Por Canuto  

Un nuevo estudio de la Texas A&M University analiza los incentivos de los mineros de Bitcoin cuando las recompensas de bloque desaparezcan, revelando que el umbral para el comportamiento desviado podría reducirse a solo el 0,17% de los fees, amenazando la seguridad. Sin embargo, proponen políticas como una tarifa base y un piso de comisiones que mantendrían la red estable.
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  • La investigación encuentra que sin recompensas de bloque, el desvío masivo podría ocurrir incluso con una ganancia adicional mínima.
  • El análisis empírico del halving 2024 no mostró un aumento estructural de comportamientos desviados, pero el riesgo crecerá en el futuro.
  • Una combinación de tarifa base, piso de fees y tamaño de bloque adaptativo mantiene la tasa de desviación por debajo del umbral de tolerancia a fallos bizantinos (50%).

 

 

Desde su creación por Satoshi Nakamoto, Bitcoin se ha mantenido seguro gracias a los incentivos económicos de los mineros, quienes validan transacciones mediante un proceso de prueba de trabajo. Sin embargo, el protocolo reduce a la mitad la recompensa por bloque aproximadamente cada cuatro años, una política que garantiza la escasez pero plantea dudas sobre la estabilidad a largo plazo cuando ese subsidio llegue a cero.

En el artículo Bitcoin After Block Rewards, Junhyuk Lee de Texas A&M University investiga si la red puede permanecer segura cuando los ingresos de los mineros dependan únicamente de las tarifas de transacción y del Valor Extraíble por Minero (MEV, por sus siglas en inglés). El estudio advierte que, sin mecanismos estabilizadores, el incentivo para desviarse del minado honesto se vuelve peligrosamente atractivo.

El riesgo no es teórico: la experiencia del halving de 2024 mostró que, aunque la recompensa aún cubría costos, la contracción en la demanda de espacio de bloque y la caída de las tarifas redujeron los ingresos sustancialmente, un preludio de lo que podría ocurrir en un régimen sin subsidio.

Modelando la decisión del minero

Lee formaliza el comportamiento minero mediante un Proceso de Decisión de Markov (MDP), donde cada minero elige entre minar honestamente o desviarse en cada bloque, comparando los beneficios esperados. La minería honesta sigue el protocolo: extender la cadena más larga, construir bloques desde el mempool público y difundir inmediatamente. La desviación incluye retenciones, publicación tardía o inclusión selectiva de transacciones para obtener ganancias privadas adicionales Gt.

El modelo deriva una condición de umbral sencilla: el desvío es rentable si la ganancia adicional Gt supera el producto de un factor de penalización ϕ(w) y la recompensa observable Xt. Es decir, Gt ≥ ϕ(w)· Xt. La variable Xt incluye la recompensa de bloque Rt, las tarifas de transacción Ft y el MEV Mt. A medida que Rt disminuye, el umbral baja, facilitando la desviación.

La penalización ϕ(w) depende del tiempo w que un minero desviado retiene el bloque antes de publicarlo. Cuanto mayor es w, más crece la probabilidad de que su bloque quede huérfano, reduciendo su probabilidad de éxito. Sin embargo, este factor no es controlable por el protocolo, por lo que las soluciones se enfocan en aumentar Xt o limitar Gt.

Evidencia empírica del halving 2024

El análisis abarcó 100,001 bloques desde la altura 790,000 hasta 890,000, que incluyen el halving de abril de 2024 en el bloque 840,000. Los datos provienen de blockchain.com y de métricas de auditoría de mempool.space, mientras que los costos eléctricos se estimaron con el Índice de Consumo Eléctrico de Bitcoin de Cambridge (CBECI).

Los resultados muestran que la recompensa total mediana Xt cayó de aproximadamente 650 millones de satoshis antes del halving a unos 320 millones después, principalmente por la reducción del subsidio de BTC 6,25 a 3,125. Las tarifas de transacción Ft también se contrajeron: la mediana pasó de 27 millones a 7,2 millones de satoshis, mientras que la tasa de tarifa por vByte bajó de 27,12 a 9,56 sat/vB. Además, la utilización de bloques se desplomó del 99,83% al 42,17%, reflejando una demanda decreciente.

A pesar de esta caída abrupta, los puntajes de auditoría de bloques, que indican cuán alineados están los mineros con la plantilla de maximización de tarifas del mempool público, no mostraron un incremento persistente de comportamientos consistentes con desvío. Los episodios de puntajes bajos estuvieron más asociados a eventos puntuales de actividad ordinal o volatilidad de precios, no al halving en sí. Esto sugiere que la recompensa de bloque restante aún actúa como estabilizador.

El umbral de desviación sin recompensa de bloque

Cuando se simula un escenario hipotético sin subsidio (Rt=0), el estudio encuentra que el umbral de ganancia adicional Gt necesario para desviarse se desploma a solo el 0,17% de Xt. En otras palabras, basta una ganancia privada minúscula —como un beneficio por MEV o una tarifa oculta— para que el minero racional decida desertar del comportamiento honesto.

Esta cifra se ilustra con un gráfico donde la línea de umbral apenas se despega del eje horizontal: para un Xt de 100 millones de satoshis, el Gt crítico es de apenas 170,000 satoshis. En contraste, durante el período pre-halving, la ganancia adicional necesaria era de unos 82,000 satoshis sobre un Xt mediano de 650 millones, lo que equivale a un porcentaje aún menor.

El autor enfatiza que, aunque hoy el desvío masivo no se materializa, el riesgo escalará con futuros halvings hasta que Rt sea cero alrededor del año 2140. La red se volvería extremadamente frágil si no se implementan mecanismos de soporte en las tarifas.

Propuestas de estabilización: Base Fee, Fee Floor y tamaño de bloque adaptativo

Para contrarrestar este escenario, Lee evalúa tres mecanismos inspirados en parte por EIP-1559 de Ethereum. La tarifa base (Base Fee) se ajusta automáticamente según la utilización de bloque respecto a un objetivo (U*=0.8), aumentando cuando la demanda supera la capacidad y reduciéndose en caso contrario. Su fórmula es bt+1=bt·(1+α·(Ut-U*)/U*), con α=0.125.

El piso de tarifas (Fee Floor) establece una comisión mínima Fmin que los mineros deben recibir, incluso en períodos de baja demanda, elevando el Xt efectivo. En las simulaciones se fija en 20 millones de satoshis. Esto garantiza que el umbral Gt nunca colapse por tarifas nulas.

Además, un tamaño de bloque máximo adaptativo (entre 1 MB y 2 MB) ajusta la capacidad según la utilización diaria promedio, evitando tanto la congestión excesiva —que aumentaría Gt al encarecer el espacio— como el colapso de tarifas por bloques vacíos. Su regla de actualización es Bt+1=min(Bmax,(1+β)Bt) si Ūt>U*, y viceversa con β=0.10 por época.

Simulaciones y eficacia combinada

El artículo reporta simulaciones sobre los datos históricos del halving 2024 con Rt=0, fijando la ganancia adicional Gratio en 0,17% de Xt. Sin ninguna política, la tasa de desviación β supera el 70%, muy por encima del umbral de tolerancia a fallos bizantinos del 50% requerido por el protocolo Bitcoin Backbone de Garay, Kiayias y Leonardos.

Al activar únicamente la tarifa base, la tasa baja a 26%. Si se añade el piso de tarifas, cae al 2% (configuración B) o al 1,9% (con tamaño adaptativo, configuración C). La combinación más completa (base fee + fee floor + adaptativo) logra un 2,0%, demostrando que la base fee es el componente dominante, pero el fee floor refuerza el sistema.

Incluso sin tarifa base, el piso de tarifas solo (configuración E) reduce la desviación al 46,9%, rozando el límite. Estos resultados, resume el autor, confirman que estabilizar Xt es crítica para la seguridad post-subsidio.

Lecciones y trabajo futuro

El estudio reconoce limitaciones: la penalización ϕ(w) depende del tiempo de retención w del minero desviado, cuyo análisis sistemático queda pendiente. Tampoco se modelan interacciones estratégicas entre pools mineros, ni se midió empíricamente el MEV en Bitcoin, recurriendo a una distribución sintética ajustada desde datos de Ethereum.

El autor agradece la guía del profesor Juan A. Garay y subraya que las soluciones presentadas no son definitivas, sino puntos de partida para que desarrolladores, mineros y usuarios debatan cómo sostener la red cuando se extinga la recompensa de bloque. El código y datos del experimento están disponibles en un repositorio público, fomentando la reproducibilidad.

En definitiva, el paper aporta un marco cuantitativo para evaluar riesgos de desvío y demuestra que, aunque aún no hay señales de colapso, Bitcoin necesitará ajustes de protocolo para preservar su carácter descentralizado y seguro a largo plazo.

Imagen original de DiarioBitcoin, creada con inteligencia artificial, de uso libre, licenciada bajo Dominio Público.

Este artículo fue escrito por un redactor de contenido de IA y revisado por un editor humano para garantizar calidad y precisión.


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