Como funciona a mineração de bitcoin

Os bitcoins são descobertos em vez de impressos. Computadores em todo o mundo “exploram” moedas competindo entre si.
A mineração de Bitcoin é o processo de descobrir novos blocos, verificar transações e adicioná-los ao blockchain de Bitcoin. Veja o que isso significa, como funciona e por que é importante.

No sentido tradicional, a mineração de bitcoins engloba as mesmas etapas envolvidas na descoberta de recursos minerais; ou seja, exigindo grandes quantidades de energia, tempo e dinheiro para descobrir algo antes que os outros o façam.

Enquanto os mineradores de ouro usam maquinário pesado para encontrar ouro, os mineradores de bitcoin usam computadores poderosos para “descobrir” novos blocos para adicionar 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 realizar essa tarefa, os mineiros vencedores recebem uma quantidade gratuita de bitcoin recém-cunhado, conhecido como “recompensa em bloco”, bem como quaisquer taxas associadas às transações que armazenam nos novos blocos.

O processo de mineração é como novos dados de transação são adicionados ao blockchain do Bitcoin e governa como o novo bitcoin entra em circulação.

Como os mineradores de bitcoin descobrem novos blocos?

Para validar e adicionar novas transações ao blockchain, os mineiros devem competir entre si usando equipamento de computação especializado.

Eles usam seu equipamento para gerar códigos de comprimento fixo conhecidos como “hashes” (veja abaixo). Para descobrir o próximo bloco, os mineiros devem gerar um hash que tenha um número igual ou maior de zeros na frente dele do que o “alvo cerquilha.”

O hash alvo é um código hexadecimal de 64 dígitos (compreendendo números 0-9 e letras AF) que todos os mineiros estão tentando 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 “criptográfico nonce. ” A maioria dos dados no cabeçalho do bloco são fixos, o que significa que não podem ser alterados, exceto pelo nonce.

Um nonce significa “um número usado apenas uma vez” e é a parte do cabeçalho do bloco anterior que os mineiros podem ajustar. Lembre-se de que apenas alterar um único bit da entrada produz um hash totalmente diferente.

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

É por isso que os mineiros têm que investir em computadores que consomem muita energia, particularmente os mineiros de circuito integrado específico de aplicativo (ASIC), que podem gerar trilhões de hashes por segundo.

Uma maneira fácil de pensar na mineração de bitcoins é imaginar que cada novo bloco é um baú de tesouro com uma fechadura de combinação nele.

Para obter a recompensa do bloco de bitcoin grátis e ganhar o direito de adicionar novos dados de transação a ele (e coletar as taxas associadas), você deve continuar girando uma das rodas numéricas da fechadura (o nonce) até quebrar a combinação (o hash de destino.)

Aqui está um exemplo da aparência de um hash de destino:

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Para ver como é difícil gerar um hash com mais zeros na frente do que o hash de destino acima, tente criar você mesmo um hash vencedor com este gerador de hash online gratuito . Simplesmente digite o que quiser na caixa de texto fornecida e veja se 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 em que 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 “oi” teria exatamente o mesmo comprimento que o hash de todo o texto 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 sempre gerará sempre a mesma sequência de letras e números. Por exemplo, o hash de “hi” será sempre o mesmo código. 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 Secure Hash Algorithm 256 ou SHA 256 para gerar uma saída de 256 bits 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 em bloco funciona como o mecanismo de distribuição de Bitcoin.

Como parte das medidas programadas introduzidas por Satoshi Nakamoto para diminuir constantemente o número de bitcoins liberados ao longo do tempo, as moedas concedidas aos mineiros são cortadas aproximadamente a cada quatro anos, ou 210.000 blocos, em um processo conhecido como “Bitcoin Halving”. Em 2009, a recompensa do bloco foi de 50 BTC.

Este número foi reduzido para 25 BTC em 2013. A redução pela metade mais recente ocorreu em 2020, e as recompensas do bloco caíram de 12,5 BTC para 6,25 BTC.

Observe que o bitcoin tem um limite máximo de suprimento de 21 milhões e já temos 18,7 milhões de moedas em circulação.

As recompensas em bloco não serão mais distribuídas quando 21 milhões de BTC forem lançados no mercado.

Quando isso acontecer, os mineiros só poderão ganhar recompensas de taxas de transação de bitcoin.

Mesmo com essa combinação de duas fontes de receita, nem todo minerador gera lucros. Para sobreviver, o lucro do mineiro deve exceder o valor gasto com eletricidade e com a compra e manutenção de plataformas de mineração. Além disso, conforme aumenta a dificuldade de mineração, grandes operações de mineração são forçadas a expandir ou atualizar seus equipamentos para manter uma vantagem competitiva.

Cada mineiro concorda em compartilhar recompensas de acordo com as contribuições de cada um. Essas redes de mineradores são chamadas de “pools de mineração.”

Dificuldade de mineração de bitcoin

Uma coisa importante a saber sobre o Bitcoin é que quando Satoshi Nakamoto criou o protocolo, ele programou um tempo de descoberta 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 estão sendo encontrados.

A cada duas semanas, o protocolo Bitcoin ajusta automaticamente o hash alvo para tornar mais difícil ou mais fácil para os mineiros encontrarem os blocos.

Se eles estão demorando muito (mais de 10 minutos), a dificuldade diminuirá; menos de 10 minutos, ele se ajustará 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 de destino torna o código significativamente mais difícil de superar e vice-versa.

Leia mais: O que significa a taxa de hash e por que isso é importante?

A repressão de 2021 às atividades de mineração na China fez com que a dificuldade de rede do bitcoin experimentasse sua maior queda da história. Isso subsequentemente levou a que os mineradores de bitcoin restantes relatassem aumentos significativos na receita de mineração.

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

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