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Mineração de bitcoin

Mineração de bitcoin

O que é mineração de Bitcoin?

A mineração de Bitcoin é o processo de criação de novos bitcoins resolvendo quebra-cabeças. Consiste em sistemas de computação equipados com chips especializados que competem para resolver quebra-cabeças matemáticos. O primeiro minerador de bitcoin (como esses sistemas são chamados) a resolver o quebra-cabeça é recompensado com bitcoin. O processo de mineração também confirma as transações na rede da criptomoeda e as torna confiáveis.

Por um curto período de tempo após o lançamento do Bitcoin, ele foi extraído em computadores desktop com unidades de processamento central (CPUs) regulares. Mas o processo foi extremamente lento. Agora, a criptomoeda é gerada usando grandes pools de mineração espalhados por muitas geografias. Os mineradores de Bitcoin agregam sistemas de mineração que consomem grandes quantidades de eletricidade para minerar a criptomoeda.

Em regiões onde a eletricidade é gerada usando combustíveis fósseis, a mineração de bitcoin é considerada prejudicial ao meio ambiente. Como resultado, muitos mineradores de bitcoin mudaram as operações para locais com fontes renováveis de energia para reduzir o impacto do Bitcoin nas mudanças climáticas.

Assim como o ouro é extraído da terra usando grandes implementos e máquinas, a mineração de bitcoin também usa grandes sistemas semelhantes a data centers. Esses sistemas resolvem quebra-cabeças matemáticos gerados pelo algoritmo do Bitcoin para produzir novas moedas.

Ao resolver problemas de matemática computacional, os mineradores de bitcoin também tornam a rede da criptomoeda confiável, verificando suas informações de transação. Eles verificam 1 megabyte (MB) de transações — o tamanho de um único bloco. Essas transações podem teoricamente ser tão pequenas quanto uma transação, mas geralmente são vários milhares, dependendo da quantidade de dados que cada transação armazena. A ideia por trás da verificação das informações de transação do Bitcoin é evitar gastos duplos. Com moedas impressas, a falsificação é sempre um problema. Mas geralmente, quando você gasta $ 20 na loja, essa conta está nas mãos do balconista. Com a moeda digital, no entanto, é uma história diferente.

As informações digitais podem ser reproduzidas com relativa facilidade, portanto, com Bitcoin e outras moedas digitais, existe o risco de que um consumidor possa fazer uma cópia de seu bitcoin e enviá-lo para outra parte enquanto ainda mantém o original.

As transações de Bitcoin são agregadas em blocos que são adicionados a um banco de dados chamado blockchain. Os nós completos na rede do Bitcoin mantêm um registro do blockchain e verificam as transações que ocorrem nele. Os mineradores de Bitcoin baixam todo o histórico do blockchain e montam transações válidas em um bloco. Se o bloco de transações montadas for aceito e verificado por outros mineradores, o minerador receberá uma recompensa em bloco.

O Bitcoin reduziu pela metade sua recompensa de mineração - de 12,5 para 6,25 - pela terceira vez em 11 de maio de 2020.

A recompensa do bloco é reduzida pela metade a cada 210.000 blocos (ou aproximadamente a cada quatro anos). Em 2009, eram 50. Em 2013, o valor da recompensa caiu para 25 e, em 2016, passou para 12,5. No evento de halving mais recente do Bitcoin, a recompensa foi alterada para 6,25.

Outro incentivo para os mineradores de bitcoin participarem do processo são as taxas de transação. Além das recompensas, os mineradores também recebem taxas de quaisquer transações contidas nesse bloco de transações. À medida que o Bitcoin atinge seu limite planejado de 21 milhões (esperado em torno de 2140), os mineradores serão recompensados com taxas pelo 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 faça com que elas permaneçam baixas após o término dos eventos de halving.

Qual é o quebra-cabeça matemático de mineração de bitcoin?

No coração da mineração de bitcoin está um quebra-cabeça matemático que os mineradores devem resolver para ganhar recompensas de bitcoin. O quebra-cabeça é chamado de prova de trabalho (PoW),. uma referência ao trabalho computacional gasto pelos mineradores para minerar bitcoin. Embora seja muitas vezes referido como complexo, o quebra-cabeça de mineração é bastante simples e pode ser descrito como adivinhação.

Os mineradores na rede do Bitcoin tentam encontrar um número hexadecimal de 64 dígitos, chamado hash, que é menor ou igual a um hash alvo no SHA256, o algoritmo PoW do Bitcoin. Os sistemas de um minerador usam força bruta considerável na forma de várias unidades de processamento empilhadas juntas e cuspir hashes em taxas diferentes – megahashes por segundo (MH/s), gigahashes por segundo (GH/s) ou terahashes por segundo (TH/s). )—dependendo da unidade, adivinhando todas as combinações possíveis de 64 dígitos até chegar a uma solução. Os sistemas que adivinham um número menor ou igual ao hash são recompensados com bitcoin.

Aqui está um exemplo para explicar o processo. Digamos que você peça a amigos para adivinhar um número entre 1 e 100 que você pensou e escreveu em um pedaço de papel. seus amigos não precisam adivinhar o número exato; eles só precisam ser a primeira pessoa a adivinhar um número menor ou igual ao seu número.

Se você está pensando no número 19 e um amigo chega com 21, ele perde porque 21 é maior que 19. Mas se alguém adivinha 16 e outro amigo adivinha 18, então este último ganha porque 18 é mais próximo de 19 do que 16. Em termos muito simples, o quebra-cabeça matemático de mineração de bitcoin é a mesma situação descrita acima, exceto com números hexadecimais de 64 dígitos e milhares de sistemas de computação.

Qual é a dificuldade de mineração?

Um dos termos que você encontrará frequentemente na literatura de mineração de bitcoin é a dificuldade de mineração. A dificuldade de mineração refere-se à dificuldade de resolver o quebra-cabeça matemático e gerar bitcoin. A dificuldade de mineração influencia a taxa na qual os bitcoins são gerados.

A dificuldade de mineração muda a cada 2.016 blocos ou aproximadamente a cada duas semanas. O nível de dificuldade seguinte depende da eficiência dos mineradores no ciclo anterior. Também é afetado pelo número de novos mineradores que ingressaram na rede do Bitcoin porque aumenta a taxa de hash ou a quantidade de poder de computação implantado para minerar a criptomoeda. Em 2013 e 2014, à medida que o preço do bitcoin subiu, mais mineradores se juntaram à sua rede e o tempo médio para descobrir um bloco de transações caiu de 10 minutos para nove minutos.

Mas o oposto também pode ser verdade. Ou seja, quanto mais mineradores estiverem competindo por uma solução, mais difícil será o problema. Se o poder computacional for retirado da rede, a dificuldade se ajusta para tornar a mineração mais fácil.

O nível de dificuldade para mineração em março de 2022 era de 27,55 trilhões. Ou seja, as chances de um computador produzir um hash abaixo da meta é de 1 em 27,55 trilhões. Para colocar isso em perspectiva, você tem cerca de 91.655 vezes mais chances de ganhar o jackpot da Powerball com um único bilhete de loteria do que escolher o hash correto em uma única tentativa.

Quais são as economias da mineração Bitcoin?

No final das contas, a mineração de bitcoin é um empreendimento comercial. Os lucros gerados a partir de sua saída – bitcoin – dependem do investimento feito em suas entradas.

Existem três custos principais da mineração de bitcoin:

  • Eletricidade: Este é o poder que opera seus sistemas de mineração 24 horas por dia, 7 dias por semana. Pode ser executado até uma conta substancial. Quando você considera que o processo consome tanta eletricidade quanto certos países, os custos podem ser muito altos.

  • Sistemas de mineração: Ao contrário da narrativa popular, computadores desktop e sistemas de jogos comuns não são adequados ou eficientes para a mineração de bitcoin. O processo pode aquecer esses sistemas e causar problemas de largura de banda em uma rede doméstica. Os sistemas de chips integrados específicos de aplicativos (ASIC), que são máquinas personalizadas para mineração de bitcoin, são o principal investimento em infraestrutura para mineradores de bitcoin. A faixa de preço para essas máquinas pode variar de US $ 4.000 a US $ 12.000. Mesmo com custos tão altos, um único sistema equipado com ASIC gera menos que um único bitcoin. Os mineradores de Bitcoin organizam milhares de sistemas ASIC em pools de mineração que funcionam 24 horas por dia, 7 dias por semana, para gerar o número hexadecimal de 64 dígitos necessário para resolver um quebra-cabeça de hash.

  • Infraestrutura de rede: as velocidades de rede não fazem uma diferença marcante no processo de mineração de bitcoin. No entanto, é importante ter uma conexão com a Internet disponível 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem interrupções. A conexão também deve ter latência de pools de mineração próximos. As redes dedicadas reduzem a dependência externa e garantem que a latência seja minimizada. Ficar offline não necessariamente interrompe o processo de sincronização de transações. Mas pode tornar o processo demorado e, possivelmente, propenso a erros após a retomada da conexão.

Os custos totais para essas três entradas devem ser menores que a saída – neste caso, o preço do bitcoin – para os mineradores gerarem lucros com seu empreendimento. Considerando o preço exorbitante do bitcoin, a ideia de cunhar sua própria criptomoeda pode parecer uma proposta atraente.

No entanto, apesar do que os proponentes do Bitcoin lhe dizem, a mineração da criptomoeda não é um hobby de qualquer tipo. É um empreendimento caro com alta probabilidade de fracasso. Conforme ilustrado na seção sobre dificuldade de mineração, não há garantia de que você ganhará recompensas em bitcoin mesmo depois de gastar despesas e esforços consideráveis. Agregar sistemas de mineração para administrar uma pequena empresa que minera bitcoin pode oferecer uma saída. No entanto, mesmo esses negócios estão à mercê dos preços voláteis da criptomoeda. Se o preço da criptomoeda cair como aconteceu em 2018, torna-se antieconômico executar sistemas de mineração de bitcoin, e os pequenos mineradores serão forçados a sair do negócio. O declínio no número de bitcoins concedidos aos mineradores a cada quatro anos torna a atividade ainda mais desagradável.

Dada a considerável dificuldade inerente à economia da mineração de bitcoin, a atividade agora é dominada por grandes empresas de mineração que têm operações em vários continentes. A AntPool, a maior empresa de mineração de bitcoin do mundo, administra pools de mineração em muitos países. Muitas empresas de mineração de bitcoin também abriram capital, embora suas avaliações sejam relativamente modestas.

Quanta eletricidade o processo de mineração de bitcoin usa?

Durante a maior parte da curta história do Bitcoin, seu processo de mineração permaneceu um processo de uso intensivo de energia. Na década seguinte ao seu lançamento, a mineração de bitcoin estava concentrada na China, um país que depende de combustíveis fósseis como o carvão para produzir a maior parte de sua eletricidade. Não surpreendentemente, os custos astronômicos de energia da mineração de bitcoin chamaram a atenção de ativistas das mudanças climáticas que culpam a atividade pelo aumento das emissões. De acordo com algumas estimativas, o processo de mineração da criptomoeda consome tanta eletricidade quanto países inteiros. Mas os proponentes do bitcoin divulgaram estudos que afirmam que a criptomoeda é alimentada em grande parte por fontes de energia renováveis.

Uma coisa a lembrar sobre esses estudos é que eles são baseados em conjecturas e dados auto-relatados de pools de mineração. Por exemplo, um relatório da Coinshares de 2019 faz várias suposições sobre as fontes de energia para mineradores incluídos em sua avaliação do ecossistema de mineração de bitcoin.

História da mineração de Bitcoin

Dois desenvolvimentos contribuíram para a evolução e composição da mineração de bitcoin como é hoje. A primeira é a fabricação de máquinas de mineração personalizadas para bitcoin. Como a mineração de bitcoin é essencialmente adivinhação, chegar à resposta certa antes que outro minerador tenha quase tudo a ver com a rapidez com que seu computador pode produzir hashes. Nos primeiros dias do Bitcoin, computadores desktop com CPUs comuns dominavam a mineração de bitcoin. Mas eles começaram a levar muito tempo para descobrir transações na rede da criptomoeda à medida que o nível de dificuldade do algoritmo aumentava com o tempo. De acordo com algumas estimativas, levaria "várias centenas de milhares de anos em média" usando CPUs para encontrar um bloco válido no nível de dificuldade do início de 2015.

Com o tempo, os mineradores perceberam que as placas gráficas, também conhecidas como unidades de processamento gráfico (GPUs), eram mais eficazes e rápidas na mineração. Mas eles consumiram muita energia para sistemas de hardware individuais que não eram realmente necessários para minerar a criptomoeda. As matrizes de portas programáveis em campo (FPGAs), um tipo de GPU, foram uma melhoria, mas sofreram as mesmas desvantagens que as GPUs.

Atualmente, os mineradores usam máquinas de mineração personalizadas, chamadas de mineradores ASIC, que são equipadas com chips especializados para uma mineração de bitcoin mais rápida e eficiente. Eles custam de várias centenas a dezenas de milhares de dólares. 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 realmente excede a receita gerada. Mesmo com a unidade mais nova à sua disposição, um computador raramente é suficiente para competir com pools de mineração – grupos de mineradores que combinam seu poder de computação e dividem o bitcoin minerado entre eles.

Os forks do Bitcoin também influenciaram a composição da rede de mineradores de bitcoin. Entre probabilidades de 1 em 16 trilhões, níveis de dificuldade de dimensionamento e a enorme rede de usuários verificando transações, um bloco de transações é verificado aproximadamente a cada 10 minutos. Mas é importante lembrar que 10 minutos é uma meta, não uma regra.

Atualmente, a rede Bitcoin pode processar pouco menos de quatro transações por segundo, com transações registradas no blockchain a cada 10 minutos. Em comparação, a Visa pode processar algo em torno de 65.000 transações por segundo. À medida que a rede de usuários de Bitcoin continua a crescer, no entanto, o número de transações feitas em 10 minutos acabará excedendo o número de transações que podem ser processadas em 10 minutos. Nesse ponto, os tempos de espera para transações começarão e continuarão a aumentar, a menos que seja feita uma alteração no protocolo Bitcoin.

Esse problema no coração do protocolo Bitcoin é conhecido como dimensionamento. Embora os mineradores de bitcoin geralmente concordem que algo deve ser feito para lidar com o dimensionamento, há menos consenso sobre como fazê-lo. Houve duas soluções principais propostas para resolver o problema de dimensionamento. Os desenvolvedores sugeriram a criação de uma camada secundária "fora da cadeia" de Bitcoin que permitiria transações mais rápidas que podem ser verificadas pela blockchain posteriormente ou aumentar o número de transações que cada bloco pode armazenar. Com menos dados para verificar por bloco, a primeira solução tornaria as transações mais rápidas e baratas para os mineradores. O segundo lidaria com o dimensionamento, permitindo que mais informações fossem processadas a cada 10 minutos, aumentando o tamanho do bloco.

Em julho de 2017, mineradores de bitcoin e empresas de mineração representando 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 mineradores votaram para adicionar ao protocolo Bitcoin é chamado de testemunha segregada, ou SegWit. Este termo é uma amálgama de segregado, que significa separado, e testemunha, que se refere a assinaturas em uma transação 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 esse grupo concorde com a necessidade de uma solução para dimensionamento, eles estão preocupados que a adoção da tecnologia SegWit não resolveria totalmente o problema de dimensionamento.

Em vez disso, eles optaram pela segunda solução de aumentar o número de transações que cada bloco pode armazenar. 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.

A linha de fundo

A mineração de Bitcoin é um processo de uso intensivo de energia com sistemas de mineração personalizados que competem para resolver quebra-cabeças matemáticos. O minerador que resolver o quebra-cabeça primeiro é recompensado com bitcoin. O processo de mineração de bitcoin também confirma as transações na rede da criptomoeda e as torna confiáveis.

Embora os mineradores individuais que usam sistemas de desktop tenham desempenhado um papel durante os primeiros dias da criptomoeda, o ecossistema de mineração de bitcoin é dominado por grandes empresas que administram pools de mineração espalhados por muitas geografias. A mineração de Bitcoin também é controversa porque usa quantidades astronômicas de energia. Com o aumento da conscientização sobre as mudanças climáticas, vários mineradores mudaram suas operações para usar fontes de energia renovável para produzir regiões de eletricidade.

##Destaques

  • A mineração de Bitcoin gerou polêmica por não ser considerada ecologicamente correta.

  • A mineração de Bitcoin 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 em que o Bitcoin se baseia.

  • Os mineradores se tornaram muito sofisticados nos últimos anos, usando maquinário complexo para acelerar as operações de mineração.

##PERGUNTAS FREQUENTES

O que é mineração de Bitcoin?

A mineração de Bitcoin é o processo que gera bitcoin. Consiste em sistemas de mineração competindo entre si para resolver um quebra-cabeça matemático e ganhar bitcoin como recompensa.

Para que serve a mineração de Bitcoin?

A mineração de Bitcoin serve a dois propósitos: - Gera bitcoin.- Confirma transações na rede da criptomoeda e as torna confiáveis.

Você deve minerar Bitcoin?

A mineração de Bitcoin é um hobby caro sem resultados garantidos. Você precisará investir em máquinas caras, executá-las 24 horas por dia, 7 dias por semana e pagar altas contas de eletricidade. Mesmo assim, não há garantia de que você ganhará bitcoin.

A mineração de Bitcoin é verde?

O uso de energia da mineração de Bitcoin foi criticado por ativistas climáticos como prova de que a criptomoeda não é ecologicamente correta. Estima-se que o processo de mineração de bitcoin consuma tanta eletricidade quanto países inteiros. À medida que o mundo gira em direção a fontes renováveis de energia, espera-se que a mineração de bitcoin se torne mais verde.

Quais são os principais custos associados à mineração de Bitcoin?

Os três maiores custos para mineração de bitcoin são: - Eletricidade - Infraestrutura de rede - Infraestrutura de mineração