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    Como funciona a mineração de Bitcoin?

    A mineração de criptomoedas é meticulosa, cara e apenas esporadicamente recompensadora. No entanto, a mineração tem um apelo magnético para muitos investidores interessados em criptomoedas, pois os mineiros são recompensados por seu trabalho com cripto-tokens. Talvez isso aconteça porque os empreendedores veem a mineração como centavos do céu, como os garimpeiros de ouro da Califórnia em 1849. E se você tem inclinação para a tecnologia, por que não fazê-lo?
    No entanto, antes de investir tempo e equipamento, leia este explicador para ver se a mineração é realmente para você. Vamos nos concentrar principalmente no Bitcoin (em todo o livro, usaremos "Bitcoin" ao nos referirmos à rede ou à criptomoeda como um conceito e "bitcoin" quando nos referirmos a uma quantidade de tokens individuais).
    A principal atração para muitos mineradores de Bitcoin é a perspectiva de serem recompensados com valiosos tokens de bitcoin. Dito isso, você certamente não precisa ser um mineiro para possuir tokens de criptomoeda. Você também pode comprar criptomoedas usando moeda fiduciária; você pode negociá-lo em uma bolsa como o Bitstamp usando outra criptografia (por exemplo, usando Ethereum ou NEO para comprar bitcoin); você ainda pode ganhá-lo jogando videogame ou publicando postagens de blog em plataformas que pagam aos usuários em criptomoeda. Um exemplo do último é o Steemit, que é parecido com o Medium, exceto que os usuários podem recompensar os blogueiros pagando-os em uma criptomoeda proprietária chamada STEEM. O STEEM pode então ser negociado em outro lugar por bitcoin.
    A recompensa bitcoin que os mineiros recebem é um incentivo que motiva as pessoas a auxiliar no propósito principal da mineração: apoiar, legitimar e monitorar a rede Bitcoin e seu blockchain. Como essas responsabilidades estão distribuídas entre muitos usuários em todo o mundo, o bitcoin é considerado uma criptomoeda "descentralizada" ou que não depende de um banco central ou governo para supervisionar sua regulamentação.
    Principais vantagens
    • Com a mineração, você pode ganhar criptomoeda sem ter que gastar dinheiro com isso.
    • Os mineiros de Bitcoin recebem bitcoin como recompensa por completar "blocos" de transações verificadas que são adicionadas ao blockchain.
    • Recompensas de mineração são pagas ao minerador que descobre uma solução para um quebra-cabeça de hashing complexo primeiro, e a probabilidade de que um participante será o único a descobrir a solução está relacionada à parte do poder de mineração total na rede.
    • Gastar em dobro é um fenômeno em que um usuário de bitcoin gasta ilicitamente os mesmos tokens duas vezes.
    • Você precisa de uma GPU (unidade de processamento gráfico) ou de um circuito integrado específico de aplicativo (ASIC) para configurar uma plataforma de mineração.
    O que os mineiros de moedas realmente fazem
    Os mineiros estão sendo pagos por seu trabalho como auditores. Eles estão fazendo o trabalho de verificar as transações de bitcoin anteriores. Essa convenção tem o objetivo de manter os usuários de Bitcoin honestos e foi concebida pelo fundador do bitcoin, Satoshi Nakamoto. Ao verificar as transações, as mineradoras estão ajudando a prevenir o "problema de gasto duplo".

    Gastar em dobro é um cenário em que o proprietário de um bitcoin gasta ilicitamente o mesmo bitcoin duas vezes. Com a moeda física, isso não é um problema: depois que você entrega a alguém uma nota de $ 20 para comprar uma garrafa de vodca, você não a tem mais, então não há perigo de usar a mesma nota de $ 20 para comprar bilhetes de loteria na porta ao lado. Com a moeda digital, no entanto, como explica o dicionário da Investopedia, "há o risco de o titular fazer uma cópia do token digital e enviá-lo a um comerciante ou a outra parte, mantendo o original".
    Digamos que você tenha uma nota legítima de $ 20 e uma falsificada dos mesmos $ 20. Se você tentasse gastar tanto a nota real quanto a falsa, alguém que se desse ao trabalho de olhar os números de série das duas notas veria que eram o mesmo número e, portanto, um deles tinha que ser falso. O que um minerador de bitcoin faz é análogo a isso - eles verificam as transações para se certificar de que os usuários não tentaram ilegitimamente gastar o mesmo bitcoin duas vezes. Esta não é uma analogia perfeita - explicaremos com mais detalhes a seguir.
    Uma vez que um minerador tenha verificado 1 MB (megabyte) de transações de bitcoin, conhecido como "bloco", esse minerador é elegível para ser recompensado com uma quantidade de bitcoin (mais sobre a recompensa de bitcoin abaixo também). O limite de 1 MB foi definido por Satoshi Nakamoto e é uma questão controversa, pois alguns mineiros acreditam que o tamanho do bloco deve ser aumentado para acomodar mais dados, o que significaria efetivamente que a rede bitcoin poderia processar e verificar as transações mais rapidamente.
    Observe que verificar o valor de 1 MB de transações torna um mineiro de moedas elegível para ganhar bitcoin - nem todos que verificam as transações serão pagos.
    1 MB de transações pode teoricamente ser tão pequeno quanto uma transação (embora isso não seja comum) ou vários milhares. Depende de quantos dados as transações consomem.
    "Então, depois de todo esse trabalho de verificação de transações, talvez eu ainda não receba nenhum bitcoin por isso?"
    Está correto.
    Para ganhar bitcoins, você precisa atender a duas condições. Um é uma questão de esforço; um é uma questão de sorte.
    1) Você deve verificar aproximadamente 1 MB de transações. Esta é a parte fácil.
    2) Você deve ser o primeiro mineiro a chegar à resposta certa para um problema numérico. Este processo também é conhecido como prova de trabalho.

    Attachment 7385

    "O que você quer dizer com 'a resposta certa para um problema numérico'?"
    A boa notícia: nenhuma matemática ou computação avançada está envolvida. Você deve ter ouvido que os mineiros estão resolvendo problemas matemáticos difíceis - isso não é exatamente verdade. O que eles estão realmente fazendo é tentar ser o primeiro mineiro a chegar a um número hexadecimal de 64 dígitos (um "hash") menor ou igual ao hash de destino. É basicamente suposição.
    A má notícia: é uma suposição, mas com o número total de suposições possíveis para cada um desses problemas sendo da ordem de trilhões, é um trabalho incrivelmente árduo. Para resolver um problema primeiro, os mineiros precisam de muito poder de computação. Para minerar com sucesso, você precisa ter uma alta "taxa de hash", que é medida em termos de megahashes por segundo (MH / s), gigahashes por segundo (GH / s) e terahashes por segundo (TH / s).
    Mineração e Circulação de Bitcoin.
    Além de forrar os bolsos dos mineiros e apoiar o ecossistema de bitcoin, a mineração serve a outro propósito vital: é a única maneira de liberar nova criptomoeda em circulação. Em outras palavras, os mineiros estão basicamente "cunhando" moeda. Por exemplo, em novembro de 2019, havia cerca de 18 milhões de bitcoins em circulação.1 Além das moedas cunhadas através do bloco de gênese (o primeiro bloco, que foi criado pelo fundador Satoshi Nakamoto), cada um desses bitcoins veio em existência por causa dos mineiros. Na ausência de mineradores, o Bitcoin como rede ainda existiria e seria utilizável, mas nunca haveria nenhum bitcoin adicional. Eventualmente chegará um momento em que a mineração de bitcoin termina; de acordo com o protocolo Bitcoin, o número total de bitcoins será limitado a 21 milhões.2 No entanto, como a taxa de bitcoin "extraída" é reduzida ao longo do tempo, o bitcoin final não circulará até por volta do ano 2140.
    Além da recompensa de bitcoin de curto prazo, ser um minerador de moedas pode lhe dar poder de "voto" quando mudanças são propostas no protocolo de rede Bitcoin. Em outras palavras, um minerador de sucesso tem influência no processo de tomada de decisão em questões como bifurcação.

    Quanto um mineiro ganha
    As recompensas pela mineração de bitcoin são reduzidas à metade a cada quatro anos ou mais. Quando o bitcoin foi extraído pela primeira vez em 2009, minerar um bloco renderia 50 BTC. Em 2012, isso foi reduzido para 25 BTC. Em 2016, isso foi reduzido pela metade para o nível atual de 12,5 BTC. Em 11 de maio de 2020, a recompensa caiu pela metade novamente para 6,25 BTC. Em novembro de 2019, o preço do Bitcoin era de cerca de $ 9.300 por bitcoin, o que significa que você ganharia $ 116.250 (12,5 x 9.300) para completar um bloco.3 Não é um incentivo ruim para resolver o complexo problema de hash detalhado acima, pode parecer.


    Attachment 7386

    Se você deseja acompanhar com precisão quando essas metades ocorrerão, consulte o Relógio Bitcoin, que atualiza essas informações em tempo real. Curiosamente, o preço de mercado do bitcoin, ao longo de sua história, tendeu a corresponder intimamente ao custo marginal de mineração de um bitcoin.
    Se você está interessado em ver quantos blocos foram minerados até agora, existem vários sites, inclusive, que darão essa informação em tempo real.

    Equipamento necessário para minerar
    Embora no início da história do bitcoin os indivíduos pudessem competir por blocos com um computador doméstico comum, esse não é mais o caso. A razão para isso é que a dificuldade de minerar bitcoin muda com o tempo. Para garantir o funcionamento perfeito do blockchain e sua capacidade de processar e verificar transações, a rede Bitcoin tem como objetivo produzir um bloco a cada 10 minutos ou mais. No entanto, se houver um milhão de plataformas de mineração competindo para resolver o problema do hash, eles provavelmente chegarão a uma solução mais rápido do que um cenário em que 10 plataformas de mineração estão trabalhando no mesmo problema. Por esse motivo, o Bitcoin foi projetado para avaliar e ajustar a dificuldade de mineração a cada 2.016 blocos, ou aproximadamente a cada duas semanas. Quando há mais poder de computação trabalhando coletivamente para extrair bitcoin, o nível de dificuldade da mineração aumenta para manter a produção de blocos em uma taxa estável. Menos poder de computação significa que o nível de dificuldade diminui. Para ter uma noção de quanto poder de computação está envolvido, quando o Bitcoin foi lançado em 2009, o nível de dificuldade inicial era um. Em novembro de 2019, era mais de 13 trilhões.
    Tudo isso quer dizer que, para fazer uma mineração competitiva, as mineradoras devem agora investir em equipamentos de informática poderosos como uma GPU (unidade de processamento gráfico) ou, mais realisticamente, um circuito integrado específico de aplicativo (ASIC). Isso pode variar de US $ 500 a dezenas de milhares. Alguns mineiros - principalmente os de Ethereum - compram placas gráficas individuais (GPUs) como uma forma de baixo custo de juntar operações de mineração. A foto abaixo é uma máquina de mineração caseira improvisada. As placas gráficas são aqueles blocos retangulares com círculos giratórios. Observe os laços de torção do sanduíche segurando as placas gráficas no poste de metal. Esta provavelmente não é a maneira mais eficiente de minerar e, como você pode imaginar, muitos mineiros estão nela tanto pela diversão e desafio quanto pelo dinheiro.


    Attachment 7387

    Shutterstock
    A versão "Explique como se eu tivesse cinco anos"
    Os meandros da mineração de bitcoins podem ser difíceis de entender como estão. Considere este exemplo ilustrativo de como funciona o problema do hash: digo a três amigos que estou pensando em um número entre um 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 por causa de 21> 19. Se o amigo B acertar 16 e o amigo C acertar 12, então ambos teoricamente chegaram a respostas viáveis, por causa de 16 <19 e 12 <19. Não há "crédito extra" para o amigo B, embora a resposta de B esteja mais perto da resposta desejada de 19. Agora imagine que eu coloquei a pergunta "adivinhe em que número estou pensando", mas não estou perguntando apenas três amigos, e não estou pensando em um número entre 1 e 100. Em vez disso, estou perguntando a milhões de aspirantes a mineradores e estou pensando em um número hexadecimal de 64 dígitos. Agora você vê que será extremamente difícil adivinhar a resposta certa.
    Se B e C responderem simultaneamente, a analogia do ELI5 será interrompida.
    Em termos de Bitcoin, respostas simultâneas ocorrem com frequência, mas no final do dia, só pode haver uma resposta vencedora. Quando várias respostas simultâneas são apresentadas que são iguais ou menores que o número de destino, a rede Bitcoin decidirá por uma maioria simples - 51% - qual minerador homenagear. Normalmente, é o minerador que faz mais trabalho, ou seja, aquele que verifica a maioria das transações. O bloco perdedor então se torna um "bloco órfão". Blocos órfãos são aqueles que não são adicionados ao blockchain. Os mineiros que resolveram com sucesso o problema do hash, mas que não verificaram a maioria das transações, não são recompensados com bitcoin.
    O que é um "número hexadecimal de 64 dígitos"?
    Bem, aqui está um exemplo de tal número:
    0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f96 7ac56e4df598ee
    O número acima possui 64 dígitos. Fácil de entender até agora. Como você provavelmente notou, esse número consiste não apenas em números, mas também em letras do alfabeto. Por que é que?
    Para entender o que essas letras estão fazendo no meio dos números, vamos desempacotar a palavra "hexadecimal".
    Como você sabe, usamos o sistema "decimal", o que significa que é de base 10. Isso, por sua vez, significa que cada dígito de um número com vários dígitos tem 10 possibilidades, de zero a nove.
    "Hexadecimal", por outro lado, significa base 16, já que "hex" é derivado da palavra grega para seis e "deca" é derivado da palavra grega para 10. Em um sistema hexadecimal, cada dígito tem 16 possibilidades. Mas nosso sistema numérico oferece apenas 10 maneiras de representar números (zero a nove). É por isso que você deve inserir as letras, especificamente as letras a, b, c, d, e e f.
    Se você está extraindo bitcoin, não precisa calcular o valor total desse número de 64 dígitos (o hash). Repito: você não precisa calcular o valor total de um hash.


    Attachment 7388

    Então, o que "números hexadecimais de 64 dígitos" têm a ver com a mineração de bitcoin?
    Lembra daquela analogia do ELI5, onde escrevi o número 19 em um pedaço de papel e coloquei em um envelope lacrado?
    Em termos de mineração de bitcoins, esse número não revelado metafórico no envelope é chamado de hash de destino.
    O que os mineiros estão fazendo com aqueles computadores enormes e dezenas de ventiladores de resfriamento é adivinhar o hash alvo. Os mineiros fazem essas suposições gerando aleatoriamente o máximo de "nonces" possíveis, o mais rápido possível. Um nonce é a abreviação de "número usado apenas uma vez", e o nonce é a chave para gerar esses números hexadecimais de 64 bits de que sempre falo. Na mineração de Bitcoin, um nonce tem 32 bits de tamanho - muito menor que o hash, que tem 256 bits. O primeiro minerador cujo nonce gera um hash que é menor ou igual ao hash alvo recebe crédito por completar aquele bloco e recebe os despojos de 12,5 BTC.

    Em teoria, você poderia atingir o mesmo objetivo rolando um dado de 16 lados 64 vezes para chegar a números aleatórios, mas por que diabos você faria isso?
    A captura de tela abaixo, tirada do site Blockchain.info, pode ajudá-lo a reunir todas essas informações em um piscar de olhos. Você está vendo um resumo de tudo o que aconteceu quando o bloco # 490163 foi extraído. O nonce que gerou o hash "vencedor" foi 731511405. O hash de destino é mostrado na parte superior. O termo "Relayed by Antpool" se refere ao fato de que este bloco em particular foi concluído pela AntPool, um dos pools de mineração de maior sucesso (mais sobre pools de mineração abaixo). Como você pode ver aqui, a contribuição deles para a comunidade Bitcoin é que eles confirmaram 1.768 transações para este bloco.

    Attachment 7389

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    Xavier (12-11-2020)

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