¿Qué es Merged Mining o Minería Combinada?

El merged mining o minería combinada es un protocolo que permite que dos blockchain distintas que comparten un mismo protocolo de consenso y función hash, puedan minarse de forma conjunta sin perdida de rendimiento y manteniendo un alto nivel de seguridad.

Alrededor de 2014 se comenzó a implementar un nuevo modelo de minería en el que un mismo minero podía dedicarse a minar bloques en dos o más blockchains diferentes, un concepto conocido hoy en día como Merged Mining o minería combinada.

Aunque las blockchains de cualquier criptomonedas son completamente independientes y no se cruzan entre sí, existe la posibilidad de que los mineros utilicen su poder de minería (hash rate) para crear un hash válido para ambas redes. Un ejemplo que vimos hecho realidad con el nacimiento de Namecoin, un proyecto que se beneficiaba del poder de minería de Bitcoin para su funcionamiento.

Aunque el concepto de merged mining pueda originar la creencia de que el minero requiere de un mayor poder computacional para minar bloques en dos o más blockchain diferentes, lo cierto es que este modelo de minería no afecta en nada del rendimiento del equipo de minado.

Pero en esencia, un minero puede utilizar su poder de cálculo para generar diferentes hash y comprobarlos en varias redes blockchains distintas. De esta forma, si uno de los hash resulta válido para Bitcoin, por ejemplo, el minero recibirá la recompensa por su trabajo en bitcoins (BTC). Mientras que si el hash resulta válido para la red Namecoin, el minero entonces recibirá su recompensa namecoins (NMC).  Básicamente es un trabajo que paga dos por uno, y es una situación que le beneficia porque le genera mucho más ganancias.

Pero ¿Cómo puede ser esto posible si ambas redes tienen transacciones diferentes?  ¿Cómo no puede perjudicar el rendimiento del minero si mina en dos cadenas? ¿Cuál fue el origen del Merged mining? ¿Cómo funciona en detalle? ¿Qué proyectos se aprovechan del mismo? Todas estas son interesantes preguntas son las que responderemos en este capítulo de Bit2Me Academy.

Origen del Merged Mining o Minería Combinada

El concepto de merged mining cobró vida a inicios del año 2014, cuando se comenzó a implementar el Auxiliary Proof of Work. Este es el protocolo que permite que el trabajo realizado dentro de una red blockchain del tipo PoW, pueda ser utilizado como prueba de trabajo propia en otra red blockchain para la minería de bloques.

La implementación de AuxPoW se inició en las blockchains de Bitcoin y Namecoin. Esto fue posible gracias a que ambas blockchain  operan bajo el algoritmo de minado, el  SHA-256. Esta es una de las principales necesidades de este protocolo, las blockchain deben compartir el mismo protocolo, o es impracticable. El desarrollo de AuxPoW continuó luego con su desarrollo en las redes de Dogecoin y Litecoin. En este caso ambas redes  funcionan bajo el algoritmo scrypt para la minería de bloques.

Sin embargo, aunque no está explícito en el white paper de Bitcoin, en 2009 el enigmático Satoshi Nakamoto expresó en un hilo de Bitcointalk la posibilidad de compartir el poder computacional de los mineros para buscar pruebas de trabajo en varias redes de forma simultánea. Esto demuestra que Nakamoto ya había previsto la posibilidad de este tipo de trabajo, y abría la puerta de la curiosidad para su construcción.

¿Cómo funciona el Merged Mining o Minería Combinada ?

Ahora bien el funcionamiento del merged mining (o minería combinada) ciertamente no es algo sencillo. La creación de Auxiliary Proof of Work (AuxPoW) o Prueba de Trabajo Auxiliar llevó un arduo trabajo de investigación y desarrollo para hacer posible que los los mineros puedan extraer hashes y validarlos en dos o más redes blockchains distintas. Y todo ello, sin que pusiera en peligro el funcionamiento de alguna de las redes en las que el minero hiciera su trabajo. Con eso en mente, los desarrolladores lograron crear este protocolo de minería y así aprovechar al máximo el poder de minería de los equipos en varias cadenas de forma simultánea y sincrónica.

Aunque para esto, las redes blockchains que se quieran minar al mismo tiempo deben funcionar bajo el mismo algoritmo de minado. Por ejemplo, Bitcoin puede ser minado junto a cualquier otra criptomoneda, siempre que ésta utilice el algoritmo SHA-256.

Así mismo, cuando se implementa la merged mining siempre habrá una red blockchain que funcione como la red principal (parent blockchain) y otra que funcione como la red auxiliar (auxiliary blockchain). Es decir, siempre habrá una red blockchain donde el minero realiza todo el proceso de cálculo y de minado del bloque. Mientras otra red acepta esos procesos como prueba de trabajo para la minería de bloques en su propia red.

Este caso lo podemos ver claramente en Bitcoin con las redes Namecoin y RSK. En estos casos, la red principal es Bitcoin, donde los mineros hacen el trabajo de minería. Mientras que Namecoin y RSK son redes auxiliares que aceptan el trabajo de la red Bitcoin como válido.

Por su parte, para que las redes involucradas en la merged mining acepten el proceso, la red blockchain principal debe permitir la entrada de datos arbitrarios en los encabezados de los bloques minados. Mientras que la red auxiliar debe incorporar un proceso de verificación que permita demostrar que el trabajo de minería se ha realizado en la red blockchain principal.

Características de proceso de minería combinada

En la minería combinada participan una serie de elementos o características que son relevantes para su correcta realización y funcionamiento. Entre ellos se puede destacar:

• Los mineros deben construir un bloque que sea compatible para las redes blockchains donde se participe. Por ejemplo, si se utiliza merged mining con las blockchains de Bitcoin y Namecoin, el bloque que se genere en la blockchain de Bitcoin se ajusta para que sea adecuado en ambas redes, ya que Namecoin es la red auxiliar y por tanto acepta AuxPoW. En este caso el minero puede recibir las recompensas de minería de ambas redes. Mientras que si el bloque es generado en la red Namecoin, cuyo nivel de dificultad es mucho más bajo que el de la blockchain principal, éste no será compatible con la blockchain de Bitcoin, ya que Bitcoin no reconoce el protocolo AuxPoW. Por lo tanto, el minero sólo podrá recibir la recompensa generada en la red Namecoin.
• Cuando se agrega un hash adicional en el árbol de Merkle de la cadena principal, ésta no sufre ningún cambio o modificación, como sí ocurre en la cadena auxiliar. En este caso, el minero agrega el hash creado y el encabezado del bloque de la blockchain principal a la blockchain auxiliar, que serán utilizados como la prueba de trabajo. No obstante, estos datos arbitrarios serán ignorados por el protocolo AuxPoW y sólo serán añadidos a la blockchain auxiliar los hashes de nivel superior.

Bloques dentro de una Merged Mining

El proceso de merged mining  o minería combinada genera bloques válidos tanto para la red principal como para la auxiliar. Pero en este último caso, el protocolo AuxPoW  agrega una determinada información que resulta vital para el correcto funcionamiento del protocolo y de la red auxiliar. Así tenemos que cada bloque contiene la siguiente información

Como puedes ver mucha de la data de un bloque dentro de una merged mining, en especial, el bloque que va a la red auxiliar es idéntica, a la data que contiene un bloque dentro de la red principal. El resto de datos, se adaptan para que la red auxiliar pueda tomar el bloque como válido y este sea almacenado correctamente dentro de su blockchain.

Pros y Contras de Merged Mining

Pros

• La minería combinada permite utilizar un mismo equipo de minado para participar en la generación de nuevos bloques en varias redes distintas al mismo tiempo. Con merged mining es posible que un mismo equipo minero pueda generar nuevos bloques a la vez en dos o más blockchains diferentes.
• Así mismo, la merged mining hace que el poder de hash en las redes blockchains aumente. Lo que a su vez genera un mayor poder computacional para las redes y un incremento en su nivel de dificultad. Haciendo que las redes se vuelvan más seguras y robustas, al contar con una mayor capacidad de cálculo computacional o hashing. Esto puede significar una gran ventaja para las blockchains pequeñas que no cuentan con mucho poder de hash, y por tanto, no poseen un nivel de seguridad muy alto. Por lo que a través de la merged mining pueden aprovechar el poder de hash de una blockchain más grande y robusta, e incrementar su nivel de seguridad reduciendo la probabilidad de sufrir ataques.  Un ejemplo perfecto es Namecoin, cuya blockchain es pequeña pero su nivel de seguridad es muy parecido al de Bitcoin, gracias al nivel de dificultad de su minería.
• Al permitir que un mismo equipo de minado pueda ser utilizado para la minería de bloques en varias redes de forma simultánea, se incrementa la rentabilidad y el rendimiento del equipo de minería. Y por ende de la actividad minera en sí.
• Los mineros que implementan la minería combinada tienen muchas más posibilidades de generar nuevos bloques utilizando el mismo algoritmo de minado, como por ejemplo el SHA-256. Y por ende, también tendrán muchas más probabilidades de recibir las recompensas de las redes por la minería de bloques.

Contras

• En el caso de las pools de minería que deseen implementar el AuxPoW para la merged mining en varias blockchains, deben administrar al menos dos o más de estas redes para poder minar en ellas.
• Para que la merged mining sea efectiva, es necesario que la blockchain alternativa sufra algún tipo de modificación o ajuste. Que, generalmente, se trata de un hard fork o bifurcación dura. Por ejemplo en Namecoin se realizaron ajustes importantes en la versión de la red para que fuera compatible con merged mining. Por lo que los usuarios sufrieron un cambio notable y sustancial ya que ambas versiones de la red. Esto tanto la versión anterior como la nueva, ya no eran compatibles entre sí a partir del bloque número 19.200.
• Así mismo, para que la merged mining pueda funcionar correctamente, los mineros deben utilizar blockchains que operen bajo el mismo algoritmo de minado. Por lo que existirán casos en los que algunas criptomonedas no pueden ser extraídas junto a otras, si éstas no utilizan el mismo algoritmo.

Algunas implementaciones de merged mining

Bitcoin y Namecoin

Esta fusión es la primera merged mining creada en el ecosistema criptográfico, que ocurrió a principios de 2014. Ambas criptomonedas utilizan el algoritmo de minado SHA-256.

No obstante, aunque Namecoin (NMC) para esa época se mantuvo en los primeros lugares por capitalización entre las criptomonedas más utilizadas. Pero en la actualidad, a pesar de la fusión que comparte con la red Bitcoin, Namecoin ocupa la posición 392 por capitalización de mercado. Mientras que Bitcoin (BTC) se sigue posicionando como la criptomoneda de mayor uso a nivel mundial.

Dogecoin y Litecoin

Unos meses desde el lanzamiento de Dogecoin (DOGE) en 2013, su comunidad tomó la decisión de cambiar la red al AuxPoW, fusionándose con la red de Litecoin (LTC) en septiembre de 2014. Esta integración permitió que Dogecoin incrementara exponencialmente su valor en más de un 180% en tan sólo unas pocas semanas.

Esta combinación también le ha permitido a Dogecoin (DOGE) poder ir escalando de posición al lado de una de las criptomonedas más conocidas y utilizadas a nivel mundial. Litecoin (LTC) ocupa en la actualidad el puesto número 7 por capitalización de mercado entre las criptomonedas más empleadas. Así mismo, la minería combinada le ha permitido a Dogecoin mejorar significativamente su nivel de seguridad, al contar con un poder de cómputo mucho mayor que en sus comienzos.

Bitcoin y Elastos

Aunque ésta sea probablemente una de las combinaciones menos conocidas, el proyecto Elastos y sus criptomoneda ELA prometen un alza bastante similar a la vivida por Dogecoin (DOGE), cuando inicie su proceso de minería combinada con la más grandes y populares de las redes blockchains, Bitcoin.

Elastos es el primer sistema operativo de código abierto basado en la tecnología blockchain que se centra en internet. Este sistema fue diseñado con el propósito de crear un nuevo sistema operativo para el funcionamiento del internet que estuviera impulsado por la tecnología blockchain. De manera tal que fuera un sistema operativo completamente seguro y descentralizado para que los usuarios pudieran realizar sus operaciones de forma confiable y directa.

Bitcoin y RSK

RSK es la plataforma desarrollada que permite la implementación de smart contracts dentro de la red Bitcoin de forma segura y sencilla. Como RSK también implementa el algoritmo SHA-256, la combinación de la red Bitcoin y de la plataforma RSK es posible.

Al igual que en los demás casos de aplicación de merged mining, la implementación de la minería combinada permite la utilización de los mismos equipos de minería en ambas redes. Reduciendo los gastos de inversión y de recursos para la adquisición de complejos equipos por separado. Así mismo, el poder de hash de una de las redes se puede utilizar como beneficio para incrementar la seguridad de la otra red. . Al mismo tiempo que los mineros tendrán muchas más probabilidades de generar un nuevo bloque al participar simultáneamente en dos redes distintas. Y por supuesto, también podrán recibir las recompensas que se otorgan ambas redes.