Il mining di Bitcoin: il costo della scarsità

Il consumo energetico come fondamento del proof of work

Bitcoin funziona dal 2009 senza che alcuna autorità centrale debba stabilire quali transazioni siano valide. A tenere insieme il sistema è il mining, l’attività attraverso cui migliaia di operatori mettono a disposizione potenza di calcolo, raccolgono le transazioni in nuovi blocchi e contribuiscono alla sicurezza della rete, ricevendo in cambio nuovi bitcoin e commissioni. Questa attività richiede grandi quantità di elettricità, ma il suo impatto non dipende soltanto dai consumi complessivi: conta anche da quali fonti proviene l’energia utilizzata.

Il consumo energetico non è un effetto collaterale né un difetto accidentale, ma il risultato di una delle scelte di progettazione più importanti e discusse dell’intero sistema. Legare la sicurezza della rete e la tutela della sua scarsità programmata a un costo energetico reale, anziché a meccanismi meno onerosi, contribuisce ad avvicinare Bitcoin al modello economico dell’oro.

Il problema della doppia spesa

Qualsiasi sistema di pagamento digitale privo di un’autorità centrale deve rispondere a una domanda di fondo: come impedire che lo stesso valore venga trasferito due volte? In un sistema bancario tradizionale è la banca a tenere il registro definitivo dei saldi e delle transazioni. Bitcoin doveva invece risolvere il problema senza intermediari, facendo convergere migliaia di partecipanti indipendenti e privi di rapporti di fiducia reciproca sulla medesima cronologia dei pagamenti. La soluzione fu il proof of work, un meccanismo che assegna il diritto di scrivere il blocco successivo a chi dimostra di aver sostenuto un costo computazionale reale, oneroso da produrre ma verificabile in pochi istanti.

In concreto, i miner raccolgono le transazioni in attesa, costruiscono un blocco candidato e modificano ripetutamente un valore numerico chiamato nonce. A ogni variazione calcolano l’hash del blocco, un codice di lunghezza fissa ricavato dai suoi dati. Basta cambiare un solo elemento perché il risultato sia completamente diverso. L’obiettivo è ottenere un hash inferiore alla soglia stabilita dalla rete. Non esistono scorciatoie matematiche: occorre procedere per tentativi, miliardi di volte al secondo, ed è questa competizione a tradursi in consumo di elettricità. Il primo miner che trova un hash valido diffonde il blocco sulla rete. A verificarlo sono i nodi, computer che eseguono il software di Bitcoin e mantengono una copia della blockchain. Se il blocco e le transazioni rispettano le regole del protocollo, i nodi lo accettano e il miner riceve i nuovi bitcoin previsti, insieme alle commissioni pagate dagli utenti.

Meccanismi alternativi, come il proof of stake adottato da Ethereum nel 2022, legano invece il diritto di proporre e validare i blocchi all’ammontare di criptoattività messo a garanzia dai partecipanti. Bitcoin ha scelto di ancorare la sicurezza della rete a costi esterni e fisici, legati all’hardware, alla potenza di calcolo e all’elettricità, anziché a risorse puramente interne al sistema. In un sistema proof of stake, chi controlla una quota sufficiente della criptoattività può, almeno in teoria, esercitare un’influenza significativa sulla rete. In un sistema proof of work, chi vuole attaccare Bitcoin deve invece procurarsi una quantità sufficiente di hardware, potenza di calcolo ed energia, sostenendo costi che non possono essere aggirati semplicemente accumulando la criptoattività che si vuole compromettere.

Bitcoin e oro digitale

Il proof of work protegge l’immutabilità della cronologia delle transazioni e contribuisce a rendere credibile la scarsità programmata di Bitcoin. I nuovi bitcoin vengono emessi secondo un calendario prestabilito, con una quantità che si dimezza circa ogni quattro anni fino a esaurirsi attorno al 2140. Allo stesso tempo, modificare una transazione già registrata richiederebbe ricostruire il lavoro computazionale accumulato nei blocchi successivi e continuare a competere con il resto della rete.

Questa combinazione ha favorito l’assimilazione di Bitcoin all’oro come riserva di valore. Entrambi sono scarsi, richiedono risorse per essere prodotti e non generano flussi di cassa o rendimenti intrinseci. Esiste però una differenza sostanziale. L’emissione di Bitcoin è rigida e non reagisce alle variazioni del prezzo: anche un forte aumento della domanda non accelera la creazione di nuove unità. La produzione di oro, invece, può aumentare quando prezzi più elevati rendono conveniente sfruttare giacimenti prima poco redditizi, sebbene con tempi e limiti imposti dall’attività estrattiva.

Il parallelo non implica quindi un’equivalenza. L’oro possiede anche una domanda non monetaria, legata alla gioielleria, all’elettronica e agli impieghi industriali, mentre Bitcoin trae il proprio valore dalla fiducia nella sua scarsità e nelle regole che ne governano il funzionamento. Diversa è anche l’origine della scarsità: quella dell’oro dipende dalla geologia, mentre quella di Bitcoin è stabilita da un protocollo software condiviso e verificabile. Il proof of work contribuisce a tutelare questa scarsità collegando la sicurezza della rete a un costo energetico reale. Passare a un modello più efficiente, come il proof of stake, non eliminerebbe semplicemente quel costo, ma sostituirebbe il principio su cui si fondano la protezione della rete e il suo accostamento all’oro.

Fonti energetiche

Secondo il Cambridge Digital Mining Industry Report del 2025, il mining di Bitcoin consuma su base annualizzata circa 138 terawattora di elettricità, pari a circa lo 0,5% del consumo elettrico mondiale. La cifra restituisce la scala del fenomeno, ma non ne descrive da sola l’impatto ambientale: a parità di consumo, le conseguenze cambiano radicalmente in base alle fonti utilizzate.

Lo stesso rapporto stima che il 52,4% dell’elettricità impiegata provenga da fonti considerate sostenibili: il 42,6% da rinnovabili e il 9,8% dal nucleare. L’idroelettrico rappresenta la principale fonte rinnovabile, con il 23,4%, seguito dall’eolico con il 15,4% e dal solare con il 3,2%. Il gas naturale resta tuttavia la singola fonte più utilizzata, con il 38,2%, mentre carbone e petrolio incidono rispettivamente per l’8,9% e lo 0,5%. Ne emerge un mix in trasformazione, ma ancora diviso tra fonti a basse emissioni e combustibili fossili.

Rispetto all’estrazione dell’oro, il mining digitale presenta un vantaggio operativo preciso: una miniera è vincolata alla posizione del giacimento, mentre una mining farm può essere installata dove l’elettricità è più abbondante e conveniente e trasferita quando cambiano le condizioni economiche o normative. Poiché l’energia costituisce una delle principali voci di costo, questa mobilità può orientare gli operatori verso produzione idroelettrica, solare o eolica a basso prezzo, oppure verso capacità che altrimenti resterebbe inutilizzata. Il rapporto non è però automatico: in alcune regioni l’energia meno costosa continua a provenire dai combustibili fossili. Valutare l’impatto del mining richiede quindi di considerare insieme la quantità di energia consumata, la composizione del mix energetico e l’intensità delle emissioni.

Origini del proof of work

Il proof of work precede Bitcoin di quindici anni e nasce nel contesto della lotta allo spam nelle email. Nel 1993 i crittografi Cynthia Dwork e Moni Naor pubblicarono un articolo accademico intitolato “Pricing via Processing or Combatting Junk Mail”, nel quale proponevano di scoraggiare l’invio massivo di messaggi indesiderati imponendo al mittente di risolvere prima un piccolo calcolo matematico. Il costo sarebbe stato trascurabile per chi inviava un singolo messaggio, ma proibitivo per chi ne spediva milioni.

Nel 1997 Adam Back, informatico legato al movimento cypherpunk e oggi cofondatore e CEO di Blockstream, trasformò quell’idea in un sistema concreto chiamato Hashcash, basato su funzioni di hash anziché su calcoli matematici generici. Il termine “proof of work” venne formalizzato nel 1999 in un articolo di Markus Jakobsson e Ari Juels. Nel 2004 il crittografo Hal Finney, in seguito tra i primi interlocutori diretti di Nakamoto, propose una variante chiamata “reusable proof of work”, avvicinando ulteriormente il meccanismo alla costruzione di un sistema monetario digitale. Quando Nakamoto pubblicò il whitepaper di Bitcoin nell’ottobre 2008, citò esplicitamente Hashcash come riferimento per il meccanismo di mining e consenso.

L’innovazione di Bitcoin non consiste quindi nell’invenzione del proof of work, ma nell’averlo trasformato nel fondamento della sicurezza di una rete decentralizzata, capace di operare senza autorità centrali, intermediari o rapporti di fiducia tra i partecipanti.

Concentrazione dei pool

La sicurezza del proof of work beneficia della distribuzione della potenza di calcolo tra un numero sufficientemente ampio di partecipanti indipendenti. Negli ultimi anni, tuttavia, l’attività di mining si è concentrata attorno a pochi grandi pool, che aggregano la potenza di migliaia di operatori e ripartiscono le ricompense in proporzione al contributo di ciascuno, rendendo i guadagni più regolari. Secondo i dati di miningpoolstats.stream relativi alla metà del 2026, Foundry USA, AntPool, ViaBTC e F2Pool rappresentavano insieme oltre il 70% della potenza di calcolo della rete, con Foundry USA vicino al 30%. Le percentuali devono essere interpretate con cautela, poiché derivano da stime basate sull’attribuzione dei blocchi e non indicano necessariamente la proprietà diretta della potenza di calcolo.

La concentrazione dei pool incide soprattutto sulla resistenza della rete alla censura delle transazioni. Sulla base della distribuzione dei blocchi osservata nel periodo considerato, sarebbero stati sufficienti circa tre pool per superare insieme la metà della potenza di calcolo. Il dato offre una misura della concentrazione operativa, ma non implica che i pool possiedano direttamente tutta la potenza loro attribuita. I gestori scelgono quali transazioni inserire nei blocchi e potrebbero, almeno in teoria, escludere quelle provenienti da indirizzi sottoposti a sanzioni o ritenuti indesiderati. Il rischio è attenuato dal fatto che la potenza aggregata appartiene ai singoli miner, che possono trasferirla verso un altro pool. Il Job Declaration Protocol, uno dei componenti di Stratum V2, mira inoltre a consentire ai miner di scegliere le transazioni da includere nei blocchi, anziché ricevere dal pool un blocco già composto. Rimane comunque una tensione tra l’architettura decentralizzata di Bitcoin e la concentrazione operativa raggiunta dall’industria del mining.

Fine delle nuove emissioni

Il calendario di emissione di Bitcoin prevede che la quantità di nuovi bitcoin assegnata a ogni blocco si dimezzi circa ogni quattro anni attraverso un evento noto come halving. Il processo continuerà fino al 2140 circa, quando sarà stata emessa l’ultima frazione dei 21 milioni di bitcoin previsti dal protocollo. Fino ad allora, i ricavi del mining proverranno da due fonti: il block subsidy, costituito dai nuovi bitcoin assegnati a ciascun blocco, e le commissioni pagate dagli utenti per includere le proprie transazioni. Con il susseguirsi degli halving, il peso del block subsidy diminuirà progressivamente, mentre le commissioni assumeranno un’importanza relativa crescente, fino a diventare l’unica fonte di ricavo.

Il graduale passaggio dal block subsidy alle commissioni non comporta necessariamente un indebolimento della rete. Il nuovo equilibrio dipenderà dalla domanda di spazio nei blocchi, dal valore economico delle transazioni, dal prezzo di bitcoin e dall’efficienza dei miner. Commissioni più elevate in termini assoluti potrebbero compensare la riduzione delle nuove emissioni. Se ciò non accadesse, la potenza di calcolo si adeguerebbe ai ricavi disponibili, come già avviene in seguito agli halving.

Nessuna blockchain di dimensioni paragonabili ha ancora sperimentato un modello sostenuto quasi interamente dalle commissioni, che oggi rappresentano una quota minoritaria dei ricavi del mining. La transizione, tuttavia, non avverrà improvvisamente nel 2140, ma procede già ora a ogni dimezzamento della ricompensa. La questione di lungo periodo riguarda quindi il livello di sicurezza che la rete riuscirà a finanziare nel tempo in rapporto al valore custodito e trasferito.

Conclusioni

Il mining di Bitcoin è la traduzione concreta di una scelta di progettazione ponderata: affidare la sicurezza della rete e la tutela della sua scarsità programmata a un costo fisico reale, anziché a un’autorità centrale o a un meccanismo puramente interno al sistema. Il consumo energetico non rappresenta quindi un effetto collaterale o un difetto accidentale, ma una componente essenziale del proof of work. È il costo sostenuto dai miner a rendere onerosa la produzione di nuovi blocchi e altrettanto oneroso il tentativo di alterare la blockchain, mentre la verifica delle operazioni rimane semplice e accessibile a tutti i partecipanti.

Questo non rende irrilevanti né l’entità dei consumi né la provenienza dell’elettricità impiegata, che restano elementi decisivi per valutarne l’impatto ambientale. Significa, però, riconoscere che il fabbisogno energetico del mining risponde a una precisa funzione economica e tecnologica. Passare a modelli energeticamente più efficienti, come il proof of stake, non equivarrebbe semplicemente a ottimizzare Bitcoin, ma ne modificherebbe il modello di sicurezza, spezzando il legame tra protezione della rete, tutela della scarsità e impiego di risorse fisiche su cui si fonda anche il parallelo con l’oro.

La solidità di questo modello dipenderà sempre più dalla capacità del mining di restare distribuito e di adattarsi alla progressiva riduzione delle nuove emissioni. La concentrazione della potenza di calcolo in pochi grandi pool e il crescente peso delle commissioni rappresentano le principali prove della sua evoluzione. Non sono necessariamente segnali di un limite imminente, ma aspetti strutturali da cui dipenderà la capacità di Bitcoin di conservare nel tempo sicurezza, neutralità e decentralizzazione.