Como funciona a mineração Bitcoin?

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O que é a Mineração Bitcoin?

A mineração de moedas criptográficas é trabalhosa, cara e apenas esporadicamente gratificante. No entanto, a mineração tem um apelo magnético para muitos investidores interessados na moeda criptográfica devido ao fato de que os mineiros são recompensados por seu trabalho com fichas criptográficas. Isto pode ser porque os tipos empresariais vêem a mineração como um centavo do céu, como os garimpeiros de ouro da Califórnia em 1849. E se você é tecnologicamente inclinado, por que não o faz?

PRINCIPAIS CONSIDERAÇÕES

• Através da mineração, você pode ganhar moeda criptográfica sem ter que depositar dinheiro para isso.

• Os mineiros de Bitcoin recebem Bitcoin como recompensa por completarem "blocos" de transações verificadas que são adicionados à cadeia de bloqueio.

• As recompensas de mineração são pagas ao mineiro que descobre primeiro uma solução para um complexo quebra-cabeças, e a probabilidade de um participante ser o único a descobrir a solução está relacionada à parte da potência total de mineração na rede.

• Você precisa de uma GPU (unidade de processamento gráfico) ou de um circuito integrado específico da aplicação (ASIC) para montar uma plataforma de mineração.

Entretanto, 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 processo, usaremos "Bitcoin" quando nos referimos à rede ou à moeda criptográfica como um conceito, e "bitcoin" quando nos referimos a uma quantidade de fichas individuais).

O principal atrativo para muitas minas é a perspectiva de ser recompensado com "Bitcoin". Dito isto, você certamente não precisa ser um mineiro para possuir fichas de moeda criptográfica. Você também pode comprar moedas criptográficas usando moeda fiat; você pode negociá-las em uma troca como Bitstamp usando outro criptograma (como exemplo, usando Ethereum ou NEO para comprar Bitcoin); você pode até mesmo ganhá-las comprando, publicando posts em blogs em plataformas que pagam aos usuários em moeda criptográfica, ou até mesmo criando contas criptográficas que rendem juros. Um exemplo de uma plataforma de criptografia de blogs é o Steemit, que é um pouco como Medium, exceto que os usuários podem recompensar os blogueiros pagando-lhes em uma moeda criptográfica 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 ajudar no propósito principal da mineração: legitimar e monitorar as transações Bitcoin, garantindo sua validade. Como estas responsabilidades estão espalhadas entre muitos usuários em todo o mundo, a Bitcoin é uma moeda criptográfica "descentralizada" ou que não depende de nenhuma autoridade central como um banco central ou governo para supervisionar sua regulamentação.

Como Minerar as Moedas Bitcoin

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

O gasto duplo é um cenário em que o dono de uma bitcoin gasta ilicitamente a mesma bitcoin duas vezes. Com moeda física, isto não é um problema: uma vez que você entrega a alguém uma nota de $20 para comprar uma garrafa de vodka, você não a tem mais, então não há perigo de você poder usar essa mesma nota de $20 para comprar bilhetes de loteria ao lado. Embora haja a possibilidade de se fazer dinheiro falso, não é exatamente o mesmo que gastar literalmente o mesmo dólar duas vezes. Com a moeda digital, porém, como explica o dicionário Startupedia, "há o risco de que o titular possa fazer uma cópia da ficha digital e enviá-la a um comerciante ou outra parte, mantendo o original".

Digamos que você tinha uma nota legítima de $20 e uma falsificação dos mesmos $20. Se você tentasse gastar tanto a nota real quanto a falsa, alguém que se desse ao trabalho de olhar para os dois números de série das notas veria que eram o mesmo número e, portanto, uma delas teria que ser falsa. O que um mineiro Bitcoin faz é análogo a isso - eles verificam as transações para garantir que os usuários não tenham tentado ilegitimamente gastar a mesma bitcoin duas vezes. Esta não é uma analogia perfeita - explicaremos com mais detalhes a seguir.

Uma vez que os mineiros tenham verificado 1 MB (megabyte) de transações de bitcoin, conhecido como "bloco", esses mineiros são elegíveis para serem recompensados com uma quantidade de bitcoin (mais sobre a recompensa do bitcoin abaixo também). O limite de 1 MB foi estabelecido por Satoshi Nakamoto, e é uma questão controversa, pois alguns mineiros acreditam que o tamanho do bloco deveria ser aumentado para acomodar mais dados, o que efetivamente significaria que a rede de bitcoin poderia processar e verificar as transações mais rapidamente.

Observe que a verificação de 1 MB de transações torna um minerador de moedas elegível para ganhar bitcoin - nem todos que verificarem as transações serão pagos.

1 MB de transações pode teoricamente ser tão pequeno quanto uma transação (embora isto não seja nada comum) ou vários milhares. Depende da quantidade de dados que as transações consomem.

"Então, depois de todo esse trabalho de verificação das transações, eu ainda posso não receber nenhum bitcoin por isso".

Isso é correto.

Para ganhar bitcoins, você precisa atender a duas condições. Uma é uma questão de esforço; a outra é uma questão de sorte.

1) Você tem que verificar ~1MB de transações. Esta é a parte fácil.

2) Você tem que ser o primeiro mineiro a chegar à resposta certa, ou a resposta mais próxima, a um problema numérico. Este processo também é conhecido como prova de trabalho.

"Como assim, 'a resposta certa para um problema numérico'?".

A boa notícia: Nenhuma matemática ou computação avançada está envolvida. Você já deve ter ouvido dizer 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") que seja menor ou igual ao hash alvo. É basicamente um trabalho de adivinhação.

A má notícia: É um trabalho de adivinhação, 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 primeiro um problema, 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).

Isso é um grande número de hashes.

Se você quiser estimar quanta bitcoin você poderia extrair com a taxa de hash de sua plataforma de mineração, o site Cryptocompare oferece uma calculadora útil.

Mineração e Circulação de Bitcoin

Além de forrar os bolsos dos mineiros e suportar o ecossistema de bitcoin, a mineração serve outro propósito vital: é a única maneira de liberar novas moedas criptográficas em circulação. Em outras palavras, os mineiros são basicamente "cunhadores" de moeda. Por exemplo, a partir de novembro de 2020, havia cerca de 18,5 milhões de bitcoins em circulação. Além das moedas cunhadas através do bloco de gênesis (o primeiro bloco, que foi criado pelo fundador Satoshi Nakamoto), cada uma dessas Bitcoin surgiu por causa dos mineiros. Na ausência dos mineiros, a Bitcoin como rede ainda existiria e seria utilizável, mas nunca haveria qualquer bitcoin adicional. Chegará um momento em que a mineração de Bitcoin terminará; de acordo com o Protocolo Bitcoin, o número total de bitcoins será limitado a 21 milhões. Entretanto, como a taxa de bitcoin "extraída" é reduzida ao longo do tempo, a bitcoin final só circulará por volta do ano 2140. Isto não significa que as transações deixarão de ser verificadas. Os mineiros continuarão a verificar as transações e serão pagos em taxas por fazê-lo, a fim de manter a integridade da rede Bitcoin.

Além do pagamento a curto prazo da Bitcoin, ser um mineiro de moedas pode lhe dar poder de "voto" quando forem propostas mudanças no protocolo da rede Bitcoin. Em outras palavras, os mineiros têm um grau de influência no processo de tomada de decisão em assuntos como o bifurcamento.

Quanto ganha um mineiro

As recompensas da mineração de bitcoin são reduzidas pela metade a cada quatro anos. Quando a bitcoin foi minerada pela primeira vez em 2009, a mineração de um bloco lhe renderia 50 BTC. Em 2012, isto foi reduzido pela metade para 25 BTC. Em 2016, isto foi reduzido pela metade novamente para 12,5 BTC. Em 11 de maio de 2020, a recompensa foi reduzida pela metade novamente para 6,25 BTC. Em novembro de 2020, o preço da Bitcoin era de cerca de $17.900 por Bitcoin, o que significa que você ganharia $111.875 (6,25 x 17.900) por completar um bloco. Não é um mau incentivo para resolver esse complexo problema de haxixe detalhado acima, pode parecer.

Se você quiser acompanhar com precisão quando estas metades ocorrerão, você pode consultar o Relógio Bitcoin, que atualiza estas informações em tempo real. Curiosamente, o preço de mercado do bitcoin tem, ao longo de sua história, tendido a corresponder de perto à redução de novas moedas entradas em circulação. Esta redução da taxa de inflação aumentou a escassez e historicamente o preço subiu com ela.

Se você estiver interessado em ver quantos blocos foram extraídos até agora, há vários sites, incluindo Blockchain.info, que lhe darão essas informações em tempo real.

O que eu preciso para as minas de bitcoins?

Embora no início da história da Bitcoin os indivíduos possam ter sido capazes de competir por blocos com um computador comum em casa, este não é mais o caso. A razão para isso é que a dificuldade da mineração de Bitcoin muda com o tempo. A fim de garantir o bom funcionamento da cadeia de blocos e sua capacidade de processar e verificar transações, a rede Bitcoin visa ter um bloco produzido a cada 10 minutos ou mais. No entanto, se houver um milhão de plataformas de mineração competindo para resolver o problema do haxixe, elas provavelmente chegarão a uma solução mais rápida do que um cenário no qual 10 plataformas de mineração estejam trabalhando no mesmo problema. Por esta razão, a Bitcoin foi projetada para avaliar e ajustar a dificuldade da mineração a cada 2.016 blocos, ou aproximadamente a cada duas semanas. Quando há mais poder computacional trabalhando coletivamente para extrair a Bitcoin, o nível de dificuldade da mineração aumenta a fim de manter a produção de blocos a uma taxa estável. Menos poder de computação significa que o nível de dificuldade diminui. Para se ter uma idéia de quanto poder de computação está envolvido, quando a Bitcoin foi lançada em 2009, o nível de dificuldade inicial era um deles. A partir de novembro de 2019, é mais de 13 trilhões.

Tudo isto para dizer que, para minerar de forma competitiva, os mineiros devem agora investir em poderosos equipamentos de computação como uma GPU (unidade de processamento gráfico) ou, mais realisticamente, um circuito integrado específico de aplicação (ASIC). Estes podem funcionar de US$ 500 a dezenas de milhares. Alguns mineiros - especialmente os mineiros do Ethereum - compram placas gráficas individuais (GPUs) como uma forma de baixo custo para empedrar juntos as operações de mineração. A foto abaixo é uma máquina de mineração caseira e improvisada. As placas gráficas são aqueles blocos retangulares com ventiladores de turbilhão. Observe as torcidas sanduíche que seguram as placas gráficas no poste de metal. Esta provavelmente não é a maneira mais eficiente de minerar, e como você pode adivinhar, muitos mineiros estão nela tanto pela diversão e pelo desafio quanto pelo dinheiro.

A versão "Explicar como se eu fosse cinco".

O interior e exterior da mineração de bitcoin pode ser difícil de entender como está. Considere este exemplo ilustrativo de como funciona o problema do haxixe: Eu digo a três amigos que estou pensando em um número entre um e 100, e escrevo esse número em um pedaço de papel e o selo em um envelope. Meus amigos não precisam adivinhar o número exato; eles só precisam ser a primeira pessoa a adivinhar qualquer número que seja menor ou igual ao número em que estou pensando. E não há limite para quantos palpites eles adivinham.

Digamos que estou pensando no número 19. Se o Amigo A adivinha 21, eles perdem por causa de 21>19. Se Friend B adivinha 16 e Friend C adivinha 12, então ambos teoricamente chegaram a respostas viáveis, por causa de 16<19 e 12<19. Não há "crédito extra" para o Amigo B, mesmo que a resposta de B estivesse mais próxima da resposta alvo de 19. Agora imaginem que eu faço a pergunta "adivinhem em que número estou pensando", mas não estou fazendo apenas três amigos, e não estou pensando em um número entre 1 e 100. Ao contrário, estou perguntando a milhões de aspirantes a mineiros e estou pensando em um número hexadecimal de 64 dígitos. Agora você vê que vai ser extremamente difícil adivinhar a resposta certa.

Se B e C responderem ambos simultaneamente, então a analogia ELI5 se rompe.

Em termos de Bitcoin, respostas simultâneas ocorrem freqüentemente, mas no final do dia, só pode haver uma resposta vencedora. Quando múltiplas respostas simultâneas são apresentadas que são iguais ou menores que o número alvo, a rede Bitcoin decidirá por uma maioria simples - 51% - que o mineiro deve honrar. Normalmente, é o mineiro que fez mais trabalho ou, em outras palavras, o que verifica a maioria das transações. O bloco que perde então se torna um "bloco órfão". Os blocos órfãos são aqueles que não são adicionados à cadeia de blocos. 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:

0000000000000000057fcc708cf0130d95e27c5819203e9f967ac56e4df598ee O número acima tem 64 dígitos. Fácil de entender até agora. Como você provavelmente notou, esse número não consiste apenas de números, mas também de letras do alfabeto. Por que isso acontece?

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

Como você sabe, usamos o sistema "decimal", o que significa que ele é base 10. Isto, 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 formas de representar números (de zero a nove). É por isso que é preciso inserir as letras, especificamente as letras a, b, c, d, e, e, e f.

Se você estiver extraindo bitcoin, não precisa calcular o valor total daquele número de 64 dígitos (o hash). Repito: Você não precisa calcular o valor total de um hash.

Então, o que "números hexadecimais de 64 dígitos" tem a ver com a mineração de bitcoin?

Lembra-se da analogia do ELI5, onde escrevi o número 19 em um pedaço de papel e o coloquei em um envelope selado?

Em termos de mineração de bitcoin, esse número metafórico não revelado no envelope é chamado de hash alvo.

O que os mineiros estão fazendo com esses enormes computadores e dezenas de ventiladores de resfriamento é adivinhar o hash alvo. Os mineiros fazem essas suposições gerando aleatoriamente o maior número possível de "nonces", 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 estou sempre falando. Na mineração Bitcoin, um nonce é 32 bits em tamanho - muito menor do que o hash, que é 256 bits. O primeiro mineiro cujo nonce gera um hash menor ou igual ao hash alvo recebe crédito por completar aquele bloco e recebe os despojos de 6,25 BTC.

Em teoria, você poderia alcançar o mesmo objetivo rolando um dado de 16 lados 64 vezes para chegar a números aleatórios, mas por que diabos você gostaria de fazer isso?

A captura de tela abaixo, retirada do site Blockchain.info, pode ajudá-lo a reunir todas estas informações em um relance. Você está olhando para um resumo de tudo o que aconteceu quando o bloco #490163 foi minado. O nonce que gerou o hash "vencedor" foi o 731511405. O hash alvo é mostrado no topo. O termo "Relayed by Antpool" refere-se ao fato de que este bloco em particular foi completado pela AntPool, uma das piscinas de mineração mais bem sucedidas (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 quiser ver todas as 1768 transações para este bloco, vá para esta página e desça para o título "Transações".

"Então, como eu adivinho no hash alvo?"

Todos os hashes alvo começam com zeros - no mínimo oito zeros e até 63 zeros.

Não há alvo mínimo, mas há um alvo máximo estabelecido pelo Protocolo Bitcoin. Nenhum alvo pode ser maior do que este número:

00000000ffff0000000000000000000000000000000000000000000000000000

Aqui estão alguns exemplos de hashes randomizados e os critérios para saber se eles levarão ao sucesso para o mineiro:

"Como posso maximizar minhas chances de adivinhar o hash alvo antes de qualquer outra pessoa"?

Você teria que conseguir uma plataforma de mineração rápida, ou, mais realisticamente, juntar-se a um grupo de mineradores de moedas que combinam seu poder computacional e dividem a bitcoin minerada. Os pools de mineração são comparáveis aos clubes Powerball cujos membros compram bilhetes de loteria em massa e concordam em compartilhar quaisquer ganhos. Um número desproporcionalmente grande de blocos é minerado por pools e não por mineiros 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 anteriores. O nível de dificuldade do bloco mais recente no momento de escrever é de cerca de 17,59 trilhões, o que significa que a chance de qualquer um determinado não-céu produzir um hash abaixo do alvo é de um em 17,59 trilhões. Não há grandes chances se você estiver trabalhando por conta própria, mesmo com uma plataforma de mineração tremendamente poderosa.

"Como posso decidir se o bitcoin será rentável para mim"?

Os mineiros não só têm que considerar os custos associados ao equipamento caro necessário para ter uma chance de resolver um problema de haxixe. Eles também devem considerar a quantidade significativa de plataformas de mineração de energia elétrica utilizadas na geração de grandes quantidades de não-ces em busca da solução. No final das contas, a mineração de bitcoin é em grande parte não lucrativa para a maioria dos mineiros individuais a partir desta escrita. O site Cryptocompare oferece uma calculadora útil que permite a você conectar números como a velocidade do seu hash e os custos de eletricidade para estimar os custos e benefícios.

O que são Piscinas de Mineração de Moedas?

As recompensas da mineração são pagas ao mineiro que descobre primeiro uma solução para o quebra-cabeça, e a probabilidade de um participante ser o único a descobrir a solução é igual à parte da potência total da mineração na rede. Os participantes com uma pequena porcentagem da energia mineradora têm uma chance muito pequena de descobrir o próximo bloco por conta própria. Por exemplo, um cartão de mineração que se poderia comprar por alguns milhares de dólares representaria menos de 0,001% da energia mineradora da rede. Com uma chance tão pequena de encontrar o próximo bloco, pode levar muito tempo até que esse mineiro encontre um bloco, e a dificuldade de subir ainda piora as coisas. O mineiro talvez nunca recupere seu investimento. A resposta a este problema são as piscinas de mineração. As piscinas de mineração são operadas por terceiros e coordenam grupos de mineiros. Trabalhando juntos em uma piscina e compartilhando os pagamentos entre todos os participantes, os mineiros podem obter um fluxo constante de bitcoin começando no dia em que ativam seu mineiro. As estatísticas sobre algumas das piscinas de mineração podem ser vistas em Blockchain.info.

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

Como mencionado acima, a maneira mais fácil de adquirir bitcoin é simplesmente comprá-la em uma das muitas trocas. Alternativamente, você sempre pode alavancar a "estratégia da picareta". Isto se baseia na velha serra que durante a corrida do ouro de 1849 na Califórnia, o investimento inteligente não foi para buscar ouro, mas sim para fazer as picareta usadas para a mineração. Ou, para colocar em termos modernos, investir nas empresas que fabricam essas picareta. Em um contexto de moeda criptográfica, o equivalente da picareta seria uma empresa que fabrica equipamentos usados para a mineração de Bitcoin. Você pode considerar, por exemplo, a possibilidade de pesquisar empresas que fabricam equipamentos ASIC ou GPUs, em seu lugar.

A mineração Bitcoin é legal?

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

A propriedade e a mineração da Bitcoin são legais em mais países do que não. Alguns exemplos de lugares onde é ilegal são Argélia, Egito, Marrocos, Bolívia, Equador, Nepal e Paquistão.4 Em geral, o uso e a mineração de Bitcoin são legais em grande parte do mundo.

Riscos da mineração

Os riscos da mineração são os de risco financeiro e um risco regulatório. Como mencionado, a mineração Bitcoin, e a mineração em geral, é um risco financeiro. Poder-se-ia passar por todo o esforço de comprar centenas ou milhares de dólares em equipamentos de mineração apenas para não ter retorno sobre seu investimento. Dito isto, este risco pode ser mitigado através da união de pools de mineração. Se você está considerando a mineração e vive em uma área que é proibida, você deve reconsiderar. Também pode ser uma boa idéia pesquisar a regulamentação de seu país e o sentimento geral em relação à moeda criptográfica antes de investir em equipamentos de mineração.