Como funciona a mineração de Bitcoin?

O que é mineração de bitcoin?

A mineração de bitcoins é o processo pelo qual novos bitcoins entram em circulação; é também a forma como as novas transações são confirmadas pela rede e um componente crítico da manutenção e do desenvolvimento do livro razão do blockchain. A "mineração" é realizada usando hardware sofisticado que resolve um problema matemático computacional extremamente complexo. O primeiro computador a encontrar a solução para o problema recebe o próximo bloco de bitcoins e o processo começa novamente.

A mineração de criptomoedas é meticulosa, dispendioso, e apenas esporadicamente gratificante. Apesar disso, A mineração tem um apelo magnético para muitos investidores interessados ​​em criptomoedas, pois os mineiros são recompensados ​​por seu trabalho com criptomoedas. Isso pode ocorrer porque os empreendedores veem a mineração como centavos do céu, como garimpeiros de ouro da Califórnia em 1849. E se você tem inclinação tecnológica, por que não fazer isso?

Contudo, antes de investir tempo e equipamento, leia este explicador para ver se a mineração é realmente para você. Vamos nos concentrar principalmente no Bitcoin (ao longo, usaremos "Bitcoin" quando nos referirmos à rede ou à criptomoeda como conceito, e "bitcoin" quando nos referimos a uma quantidade de tokens individuais).

Principais vantagens

• Por 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 adicionados ao blockchain.
• As recompensas da mineração são pagas ao mineiro que primeiro descobre uma solução para um complexo quebra-cabeça de hashing, e a probabilidade de que um participante seja o único a descobrir a solução está relacionada à parcela da potência total de mineração na rede.
• Você precisa de uma GPU (unidade de processamento gráfico) ou de um circuito integrado específico de aplicativo (ASIC) para configurar uma plataforma de mineração.

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Uma nova corrida do ouro

A principal atração para muitos mineradores é a perspectiva de serem recompensados ​​com Bitcoin. Dito isto, 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 comprando, publicação de posts em plataformas que pagam usuários em criptomoedas, ou até mesmo criar contas criptográficas que rendem juros.

Um exemplo de plataforma de criptografia de blog é o Steemit, que é como o Medium, exceto que os usuários podem recompensar blogueiros pagando-os em uma criptomoeda proprietária chamada STEEM. O STEEM pode então ser negociado em outro lugar por Bitcoin.

A recompensa de Bitcoin que os mineiros recebem é um incentivo que motiva as pessoas a auxiliar no objetivo principal da mineração:legitimar e monitorar transações de Bitcoin, garantindo sua validade. Como essas responsabilidades estão distribuídas entre muitos usuários em todo o mundo, Bitcoin é uma criptomoeda "descentralizada", ou um que não dependa de nenhuma autoridade central, como um banco central ou governo, para supervisionar sua regulamentação.

Mineração para evitar gastos em dobro

Os mineiros estão sendo pagos por seu trabalho como auditores. Eles estão fazendo o trabalho de verificar a legitimidade das transações de Bitcoin. Esta convenção tem como objetivo manter os usuários de Bitcoin honestos e foi concebida pelo fundador do Bitcoin, Satoshi Nakamoto. Ao verificar as transações, os mineiros estão ajudando a prevenir o "problema de gasto duplo".

Gastar em dobro é um cenário em que um proprietário de Bitcoin gasta ilicitamente o mesmo bitcoin duas vezes. Com moeda física, isso não é um problema:quando você entrega a alguém uma nota de $ 20 para comprar uma garrafa de vodka, você não tem mais isso, portanto, não há perigo de usar a mesma nota de $ 20 para comprar bilhetes de loteria na porta ao lado. Embora haja a possibilidade de emissão de dinheiro falso, não é exatamente o mesmo que gastar literalmente o mesmo dólar duas vezes. Com moeda digital, Contudo, como o dicionário da Investopedia explica, "existe o risco de o detentor fazer uma cópia do token digital e enviá-lo para um comerciante ou 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 conta real quanto a falsa, alguém que se desse ao trabalho de olhar os números de série das 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.

Apenas 1 megabyte de dados de transação pode caber em um único bloco de bitcoin. O limite de 1 MB foi definido por Satoshi Nakamoto, e isso se tornou uma questão de controvérsia, 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 transações mais rapidamente.

"Então, depois de todo aquele trabalho gasto na mineração, Posso ainda não conseguir nenhum bitcoin por ele? "

Está correto. Para ganhar bitcoins, você precisa ser o primeiro mineiro para chegar à resposta certa, ou a resposta mais próxima, a um problema numérico. Este processo também é conhecido como prova de trabalho (PoW).

"O que você quer dizer, 'a resposta certa para um problema numérico'? "

As boas notícias: Nenhuma matemática ou computação avançada está realmente envolvida. Você pode ter ouvido falar que os mineiros estão resolvendo problemas matemáticos difíceis - isso é verdade, mas não porque a matemática em si seja difícil. O que eles estão realmente fazendo é tentar ser o primeiro minerador a apresentar um número hexadecimal de 64 dígitos (um "hash") menor ou igual ao hash de destino. É basicamente suposição.

As más notícias: É uma questão de adivinhação ou aleatoriedade, mas com o número total de suposições possíveis para cada um desses problemas sendo da ordem de trilhões, é um trabalho incrivelmente árduo. E o número de soluções possíveis só aumenta quanto mais mineiros se juntam à rede de mineração (conhecida como dificuldade de mineração). Para resolver um problema primeiro, os mineiros precisam de muito poder de computação. Para minar com sucesso, você precisa ter uma alta "taxa de hash, "que é medido em gigahashes por segundo (GH / s) e terahashes por segundo (TH / s).

Se você quiser estimar quanto bitcoin pode extrair com a taxa de hash de sua plataforma de mineração, o site Cryptocompare oferece uma calculadora útil. Outros recursos da web oferecem ferramentas semelhantes.

Mineração e Circulação de Bitcoin

Além de revestir os bolsos dos mineiros e apoiar o ecossistema 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 setembro de 2021, havia cerca de 18,82 milhões de bitcoins em circulação, de um total final de 21 milhões.

Além das moedas cunhadas através do bloco de gênese (o primeiro bloco, que foi criado pelo fundador Satoshi Nakamoto), cada um desses bitcoins surgiu por causa dos mineiros. Na ausência de mineiros, Bitcoin como uma rede ainda existiria e seria utilizável, mas nunca haveria nenhum bitcoin adicional. Contudo, porque a taxa de bitcoin "extraída" é reduzida ao longo do tempo, o bitcoin final não será distribuído até por volta do ano 2140. Isso não significa que as transações deixarão de ser verificadas. Os mineiros continuarão a verificar as transações e serão pagos em taxas para fazer isso, a fim de manter a integridade da rede Bitcoin.

Além da recompensa de Bitcoin de curto prazo, ser um mineiro de moedas pode lhe dar poder de "voto" quando alterações são propostas no protocolo de rede Bitcoin. Isso é conhecido como BIP (Bitcoin Improvement Protocol). Em outras palavras, os mineiros têm algum grau de influência no processo de tomada de decisão em questões como bifurcação.

Quanto um mineiro ganha

As recompensas para a mineração de Bitcoins são reduzidas pela metade a cada quatro anos. Quando o bitcoin foi extraído pela primeira vez em 2009, minerar um bloco renderia 50 BTC. Em 2012, isso foi reduzido à metade para 25 BTC. Em 2016, isto foi reduzido à metade novamente para 12,5 BTC. Em 11 de maio, 2020, a recompensa caiu pela metade novamente para 6,25 BTC.

Em setembro de 2021, o preço do Bitcoin era de cerca de US $ 45, 000 por bitcoin, o que significa que você ganhou $ 281, 250 (6,25 x 45, 000) para completar um bloco. Não é um mau incentivo para resolver o complexo problema de hash detalhado acima, isso pode parecer.

Se você quiser saber exatamente quando essas metades ocorrerão, você pode consultar o Relógio Bitcoin, que atualiza essas informações em tempo real. Interessantemente, o preço de mercado do Bitcoin tem, ao longo de sua história, tendeu a corresponder de perto à redução das novas moedas introduzidas em circulação. Essa redução da taxa de inflação aumentou a escassez e, historicamente, o preço subiu com ela.

Se você estiver interessado em ver quantos blocos foram minerados até agora, existem vários sites, incluindo Blockchain.info, que lhe dará essa informação em tempo real.

O que você precisa para extrair bitcoins

Embora no início da história do Bitcoin os indivíduos pudessem competir por blocos com um computador pessoal doméstico normal, este não é mais o caso. A razão para isso é que a dificuldade de minerar Bitcoin muda com o tempo.

A fim de garantir o bom funcionamento do blockchain e sua capacidade de processar e verificar transações, a rede Bitcoin pretende ter um bloco produzido a cada 10 minutos ou mais. Contudo, 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 em um cenário em que 10 plataformas de mineração estão trabalhando no mesmo problema. Por essa razão, Bitcoin é 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 bitcoins, 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. No tamanho da rede de hoje, uma mineração de bitcoin em um computador pessoal quase certamente não encontrará nada.

Tudo isso é para dizer que, a fim de minerar competitivamente, os mineiros devem agora investir em equipamentos de informática poderosos, como uma GPU (unidade de processamento gráfico) ou, de forma mais realista, um circuito integrado de aplicação específica (ASIC). Isso pode custar de US $ 500 a dezenas de milhares. Alguns mineiros - principalmente os mineiros de Ethereum - compram placas gráficas individuais (GPUs) como uma forma de baixo custo de juntar as operações de mineração.

Uma analogia

Digamos que eu diga a três amigos que estou pensando em um número entre um e 100, e escrevo esse número em um pedaço de papel e fecho 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, eles perdem porque 21> 19. Se o amigo B acertar 16 e o ​​amigo C acertar 12, então ambos chegaram teoricamente 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 próxima da resposta desejada de 19. Agora imagine que eu coloquei a pergunta "adivinhe em que número estou pensando", mas não estou pedindo 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 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 respondem simultaneamente, então a analogia se desfaz.

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 maioria simples - 51% - qual minerador homenagear.

Tipicamente, é o mineiro que fez mais trabalho ou, em outras palavras, 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 o problema de hash com sucesso, mas que não verificaram a maioria das transações, não são recompensados ​​com bitcoin.

O que é um "número hexadecimal de 64 dígitos"?

Aqui está um exemplo de tal número:

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee

O número acima possui 64 dígitos. Fácil de entender até agora. Como você provavelmente notou, esse número consiste não apenas em números, mas também letras do alfabeto. Por que é que?

Para entender o que essas letras estão fazendo no meio dos números, vamos descompactar a palavra "hexadecimal".

O sistema decimal usa como seus fatores de base de 100 (por exemplo, 1% =0,01). Esse, por sua vez, significa que cada dígito de um número de vários dígitos tem 100 possibilidades, zero a noventa e nove. Na computação, o sistema decimal é simplificado para a base 10, ou zero a nove.

"Hexadecimal, " por outro lado, significa base 16, como "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 tem que colocar letras, especificamente letras a, b, c, d, e, e f.

Se você está minerando Bitcoin, você não precisa calcular o valor total desse número de 64 dígitos (o hash). Repito:você não precisa calcular o valor total de um hash.

Então, o que os "números hexadecimais de 64 dígitos" têm a ver com a mineração de Bitcoin?

Lembre-se dessa analogia, onde o número 19 foi escrito em um pedaço de papel e colocado em um envelope lacrado? Em termos de mineração Bitcoin, 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" possível, 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 Bitcoins, um nonce tem 32 bits de tamanho - muito menor do que o hash, que é de 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 espólios de 6,25 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 imagem abaixo, retirado 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" refere-se ao fato de que este bloco específico foi concluído pela AntPool, uma das piscinas de mineração de maior sucesso (mais sobre as piscinas de mineração abaixo).

Como você vê aqui, sua contribuição para a comunidade Bitcoin é que eles confirmaram 1768 transações para este bloco. Se você realmente deseja ver todas as 1768 dessas transações para este bloco, vá para esta página e role para baixo até o título "Transações".

( fonte :Blockchain.info)

Como faço para adivinhar o hash de destino

Todos os hashes de destino começam com uma sequência de zeros à esquerda. Não há meta mínima, mas há uma meta máxima definida pelo protocolo Bitcoin. Nenhum alvo pode ser maior do que este número:

00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000

O hash vencedor para um minerador de bitcoin é aquele que tem pelo menos o número mínimo de zeros à esquerda definido a dificuldade de mineração.

Aqui estão alguns exemplos de hashes aleatórios e os critérios para determinar se eles levarão ao sucesso para o minerador:

Para encontrar esse valor de hash, você tem que obter uma plataforma de mineração rápida, ou, de forma mais realista, junte-se a uma piscina de mineração - um grupo de mineradores de moedas que combinam seu poder de computação e dividem o Bitcoin extraído. Os pools de mineração são comparáveis ​​aos clubes Powerball cujos membros compram bilhetes de loteria em massa e concordam em compartilhar todos os ganhos. Um número desproporcionalmente grande de blocos é extraído por piscinas em vez de por mineradores individuais.

Em outras palavras, é literalmente apenas um jogo de números. Você não pode adivinhar o padrão ou fazer uma previsão com base em hashes de destino anteriores. Nos níveis de dificuldade de hoje, a probabilidade de encontrar o valor vencedor para um único hash é de uma entre dezenas de trilhões. Não há grandes chances se você estiver trabalhando por conta própria, mesmo com uma plataforma de mineração tremendamente poderosa.

Os mineiros não precisam apenas levar em consideração os custos associados a equipamentos caros necessários para ter a chance de resolver um problema de hash. Eles também devem considerar a quantidade significativa de plataformas de mineração de energia elétrica utilizadas na geração de grandes quantidades de nonces em busca da solução. Tudo dito, A mineração de bitcoins não é lucrativa para a maioria dos mineiros individuais até o momento. O site Cryptocompare oferece uma calculadora útil que permite que você conecte números como velocidade de hash e custos de eletricidade para estimar os custos e benefícios.

(Fonte:Cryptocompare)

O que são pools de mineração de moedas?

As recompensas da mineração são pagas ao mineiro que primeiro descobre uma solução para o quebra-cabeça, e a probabilidade de que um participante será o único a descobrir a solução é igual à parcela do poder de mineração total na rede.

Os participantes com uma pequena porcentagem do poder de mineração têm uma chance muito pequena de descobrir o próximo bloco por conta própria. Por exemplo, um cartão de mineração que se pudesse comprar por alguns milhares de dólares representaria menos de 0,001% do poder de mineração da rede. Com uma chance tão pequena de encontrar o próximo bloco, pode demorar muito até que o mineiro encontre um bloco, e a dificuldade de subir torna as coisas ainda piores. A mineradora pode nunca recuperar seu investimento. A resposta para esse problema é a mineração de piscinas.

Os pools de mineração são operados por terceiros e coordenam grupos de mineradores. Trabalhando juntos em um pool e compartilhando os pagamentos entre todos os participantes, os mineiros podem obter um fluxo constante de bitcoin a partir do dia em que ativam seus mineiros. As estatísticas sobre alguns dos pools de mineração podem ser vistas em Blockchain.info.

"Eu fiz as contas. Esqueça a mineração. Existe uma maneira menos onerosa de lucrar com criptomoedas?"

Como acima mencionado, a maneira mais fácil de adquirir Bitcoin é simplesmente comprá-lo em uma das muitas bolsas de valores. Alternativamente, você sempre pode aproveitar a "estratégia da picareta". Isso é baseado no velho ditado de que durante a corrida do ouro na Califórnia de 1849, o investimento inteligente não foi garimpar ouro, mas sim para fazer as picaretas usadas para mineração.

Para colocá-lo em termos modernos, investir nas empresas que fabricam essas picaretas. Em um contexto de criptomoeda, o equivalente a picareta seria uma empresa que fabrica equipamentos usados ​​para mineração de Bitcoin. Você pode considerar pesquisar empresas que fabricam equipamentos ASICs ou GPUs, por exemplo.

As desvantagens da mineração

Os riscos da mineração geralmente são financeiros e regulatórios. Como mencionado, Mineração de bitcoin, e mineração em geral, é um risco financeiro, uma vez que alguém poderia passar por todos os esforços para adquirir equipamentos de mineração no valor de centenas ou milhares de dólares e não ter retorno sobre o investimento. Dito isto, este risco pode ser mitigado juntando piscinas de mineração. Se você está pensando em minerar e mora em uma área onde isso é proibido, você deve reconsiderar. Também pode ser uma boa ideia pesquisar a regulamentação do seu país e o sentimento geral em relação à criptomoeda antes de investir em equipamentos de mineração.

Um risco potencial adicional do crescimento da mineração de Bitcoin (e também de outros sistemas de prova de trabalho) é o uso crescente de energia exigido pelos sistemas de computador que executam os algoritmos de mineração. Embora a eficiência do microchip tenha aumentado dramaticamente para os chips ASIC, o crescimento da própria rede está ultrapassando o progresso tecnológico. Como resultado, existem preocupações sobre o impacto ambiental e a pegada de carbono da mineração de Bitcoin.

Existem, Contudo, esforços para mitigar essa externalidade negativa, buscando fontes de energia mais limpas e verdes para as operações de mineração (como geotérmica ou solar), bem como utilizar créditos de compensação de carbono. Mudar para mecanismos de consenso menos intensivos em energia, como prova de aposta (PoS), para o qual o Ethereum fez a transição, é outra estratégia; Contudo, O PoS vem com seu próprio conjunto de desvantagens e ineficiências, como incentivar o entesouramento em vez de usar moedas e o risco de centralização do controle de consenso.

Por que isso é chamado de "mineração" de bitcoin?

A mineração é usada como uma metáfora para a introdução de novos bitcoins no sistema, uma vez que requer trabalho (computacional) assim como a mineração de ouro ou prata requer esforço (físico). Claro, os tokens que os mineiros encontram são virtuais e existem apenas no livro-razão digital do blockchain Bitcoin.

Por que os bitcoins precisam ser minerados?

Uma vez que são registros inteiramente digitais, existe o risco de cópia, falsificação, ou gastar duas vezes a mesma moeda mais de uma vez. A mineração resolve esses problemas tornando extremamente caro e consome muitos recursos para tentar fazer uma dessas coisas ou "hackear" a rede. De fato, é muito mais econômico ingressar na rede como um minerador do que tentar miná-la.

O que você quer dizer com mineração confirma transações?

Além de introduzir o novo BTC em circulação, a mineração tem o papel crucial de confirmar e validar novas transações no blockchain do Bitcoin. Isso é importante porque não existe uma autoridade central, como um banco, Tribunal, governo, ou qualquer outra coisa que determine quais transações são válidas e quais não são. Em vez de, o processo de mineração atinge um consenso descentralizado por meio de prova de trabalho (PoW).

Por que a mineração usa tanta eletricidade?

Nos primeiros dias do Bitcoin, qualquer pessoa pode simplesmente executar um programa de mineração em seu PC ou laptop. Mas, conforme a rede ficava maior e mais pessoas se interessavam pela mineração, a dificuldade do algoritmo de mineração tornou-se mais difícil. Isso ocorre porque o código para Bitcoin tem como objetivo encontrar um novo bloco a cada dez minutos, na média. Se mais mineiros estiverem envolvidos, as chances de alguém resolver o hash certo aumentam mais rapidamente, e, assim, aumenta a dificuldade para restaurar essa meta de 10 minutos. Agora imagine se milhares, ou até milhões de vezes a mais de energia de mineração se junta à rede. São muitas máquinas novas consumindo energia.

A mineração de bitcoin é legal?

A legalidade da mineração de Bitcoins depende inteiramente de sua localização geográfica. O conceito de Bitcoin pode ameaçar o domínio das moedas fiduciárias e o controle do governo sobre os mercados financeiros. Por esta razão, Bitcoin é completamente ilegal em certos lugares.

A propriedade e a mineração de bitcoins são legais em muitos países. Alguns exemplos de lugares onde era ilegal de acordo com um relatório de 2018 foram a Argélia, Egito, Marrocos, Bolívia, Equador, Nepal, e Paquistão. Geral, O uso e a mineração de bitcoins permanecem legais em grande parte do globo.