y ganar la totalidad de los ingresos?».
Hoy, como en 2014, hay un puñado de empresas que fabrican ASICs de criptomonedas, aunque una empresa china llamada Bitmain se ha establecido como un claro líder en este campo. Los Antminers de Bitmain se han convertido básicamente en sinónimos de la minería Bitcoin, pero la empresa no sólo fabrica estos chips para venderlos, tal como predijo Buterin, sino que también reservan muchas de sus unidades para sus propias operaciones mineras. BitFury, una compañía americana, sigue un modelo de negocios similar.
Cuando Motherboard habló con el director de marketing de Bitmain, Nishant Sharma, por correo electrónico, señaló que la empresa no revelaba cuántos ASIC está produciendo como cuestión política. Además, dijo que no sabía cuántos ASICs de Monero y Ethereum planean mantener para sí mismos en sus propias operaciones mineras.
En el momento de redactar el presente artículo, los dos grupos mineros de Bitmain representan aproximadamente el 40 por ciento de la potencia de cálculo total de la red Bitcoin. El control de gran parte de la red Bitcoin significa que Bitmain también tiene una gran influencia en el ecosistema. Durante las bifurcaciones de Bitcoin el año pasado, Bitmain jugó un papel importante en la decisión de bifurcar Bitcoin en dos versiones: Bitcoin Core y Bitcoin Cash.
También existe el riesgo de un teórico «ataque del 51 por ciento», cuando un único minero puede tomar como rehén el poder de hash de Bitcoin y causar estragos en la red mientras esté al mando.
Depender de una sola empresa para la mayoría del hardware que protege la cadena de bloques también plantea riesgos de seguridad. Por ejemplo, en abril de 2017, investigadores anónimos encontraron una vulnerabilidad de firmware en los Antminer de Bitmain llamada Antbleed, que se catalogó como un «interruptor de muerte» ASIC. Esta vulnerabilidad permitía a Bitmain, a un gobierno o a otros malos actores impedir remotamente que los ASIC de Bitmain minaran en la red, lo que podría paralizar a Bitcoin. Bitmain negó que fuera malicioso y emitió un parche para la vulnerabilidad unos días después de ser descubierto.
La proliferación de ASICs en una red también expulsa gradualmente a los mineros que ejecutan GPUs o CPUs, aumentando la barrera financiera de entrada. A medida que la participación de estos mineros menos eficientes en la potencia computacional de la red se reduce, eventualmente llega a un punto en el que el costo de la electricidad necesaria para las operaciones de estos mineros es mayor de lo que están ganando con la minería. Estos mineros se ven forzados a emplear lo ahorrado para comprar un ASIC y continuar minando, o cambiar a una criptomoneda diferente.
Jimmy Song, uno de los principales desarrolladores de Bitcoin, dijo a Motherboard que no ve la centralización de la producción de ASIC como un gran problema.
«Es sólo un problema a corto plazo, ya que Bitmain tiene la mayor parte de la capacidad de fabricación minera», dijo Song en un mensaje de Twitter. «A largo plazo hay muchos jugadores que están mirando los márgenes que Bitmain está haciendo con anticipación a la espera de entrar. Conozco al menos cuatro startups que intentan destronar a Bitmain y también hay jugadores más grandes como Intel, Samsung y Nvidia que tienen que considerar esto porque los márgenes son muy grandes».
Dada la dominación de Bitmain en la industria minera y las prácticas corporativas poco transparentes, Spagni y muchos en la comunidad de Monero mantienen sus reservas respecto a la empresa. Pero incluso más allá de las preocupaciones de Bitmain y del monopolio, la tendencia hacia la centralización en la propia fabricación de ASICS ha inquietado a la comunidad.
Hablan los partidarios de los mineros ASIC
Cuando Motherboard le preguntó al portavoz de Bitmain, Sharma, acerca de los temores de que los ASIC condujeran a la centralización, dijo que «esto no necesariamente ha funcionado en la práctica».
«Somos muy conscientes de esta percepción y la tomamos en serio dada nuestra posición de liderazgo», dijo Sharma en un correo electrónico. «Por eso (cuando se trata de redes criptográficas más pequeñas) hemos regulado nuestras ventas de equipos mineros para asegurarnos de que ningún cliente reciba demasiado de un nuevo lote.»
Sin embargo, incluso si los mineros no quieren creer en las afirmaciones de Bitmain, otros investigadores argumentan que existen ventajas objetivas de seguridad al permitir ASICs en una red de criptomonedas.
Joseph Bonneau, profesor asistente de ciencias de la computación en la Universidad de Nueva York, presentó una investigación en la conferencia sobre criptografía financiera y seguridad de datos en febrero que examinó el costo de una adquisición hostil de una cadena de bloques. Uno de los ataques de cadena de bloques examinados por Bonneau se conoce como «ataque de alquiler«, que implica alquilar suficiente potencia computacional de una empresa de servicios de computo en la nube, por ejemplo, para dominar una red de cadena de bloques. Como señala Bonneau, este tipo de ataque sólo es factible en cadenas de bloques minadas con hardware básico como las GPU.
«Para las cadenas de prueba de trabajo dominadas por ASIC, como Bitcoin, es probable que la estrategia de alquiler no sea posible», escribió Bonneau. La razón de esto, argumentó, es que la mayoría del hardware minero de Bitcoin ya está contabilizado y no está disponible para alquiler.
«Entre los sistemas de prueba de trabajo, nuestro análisis indica una clara ventaja de seguridad para la minería dominada por ASIC, ya que los ataques de alquiler no son posibles y los mineros existentes deberían tener más incentivos para resistir los intentos de soborno», concluyó Bonneau.
En lo que respecta a Monero, también puede haber un efecto de seguridad secundario al añadir ASICs a la red: La desactivación de redes de bots de minería Monero masivas. En los últimos meses, el «cryptojacking» (en el que un script de sitio web utiliza furtivamente los ciclos de CPU no utilizados para minar Monero) ha ido en aumento. Los mineros de ASICs harían esto completamente improductivo porque podrían aumentar la dificultad de la red a niveles con los que incluso miles de CPUs que trabajan en conjunto no podrían competir.
Algunos incluso sostienen la opinión de que la centralización es inevitable, con o sin ASICs. El desarrollador de software Philip Daian argumentó en un blog reciente que las economías de escala centralizadas en el espacio minero, ejemplificadas por Bitmain, están destinadas a emerger. Una serie de factores, entre ellos el acceso desigual a electricidad barata, mano de obra barata y acuerdos secretos con los reguladores, darán a algunas grandes empresas mineras una ventaja competitiva sobre las operaciones mineras más pequeñas, independientemente de si los ASIC están involucrados o no, argumentó. A largo plazo, esto puede resultar en la misma centralización de recursos que las bifurcaciones anti-ASIC están diseñadas para evitar en primer lugar, escribió Daian.
Por ejemplo, nada impide que un gigante de la minería ASIC llegue a un acuerdo con un fabricante de GPUs para desarrollar hardware especializado. «¿Deberíamos oponernos a ellos también, insistiendo sólo en el hardware básico?» Preguntó Daia retóricamente.
En última instancia, Sharma argumentó que los ASIC «demuestran la dedicación y el compromiso de la comunidad minera con una moneda en particular, una base para la cual los participantes pueden tener una fe a largo plazo en la fortaleza de una red», dijo Sharma. «Si bien la minería en la GPU o la CPU ofrece cierta flexibilidad en la reorientación hacia diferentes criptodivisas, estos mineros tienen un fuerte incentivo para saltar de una moneda a otra para su mayor ventaja económica a corto plazo».
El futuro de los ASICS
La implementación de ASICs en una red de criptomonedas es un tema profundamente divisorio, y las consecuencias todavía están emergiendo. Después de todo, Bitcoin acaba de recibir sus primeros ASIC hace apenas unos años.
Spagni y los desarrolladores de Monero han tomado una postura de línea dura sobre el tema y están planeando una bifurcación dura para Monero que hará que los ASIC de Bitmain sean inutilizables en la red. Cuando Motherboard habló con Sharma, dijo que si esto sucedía Bitmain continuaría con el lanzamiento de los ASIC, que pueden utilizarse para extraer otras monedas que utilicen el algoritmo CryptoNight. (Sólo hay un puñado de monedas más pequeñas que utilizan este algoritmo PoW, como Electroneum).
Ethereum está adoptando un enfoque más neutral. Durante la reunión semanal de desarrolladores del Ethereum Core, celebrada el 6 de abril, uno de los puntos del orden del día fue si buscar o no un hard fork que hiciera inutilizable al ASIC Ethereum de Bitmain.
Por ahora, Buterin sugirió que no se tomara ninguna medida porque el Antminer E3 sólo ofrece aumentos marginales del rendimiento en comparación con las GPU de gama alta, por lo que no supondrá una gran diferencia en términos de potencia computacional en la red. Además, Buterin ni siquiera estaba seguro de qué cambios harían que el ASIC fuera ineficaz.
«En este momento me inclino por no hacer nada», dijo Buterin. «Simplemente no tenemos idea de qué cambio de protocolo específico lograría hacer una diferencia».
Los desarrolladores de Ethereum también señalaron durante esta reunión que probablemente era mejor concentrar el tiempo y la energía en la transición de la red del sistema de prueba de trabajo (proof-of-work) al sistema de prueba de participación (proof-of-stake), lo que significaría que no se realiza ningún tipo de minería dentro de la red en absoluto. Este cambio ha sido parte de la hoja de ruta de desarrollo de Ethereum durante años, y a medida que ocurre también es la manera más efectiva de bloquear la minería ASIC.
El problema, sin embargo, es que el plazo para la transición a la prueba de participación es incierto, aunque los desarrolladores de Ethereum ven que esto ocurrirá en un futuro cercano.
«En el peor de los casos, Bitmain controlará una gran parte de la red Ethereum durante un corto periodo de tiempo», dijo Buterin.
También señaló que si Bitmain o cualquier otra compañía ganaba el control de la mayoría de la red Ethereum y la utilizaba para un ataque, los desarrolladores de Ethereum podrían acelerar el resto del desarrollo del protocolo e implementar un nuevo algoritmo en una semana sólo para proteger la red como última medida de protección. Por otro lado, Buterin señaló que las empresas como Bitmain tienen un incentivo para «minimizar» estratégicamente su control sobre una red, ya que el control mayoritario obvio animaría a los desarrolladores a cambiar de protocolos y hacer que su hardware sea inútil, lo que no es bueno para los negocios.
Así que hasta que ocurra un ataque real, Buterin y la mayoría de los otros desarrolladores de Ethereum estuvieron de acuerdo en que ningún cambio de protocolo era el mejor curso de acción.
«La gente está muy alterada con los ASIC y es como si gritasen: Abajo Bitmain, abajo con los ASIC», dijo el desarrollador de Ethereum Hudson Jameson. «Si esto es algo que la comunidad quiere y tiene una buena razón, podemos hacerlo, pero por ahora el consenso de los desarrolladores principales es que no deberíamos hacer nada en este momento».
