¿Qué es una transacción coinbase y cómo funciona dentro de Bitcoin?

¿Qué es una transacción coinbase?

Una transacción coinbase es la primera transacción de cada bloque de Bitcoin. Esta es la forma en que un minero recibe la recompensa por ese bloque. Esta recompensa se denomina block reward y consta de dos partes: bitcoin recién emitidos, la block subsidy, y las comisiones de transacción de todas las transacciones normales que el minero ha incluido en ese bloque.

El minero que crea un bloque candidato coloca siempre esta transacción en primer lugar dentro del bloque. A través de las salidas, es decir, los destinos del dinero, el minero puede enviar la recompensa a una dirección propia o a un miningpool.

Puntos clave

• Una transacción coinbase es siempre la primera transacción de un bloque de Bitcoin.
• Los mineros utilizan esta transacción para reclamar la block subsidy y las comisiones de transacción.
• Los nodos completos verifican que la transacción coinbase cumpla las reglas de Bitcoin.
• Una transacción coinbase tiene una entrada especial que no hace referencia a una salida anterior de Bitcoin.
• La recompensa solo puede gastarse a partir de la altura de bloque h+100.

¿Cómo funciona una transacción coinbase?

Primero, un minero crea un bloque candidato con la transacción coinbase en la parte superior y después añade, si corresponde, transacciones del mempool. El mempool es, en términos simples, la cola de transacciones que ya se han enviado a la red, pero que todavía no están en un bloque.

A continuación, el minero elige a dónde irá la recompensa. Puede ser una propia dirección de Bitcoin, pero en los miningpools a menudo hay un script de pago que determina el pool. Después, el pool se encarga de cómo se paga a los participantes.

En la entrada especial coinbase se incluye, entre otras cosas, la block height, es decir, el número de orden del bloque. El minero también puede añadir datos extra, como una nonce adicional. Una nonce es un valor que el software de minería cambia continuamente durante la búsqueda de un hash válido.

¿Por qué es útil? En proof of work, el minero prueba muchísimos hashes distintos hasta que uno cumple las reglas de Bitcoin. Si la nonce normal del encabezado del bloque ya no basta para seguir haciendo nuevos intentos, el minero puede modificar la nonce adicional en la transacción coinbase.

Como resultado, cambia el ID de transacción de la transacción coinbase. Después también cambia la merkle root, una especie de huella criptográfica resumida de todas las transacciones del bloque. Así, el minero obtiene de nuevo muchas posibilidades nuevas para probar hashes.

La transacción coinbase solo cuenta realmente cuando el minero encuentra un bloque válido y los nodos aceptan ese bloque. Un nodo es un ordenador que verifica las reglas de Bitcoin. Si un nodo rechaza el bloque, la transacción coinbase tampoco forma parte de la blockchain activa de Bitcoin.

¿Cuál es la diferencia entre una transacción coinbase y una transacción normal?

La gran diferencia es que una transacción normal de Bitcoin gasta bitcoin existentes, mientras que una transacción coinbase fija la recompensa del bloque.

Una transacción normal utiliza una o varias entradas. Esa entrada hace referencia a una salida anterior que todavía no se ha gastado, una “Unspent Transaction Output”. Esa salida no gastada también se denomina UTXO. En términos simples: una UTXO es una parte de bitcoin que todavía está disponible para ser gastada.

En una transacción normal, el valor de las salidas debe ser igual o inferior al valor de las entradas. La diferencia es la comisión de transacción que puede recibir el minero.

Una transacción coinbase funciona de otra manera. Tiene exactamente una entrada especial coinbase. Esta no hace referencia de forma intencionada a una UTXO existente. En su lugar, contiene un hash cero como ID de transacción anterior y el índice 0xffffffff.

Eso no significa que el minero pueda crear bitcoin libremente. El valor total de las salidas puede ser como máximo igual a la subvención de ese bloque más las fees de las demás transacciones del mismo bloque.

También se aplican dos reglas sencillas del bloque:

• Un bloque debe comenzar con exactamente una transacción coinbase.
• No puede haber una segunda transacción coinbase más adelante en el mismo bloque.

Otra diferencia: las salidas de una transacción coinbase no pueden gastarse de inmediato. Para ello se aplica un periodo de espera de 100 bloques nuevos.

¿Qué reglas se aplican a una transacción coinbase?

Una transacción coinbase debe cumplir una serie de reglas fijas de Bitcoin. Si no lo hace, toda la red rechaza el bloque completo.

Las reglas más importantes son:

• La transacción coinbase siempre aparece como la primera transacción de un bloque.
• La transacción tiene una entrada especial.
• Esa entrada no hace referencia a bitcoin recibidos anteriormente, como ocurre en una transacción normal.
• En la entrada se incluye, entre otras cosas, el número del bloque, también llamado block height.
• El minero no puede darse a sí mismo cualquier cantidad arbitraria de bitcoin.
• La recompensa total puede consistir como máximo en la block subsidy más las comisiones de transacción del bloque.

La block subsidy es la cantidad de bitcoin nuevos que se emiten al crear un bloque. Bitcoin comenzó con una recompensa de 50 BTC por bloque. Después de cada 210.000 bloques, esta recompensa se reduce a la mitad. Esto ocurre aproximadamente una vez cada cuatro años y se denomina Bitcoin halving. Por tanto, los mineros no pueden ajustar esta recompensa por sí mismos.

Si un bloque contiene datos de witness de SegWit, la transacción coinbase tiene además una función técnica adicional. En ese caso, se incluye en la transacción coinbase un llamado witness commitment. Con ello, los datos witness de las transacciones quedan vinculados criptográficamente al bloque, de modo que los nodos pueden verificar esta información.

¿Por qué una transacción coinbase no tiene entradas normales?

Una transacción coinbase sí tiene una entrada, pero no una entrada normal que gaste bitcoin de una salida anterior.

Esto es lógico: la block subsidy se pone por primera vez a disposición a través de esta transacción. Por tanto, todavía no existe una UTXO anterior a la que el minero pueda hacer referencia. Las comisiones de transacción del nuevo bloque también llegan al minero a través de esta transacción.

Puede verse como la liquidación de un bloque. El minero ha producido un bloque válido y, por ello, puede reclamar exactamente la recompensa que corresponde a ese bloque. Después, los nodos completos verifican si esa cantidad es correcta.

Ejemplo: Supongamos que la block subsidy y todas las fees juntas forman una determinada cantidad máxima. Si un minero incluye en las salidas coinbase más de esa cantidad, el bloque no es válido. En ese caso, el minero no recibe nada, ni siquiera la cantidad que sí estaba permitida.

La entrada coinbase también tiene una función práctica durante la minería. La block height obligatoria y la nonce adicional ayudan al software de minería a realizar continuamente nuevos intentos de proof of work.

¿Cuánto tarda la confirmación de una transacción coinbase?

Una transacción coinbase recibe su primera confirmación en el momento en que el bloque en el que se encuentra pasa a formar parte de la blockchain activa de Bitcoin.

No se sabe de antemano cuánto tardará. El minero primero debe encontrar un bloque válido de proof of work y la red debe aceptar ese bloque. Proof of work es el sistema en el que los mineros realizan trabajo computacional para encontrar un hash que cumpla las reglas de Bitcoin.

La salida coinbase tampoco puede gastarse de inmediato después de eso. Bitcoin establece que solo puede utilizarse como entrada a partir de la altura de bloque h+100, donde h es la altura del bloque en el que se encuentra la transacción coinbase.

Si la recompensa está, por ejemplo, en el bloque 500, podrá gastarse por primera vez en el bloque 600. Por tanto, se trata de 100 bloques nuevos, no de un tiempo fijo en horas o minutos. Los bloques no se encuentran siempre exactamente en el mismo momento.

Algunas aplicaciones de cartera de criptomonedas muestran las confirmaciones de forma ligeramente distinta en pantalla. Por eso, esta regla es la más clara: una salida coinbase del bloque h puede gastarse en el bloque h+100.

¿Por qué son importantes las transacciones coinbase para Bitcoin?

Las transacciones coinbase son importantes porque determinan cómo se emiten nuevos bitcoin según las reglas fijas de Bitcoin y cómo los mineros reciben sus comisiones de transacción.

La block reward da a los mineros un incentivo para dedicar potencia de cálculo al proof of work y crear bloques válidos. Sin una transacción coinbase, no existe una forma estándar de asignar esa recompensa dentro de un bloque.

Al mismo tiempo, Bitcoin mantiene bajo control la cantidad de dinero. Cada nodo completo comprueba por sí mismo que la transacción coinbase no pague de más. Si un minero intenta reclamar bitcoin adicionales, los nodos no aceptan el bloque. Por tanto, un solo minero no puede cambiar las reglas por su cuenta ni crear bitcoin extra.

También para la propia minería esta transacción es útil. Al cambiar datos como una nonce adicional, cambia la merkle root y el minero obtiene más hashes que probar.

En SegWit, la transacción coinbase también desempeña un papel en el registro de los datos witness. De este modo, esos datos transaccionales adicionales quedan vinculados criptográficamente al bloque.

¿Qué riesgos y limitaciones tienen las transacciones coinbase?

La principal limitación es que el bitcoin recibido no está disponible de inmediato. Un minero o un miningpool debe esperar a que se añadan 100 bloques nuevos antes de poder gastar la salida coinbase. Esto limita temporalmente la liquidez.

Además, la recompensa solo es válida mientras el bloque permanezca en la blockchain activa de Bitcoin. Si un bloque no es aceptado, o más tarde queda fuera de la cadena activa debido a una reorganización de la cadena, la salida correspondiente no puede gastarse.

Un minero también debe ser muy preciso con la cantidad. Reclamar demasiado hace que todo el bloque sea inválido. Reclamar menos sí está permitido, siempre que no se supere el límite superior, pero entonces el minero pierde por su cuenta parte de los ingresos posibles.

El coinbase scriptSig tiene un espacio limitado. Puede tener como máximo 100 bytes y debe comenzar con la block height. Por ello, queda poco espacio para texto libre u otros metadatos.

Todo lo que el minero incluya allí será visible públicamente una vez que el bloque se haya incorporado. Un miningpool, por ejemplo, puede añadir una etiqueta reconocible. Eso puede revelar información sobre quién produjo el bloque.

Por último, esta recompensa también depende de un script de gasto correcto y de las claves adecuadas. Si el script está mal configurado o las claves necesarias ya no están disponibles, la recompensa puede seguir sin poder gastarse a pesar de la regla de los 100 bloques.

Conclusión

Una transacción coinbase es la primera transacción especial de cada bloque de Bitcoin. Con ella, el minero recibe como máximo la block subsidy y las comisiones de transacción de ese bloque.

La transacción se parece a una transacción normal de Bitcoin, pero tiene una entrada especial que no hace referencia a bitcoin anteriores. Esto es necesario porque la block subsidy se pone por primera vez a disposición a través de esta vía. Al mismo tiempo, los nodos supervisan estrictamente cuánto puede reclamar el minero.

Para usted, como usuario habitual de Bitcoin, una transacción coinbase normalmente no se ve de forma directa. Pero bajo el capó, es una parte importante de Bitcoin: conecta la minería, el proof of work, la emisión de nuevos bitcoin y las comisiones de transacción.