O que é mineração de bitcoin?
Provavelmente, você ouve a frase “mineração de bitcoin” e sua mente começa a divagar na fantasia ocidental de picaretas, sujeira e enriquecimento. Acontece que essa analogia não está muito longe.
A mineração de bitcoins é realizada por computadores de alta potência que resolvem problemas matemáticos computacionais complexos; esses problemas são tão complexos que não podem ser resolvidos manualmente e são complicados o suficiente para sobrecarregar até mesmo computadores incrivelmente poderosos.
Principais vantagens
• A mineração de bitcoins é o processo de criação de novos bitcoins resolvendo um quebra-cabeça computacional.
• A mineração de bitcoin é necessária para manter o registro de transações no qual o bitcoin se baseia.
• Os mineradores se tornaram muito sofisticados nos últimos anos, usando maquinários complexos para acelerar as operações de mineração.
O resultado da mineração de bitcoin é duplo. Primeiro, quando os computadores resolvem esses problemas matemáticos complexos na rede bitcoin, eles produzem um novo bitcoin (não muito diferente de quando uma operação de mineração extrai ouro do solo). E, em segundo lugar, ao resolver problemas de matemática computacional, os mineradores de bitcoin tornam a rede de pagamento bitcoin confiável e segura, verificando suas informações de transação.
Quando alguém envia bitcoins para qualquer lugar, é chamado de transação. As transações feitas na loja ou online são documentadas por bancos, sistemas de ponto de venda e recibos físicos. Os mineiros de Bitcoin alcançam a mesma coisa agrupando as transações em "blocos" e adicionando-as a um registro público chamado "blockchain". Os nós então mantêm registros desses blocos para que possam ser verificados no futuro.
Quando os mineradores de bitcoins adicionam um novo bloco de transações ao blockchain, parte de seu trabalho é garantir que essas transações sejam precisas. Em particular, os mineradores de bitcoin certificam-se de que o bitcoin não está sendo duplicado, uma peculiaridade única das moedas digitais chamada de “gasto duplo”. Com moedas impressas, a falsificação é sempre um problema. Mas, geralmente, depois de gastar US $ 20 na loja, a conta está nas mãos do balconista. Com a moeda digital, no entanto, a história é diferente.
As informações digitais podem ser reproduzidas com relativa facilidade, portanto, com o Bitcoin e outras moedas digitais, existe o risco de que um gastador possa fazer uma cópia de seu bitcoin e enviá-lo para outra parte, mantendo o original.1
Considerações Especiais
Mineiros de Bitcoin recompensadores
Com até 300.000 compras e vendas ocorrendo em um único dia, verificar cada uma dessas transações pode ser muito trabalhoso para os mineiros.2 Como compensação por seus esforços, os mineiros recebem bitcoins sempre que adicionam um novo bloco de transações ao blockchain .
A quantidade de novo bitcoin liberada com cada bloco extraído é chamada de "recompensa do bloco". A recompensa do bloco é reduzida à metade a cada 210.000 blocos (ou aproximadamente a cada 4 anos). Em 2009, era 50. Em 2013 era 25, em 2018 era 12,5 e em maio de 2020 era reduzido para 6,25.
O Bitcoin reduziu pela metade sua recompensa de mineração - de 12,5 para 6,25 - pela terceira vez em 11 de maio de 2020.
Esse sistema continuará até por volta de 2140.3 Nesse ponto, os mineiros serão recompensados com taxas de processamento de transações que os usuários da rede pagarão. Essas taxas garantem que os mineradores ainda tenham incentivo para minerar e manter a rede funcionando. A ideia é que a competição por essas taxas fará com que elas permaneçam baixas após o término da metade.
Essas reduções pela metade reduzem a taxa de criação de novas moedas e, portanto, diminuem a oferta disponível. Isso pode causar algumas implicações para os investidores, pois outros ativos com baixa oferta - como ouro - podem ter alta demanda e empurrar os preços para cima. Com essa taxa de redução pela metade, o número total de bitcoins em circulação atingirá um limite de 21 milhões, tornando a moeda inteiramente finita e potencialmente mais valiosa ao longo do tempo.3
Verificando transações de Bitcoin
Para que os mineradores de bitcoin realmente ganhem bitcoin verificando transações, duas coisas precisam ocorrer. Primeiro, eles devem verificar o valor de um megabyte (MB) de transações, que podem teoricamente ser tão pequenas quanto uma transação, mas geralmente são vários milhares, dependendo de quantos dados cada transação armazena.
Segundo, para adicionar um bloco de transações ao blockchain, os mineiros devem resolver um problema matemático computacional complexo, também chamado de "prova de trabalho". O que eles estão realmente fazendo é tentar chegar a um número hexadecimal de 64 dígitos, chamado de "hash", que seja menor ou igual ao hash de destino. Basicamente, o computador de um mineiro emite hashes em taxas diferentes - megahashes por segundo (MH / s), gigahashes por segundo (GH / s) ou terahashes por segundo (TH / s) - dependendo da unidade, supondo todos os 64- números de dígitos até chegarem a uma solução. Em outras palavras, é uma aposta.
O nível de dificuldade do bloco mais recente em agosto de 2020 é de mais de 16 trilhões. Ou seja, a chance de um computador produzir um hash abaixo da meta é de 1 em 16 trilhões. Para colocar isso em perspectiva, você tem cerca de 44.500 vezes mais probabilidade de ganhar o jackpot da Powerball com um único bilhete de loteria do que escolher o hash correto em uma única tentativa. Felizmente, os sistemas de mineração de computadores oferecem muitas possibilidades de hash. No entanto, a mineração de bitcoin requer grandes quantidades de energia e operações de computação sofisticadas.
O nível de dificuldade é ajustado a cada bloco de 2016, ou aproximadamente a cada 2 semanas, com o objetivo de manter as taxas de mineração constantes.4 Ou seja, quanto mais mineradores houver competindo por uma solução, mais difícil se tornará o problema. O oposto também é verdade. Se o poder computacional for retirado da rede, a dificuldade diminui para tornar a mineração mais fácil.
Analogia de mineração de bitcoin
Digamos que eu diga a três amigos que estou pensando em um número entre 1 e 100, e escrevo esse número em um pedaço de papel e fecho-o em um envelope. Meus amigos não precisam adivinhar o número exato, eles apenas precisam ser a primeira pessoa a adivinhar qualquer número menor ou igual ao número em que estou pensando. E não há limite para o número de suposições que eles recebem.
Digamos que eu esteja pensando no número 19. Se o amigo A acertar 21, ele perderá porque 21> 19. Se o amigo B acertar 16 e o amigo C acertar 12, então ambos teoricamente chegaram a respostas viáveis, porque 16 <19 e 12 <19. Não há 'crédito extra' para o Amigo B, embora a resposta de B esteja mais próxima da resposta-alvo de 19.
Agora imagine que eu faça a pergunta 'adivinha em que número estou pensando', mas não estou perguntando a apenas três amigos e não estou pensando em um número entre 1 e 100. Em vez disso, estou perguntando a milhões de aspirantes a mineiros e estou pensando em um número hexadecimal de 64 dígitos. Agora você vê que será extremamente difícil adivinhar a resposta certa.
Os mineiros de bitcoin não apenas precisam encontrar o hash certo, mas também devem ser os primeiros a fazê-lo.
Como a mineração de bitcoin é essencialmente um trabalho de adivinhação, chegar à resposta certa antes de outro minerador tem quase tudo a ver com a rapidez com que seu computador pode produzir hashes. Apenas uma década atrás, a mineração de bitcoin podia ser realizada de forma competitiva em computadores desktop normais. Com o tempo, no entanto, os mineiros perceberam que as placas gráficas comumente usadas para videogames eram mais eficazes e começaram a dominar o jogo. Em 2013, os mineradores de bitcoin começaram a usar computadores projetados especificamente para minerar criptomoedas da forma mais eficiente possível, chamados de Circuitos Integrados Específicos de Aplicativo (ASIC). Eles podem custar de várias centenas de dólares a dezenas de milhares, mas sua eficiência na mineração de Bitcoins é superior.
Hoje, a mineração de bitcoin é tão competitiva que só pode ser feita de forma lucrativa com os ASICs mais atualizados. Ao usar computadores desktop, GPUs ou modelos mais antigos de ASICs, o custo do consumo de energia na verdade excede a receita gerada. Mesmo com a unidade mais recente à sua disposição, um computador raramente é suficiente para competir com o que os mineiros chamam de "piscinas de mineração".
Uma piscina de mineração é um grupo de mineradores que combinam seu poder de computação e dividem o bitcoin extraído entre os participantes. Um número desproporcionalmente grande de blocos é extraído por piscinas em vez de por mineradores individuais. Os pools de mineração e as empresas representam grandes porcentagens do poder de computação do bitcoin.
Bitcoin x moedas tradicionais
Os consumidores tendem a confiar nas moedas impressas. Isso porque o dólar americano é lastreado por um banco central dos EUA, chamado Federal Reserve. Além de uma série de outras responsabilidades, o Federal Reserve regula a produção de dinheiro novo e o governo federal processa o uso de moeda falsificada.5 6
Mesmo os pagamentos digitais usando o dólar americano são apoiados por uma autoridade central. Quando você faz uma compra online usando seu cartão de débito ou crédito, por exemplo, essa transação é processada por uma empresa de processamento de pagamentos (como Mastercard ou Visa). Além de registrar seu histórico de transações, essas empresas verificam se as transações não são fraudulentas, o que é um dos motivos pelos quais seu cartão de débito ou crédito pode ser suspenso durante uma viagem.
O Bitcoin, por outro lado, não é regulamentado por uma autoridade central. Em vez disso, o bitcoin é apoiado por milhões de computadores em todo o mundo chamados de “nós”. Essa rede de computadores desempenha a mesma função do Federal Reserve, Visa e Mastercard, mas com algumas diferenças importantes. Os nós armazenam informações sobre transações anteriores e ajudam a verificar sua autenticidade. Ao contrário dessas autoridades centrais, no entanto, os nós de bitcoin estão espalhados pelo mundo e registram os dados da transação em uma lista pública que pode ser acessada por qualquer pessoa.
História da mineração de bitcoin
Entre 1 em 16 trilhões de probabilidades, níveis de dificuldade de escalonamento e a enorme rede de usuários verificando transações, um bloco de transações é verificado aproximadamente a cada 10 minutos.4 Mas é importante lembrar que 10 minutos é uma meta, não uma regra.
A rede bitcoin está processando atualmente pouco menos de quatro transações por segundo em agosto de 2020, com transações sendo registradas no blockchain a cada 10 minutos.7 Para comparação, a Visa pode processar algo em torno de 65.000 transações por segundo.8 À medida que a rede de usuários bitcoin continua para crescer, no entanto, o número de transações feitas em 10 minutos acabará por exceder o número de transações que podem ser processadas em 10 minutos. Nesse ponto, os tempos de espera pelas transações começarão e continuarão a ficar mais longos, a menos que uma alteração seja feita no protocolo bitcoin.
Esse problema no cerne do protocolo bitcoin é conhecido como “dimensionamento”. Embora os mineradores de bitcoins geralmente concordem que algo deve ser feito para lidar com o dimensionamento, há menos consenso sobre como fazer isso. Duas soluções principais foram propostas para resolver o problema de dimensionamento. Os desenvolvedores sugeriram (1) a criação de uma camada secundária "fora da cadeia" para Bitcoin que permitiria transações mais rápidas que podem ser verificadas pelo blockchain posteriormente, ou (2) aumentar o número de transações que cada bloco pode armazenar. Com menos dados para verificar por bloco, a Solução 1 tornaria as transações mais rápidas e baratas para os mineradores. A solução 2 trataria do dimensionamento, permitindo que mais informações sejam processadas a cada 10 minutos, aumentando o tamanho do bloco.
Em julho de 2017, os mineiros de bitcoin e empresas de mineração que representam cerca de 80% a 90% do poder de computação da rede votaram para incorporar um programa que diminuiria a quantidade de dados necessários para verificar cada bloco.
O programa que os mineiros votaram para adicionar ao protocolo bitcoin é chamado de testemunha segregada, ou SegWit. Este termo é um amálgama de Segregado, que significa "separar", e Testemunha, que se refere a "assinaturas em uma transação de bitcoin". Testemunha segregada, então, significa separar assinaturas de transação de um bloco - e anexá-las como um bloco estendido. Embora adicionar um único programa ao protocolo bitcoin possa não parecer muito uma solução, estima-se que os dados de assinatura representem até 65% dos dados processados em cada bloco de transações.
Menos de um mês depois, em agosto de 2017, um grupo de mineradores e desenvolvedores iniciou um hard fork, deixando a rede bitcoin para criar uma nova moeda usando a mesma base de código do bitcoin. Embora este grupo concordasse com a necessidade de uma solução para dimensionamento, eles temiam que a adoção de tecnologia de testemunha segregada não resolvesse totalmente o problema de dimensionamento.
Em vez disso, eles optaram pela Solução 2. A moeda resultante, chamada “bitcoin cash”, aumentou o tamanho do bloco para 8 MB a fim de acelerar o processo de verificação para permitir um desempenho de cerca de 2 milhões de transações por dia. Em 16 de agosto de 2020, o Bitcoin Cash foi avaliado em cerca de $ 302 contra cerca de $ 11.800 do Bitcoin.
