Como funciona a mineração de Bitcoin ?

Principais conclusões:

• Bitcoin mineração é o processo de descobrir novos blocos, verificar transações e adicioná-los ao blockchain do Bitcoin .
• Cada vez que um novo bloco é descoberto, o minerador bem-sucedido recebe o direito de preencher esse bloco com novos dados de transação.
• Em troca de dedicar tempo e recursos para executar esta tarefa, os mineradores vencedores recebem uma quantia gratuita de Bitcoin recém-cunhado, conhecido como “recompensa de bloco” bem como quaisquer taxas associadas às transações que eles armazenam nos novos blocos.
• O processo de dar Bitcoin recém-cunhados a mineradores bem-sucedidos é exclusivamente o modo como novas moedas entram em circulação.

Por que minerar Bitcoin?

Há duas razões principais pelas quais uma pessoa, ou empresa, desejaria minerar Criptomoeda como o Bitcoin.

• Para ter uma chance de ganhar Bitcoin recompensas de bloco(o que, em abril de 2023, equivale a 6,25 bitcoins – aproximadamente US$ 177.000). Novos blocos são descobertos aproximadamente a cada 10 minutos.
• Participar na proteção e manutenção da rede descentralizada Bitcoin .

Como os mineradores de Bitcoin descobrem novos blocos?

Para validar e adicionar novas transações ao blockchain, os mineradores devem competir entre si usando equipamentos de computação especializados. Eles usam seus equipamentos para gerar códigos de comprimento fixo conhecidos como “hashes” (veja abaixo). Para descobrir o próximo bloco, os mineradores devem gerar um hash que tenha um número igual ou maior de zeros na frente dele do que o “hash alvo”.

O hash alvo é um código hexadecimal de 64 dígitos (compreendendo números de 0 a 9 e letras de A a F) que todos os mineradores tentam obter para descobrir o próximo bloco.

Como ponto de partida, todos os mineradores pegam os dados do bloco anterior, conhecido como “cabeçalho do bloco” – que contém coisas como um carimbo de data/hora do bloco, o hash dos dados do bloco anterior e um espaço vazio conhecido como “nonce criptográfico”. A maioria dos dados no cabeçalho do bloco é fixa, o que significa que não pode ser alterada, exceto o nonce. Um nonce significa “um número usado apenas uma vez” e é a parte do cabeçalho do bloco anterior que os mineradores têm permissão para ajustar. Lembre-se, apenas alterar um único BIT da entrada produz um hash totalmente diferente.

A parte complicada é que os hashes são gerados completamente aleatoriamente, o que significa que é impossível para os mineradores saberem quais serão os hashes antes de gerá-los. Então é simplesmente um caso de tentativa e erro até que alguém encontre o valor de nonce certo – conhecido como “golden nonce”.

É por isso que os mineradores precisam investir em computadores que consomem muita energia, especialmente mineradores de circuitos integrados de aplicação específica (ASIC), que podem gerar trilhões de hashes por segundo.

Uma maneira fácil de pensar na mineração de Bitcoin é imaginar que cada novo bloco é um baú de tesouro com uma fechadura de combinação nele. Para obter a recompensa gratuita do bloco de Bitcoin dentro e WIN o direito de adicionar novos dados de transação nele (e coletar as taxas associadas), você tem que KEEP girando uma das rodas numéricas na fechadura (o nonce) até quebrar a combinação (o hash alvo).

Aqui está um exemplo de como um hash de destino pode se parecer:

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Para ver o quão difícil é gerar um hash com mais zeros na frente do que o hash alvo acima, tente criar um hash vencedor você mesmo com este online gratuitogerador de hash. Basta digitar o que quiser na caixa de texto fornecida e veja se isso produz um hash com mais de 17 zeros na frente!

O que é um hash?

Um hash é uma função matemática criptográfica que converte qualquer mensagem ou entrada de dados em um código de comprimento fixo. Pense nisso como uma técnica de criptografia onde as mensagens são matematicamente transpostas em uma sequência de números e letras de comprimento fixo.

As saídas têm comprimentos definidos para tornar impossível adivinhar o tamanho da entrada. Por exemplo, o hash para a palavra “hi” teria exatamente o mesmo comprimento que o hash do texto inteiro de um livro de Harry Potter.

Essas funções hash são irreversíveis, o que significa que é impossível reverter o hash de volta à sua entrada original. A mesma entrada também sempre gerará a mesma sequência de letras e números. Por exemplo, o hash de “hi” será o mesmo código todas as vezes. Cada código gerado também é completamente único, o que significa que é impossível produzir o mesmo hash com duas entradas diferentes.

No caso do Bitcoin, o blockchain usa o Secure Hash Algorithm 256 ou SHA 256 para gerar uma saída de 256 BIT ou 64 caracteres, independentemente do tamanho da entrada.

Quão gratificante é a mineração de Bitcoin ?

Para cada novo bloco adicionado ao blockchain, o protocolo – um conjunto de regras programadas no Bitcoin – libera uma quantidade fixa de moedas recém-cunhadas para o minerador bem-sucedido. Este sistema de recompensa de bloco funciona como o mecanismo de distribuição para o Bitcoin.

Como parte das medidas programadas introduzidas por Satoshi Nakamoto para diminuir gradualmente o número de bitcoins liberados ao longo do tempo, as moedas concedidas aos mineradores sãocortadoaproximadamente a cada quatro anos, ou 210.000 blocos, em um processo conhecido como “Bitcoin Halving”. Em 2009, a recompensa do bloco era de 50 BTC. Esse número foi reduzido para 25 BTC em 2013. O halving mais recente ocorreuem 2020, e viu as recompensas por bloco caírem de 12,5 BTC para 6,25 BTC.

Observe que o Bitcoin tem um limite máximo de fornecimento de 21 milhões, e já temos 18,9 milhões de moedas em circulação. As recompensas de bloco não serão mais distribuídas quando 21 milhões de BTC forem lançados no mercado. Quando isso acontecer, os mineradores só poderão ganhar recompensas na forma de taxas de transação de Bitcoin .

Leia Mais: O que acontece quando todos os Bitcoin são minerados?

Mesmo com essa combinação de duas fontes de receita, nem todo minerador gera lucros. Para sobreviver, os ganhos de um minerador devem exceder o valor gasto em eletricidade e na compra e manutenção de equipamentos de mineração. Além disso, conforme a dificuldade da mineração aumenta, grandes operações de mineração são forçadas a expandir ou atualizar seus equipamentos para manter uma vantagem competitiva. Para a maioria dos mineradores médios que não podem investir em equipamentos caros, há uma oportunidade de combinar seus recursos com outros mineradores ao redor do mundo. Cada minerador concorda em compartilhar recompensas de acordo com as contribuições de cada minerador. Essas redes de mineradores são chamadas de “pools de mineração."

No entanto, há alguns casos RARE em que mineradores individuais conseguiram minerar blocos com sucesso por conta própria, em casa.

Dificuldade de mineração de Bitcoin

Uma coisa importante a saber sobre o Bitcoin é que quando Satoshi Nakamoto criou o protocolo, eles programaram um tempo de Confira de bloco alvo de 10 minutos. Isso significa que deve levar aproximadamente 10 minutos para um minerador criar com sucesso o código vencedor para descobrir o próximo bloco.

Então, como a rede garante que novos blocos sejam descobertos a cada 10 minutos?

O protocolo Bitcoin tem a capacidade de aumentar ou diminuir automaticamente a complexidade do processo de mineração dependendo da rapidez ou lentidão com que os blocos são encontrados.

A cada duas semanas, o protocolo Bitcoin ajusta automaticamente o hash alvo para tornar mais difícil ou mais fácil para os mineradores encontrarem blocos. Se eles estiverem demorando muito (mais de 10 minutos), a dificuldade será ajustada para baixo; menos de 10 minutos, será ajustada para cima. Mais especificamente, o protocolo aumentará ou diminuirá o número de zeros na frente. Isso pode não parecer muito, mas apenas adicionar um único zero ao hash alvo torna o código significativamente mais difícil de ser batido, e vice-versa.

A repressão de 2021 às atividades de mineração na China causou dificuldades na rede do bitcoinpara experimentar sua maior queda na história. Isso posteriormente levou a que os mineradores de Bitcoin permanecessem relatandoaumentos significativos na receita da mineração.

Por meio desse sistema, o protocolo Bitcoin é capaz de KEEP os tempos de Confira de blocos o mais próximo possível de 10 minutos. Você pode rastrear a dificuldade de mineração do Bitcoin aqui.

Leia Mais: Dificuldade de mineração de Bitcoin : tudo o que você precisa saber

Embora participar ativamente da rede Bitcoin possa ser um empreendimento altamente recompensador, os requisitos de eletricidade e hardware geralmente limitam sua lucratividade – principalmente para mineradores com recursos limitados.

Por que a mineração de Bitcoin consome tanta energia?

Uma das maiores desvantagens do Bitcoin é a grande quantidade de energia que ele usa para minerar novas moedas, validar transações e proteger sua rede. No momento da impressão, o Bitcoin taxa de hash– a medida de todo o poder computacional dedicado à mineração de novas moedas – é de183 exahash (Eh/s.) Isso significa que os mineradores de Bitcoin tentam coletivamente quebrar o hash alvo do próximo novo bloco 183 quintilhões de vezes por segundo.

De acordo com oÍndice de Consumo de Eletricidade de Bitcoin de Cambridge (CBECI), esta atividade consome aproximadamente 131 TeraWatt-hora (TWh) de eletricidade por ano – o que é mais eletricidade do que o país da Ucrânia consome durante o mesmo período de tempo.

A principal razão para esse consumo extremo é porque cada vez que o Bitcoin sobe de preço, ele encoraja novos mineradores a se juntarem à batalha para WIN novas moedas e força as empresas existentes a comprar mais equipamentos ou atualizar seus equipamentos para permanecerem competitivas. Quando isso acontece, a quantidade de poder computacional usada para minerar Bitcoin aumenta (a taxa de hash aumenta), o que, por sua vez, faz com que o protocolo Bitcoin aumente a dificuldade para que os blocos continuem a ser descobertos em uma taxa constante a cada 10 minutos.

Um subproduto natural dessa competição crescente é o maior consumo de energia – quanto mais máquinas trabalham para minerar Bitcoin, maior é o consumo coletivo de energia.

Veja também:Ainda é possível minerar Bitcoin e outras Cripto em casa?