Mineração tem sido historicamente um termo normalmente reservado para aqueles que cativam ouro e outros metais no subsolo, mas hoje em dia existe um novo tipo de mineiro à procura de tesouros muito diferentes de uma forma muito diferente.
Os mineiros de bitcoin, equipados com computadores de alta tecnologia em vez de uma pá, são cruciais para o ecossistema de bitcoin: dedicando o poder computacional crucial necessário para manter a cadeia de bloqueio e verificar os milhares de transacções que ocorrem todos os dias, ao mesmo tempo que fornecem a imunidade da rede aos hackers, a capacidade de rastrear o comércio e (a única) forma de criar novas bitcoins.
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A arte da mineração de bitcoin não tem sequer dez anos, mas as recompensas em oferta já a viram evoluir de uma operação tipo hobby que qualquer pessoa poderia fazer em casa para um mercado industrializado e intensivo em energia.
A descentralização está no centro do bitcoin e, embora a importância da cadeia de bloqueio seja bem compreendida, a forma como esta razão pública funciona é frequentemente ignorada, considerando que não é controlada por uma única pessoa ou entidade. Assim, o que é mineração de bitcoin e como funciona?
O que é mineração de bitcoin?
A mineração de bitcoin é o processo que assegura que a bitcoin funciona como pretendido e é a única forma de adicionar nova oferta ao mercado. Os mineiros são indivíduos ou empresas que contribuem com poder de computação para ajudar a manter e operar a rede de cadeia de blocos que sustenta o bitcoin como moeda digital.
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Estes computadores são responsáveis pela verificação de todas as transacções de bitcoin e em troca têm a oportunidade de ‘extrair’ o bitcoin que foi recentemente criado.
Embora a Internet tenha criado um canal de comunicação rápido e universal em todo o mundo, o desenvolvimento de um sistema verdadeiramente descentralizado capaz de operar à escala global ainda estava a ser travado por três grandes questões.
Em primeiro lugar, sem ninguém no controlo, quem irá manter um registo (e incorrer nos custos de registo) de todas as transacções? Em segundo lugar, quem manteria estes registadores a prestar contas? E, em terceiro lugar, como incentivar as pessoas a tornarem-se registadores em primeiro lugar?
Satoshi Nakamoto, o fundador da bitcoin, veio com uma resposta para as três. As pessoas – conhecidas como mineiros – utilizariam os seus próprios computadores para alimentar e manter a cadeia de bloqueio, ajudando a organizar as transacções de outras pessoas.
Os computadores de outros mineiros verificariam então o trabalho para garantir que é correcto fornecer um consenso público sobre quais as transacções a confirmar – se a informação do mineiro original não corresponder à que todos os outros têm, então é evidente que algo está errado.
Em troca disso, os mineiros recebem taxas de transacção e, desde que ainda haja uma nova bitcoin a ser feita, uma oportunidade de ganhar a nova bitcoin que o protocolo liberta a cada dez minutos ou assim.
Usar os mineiros de bitcoin para operar a cadeia de bloqueio abordou muitos dos problemas que derrubaram os sistemas anteriores. É descentralizado: o registo não está sob um único ponto de controlo e qualquer pessoa pode aceder e verificar as transacções que foram registadas. É incentivada: as pessoas têm uma razão para utilizar o seu hardware e pagar pela electricidade necessária para operar a cadeia de bloqueio, pois são recompensadas com novas bitcoins.
Todos juntos, isto torna-a imune aos hackers: o facto de ser alimentada por uma vasta gama de computadores em todo o mundo em vez de uma única fonte significa que é extremamente improvável (embora não impossível) que alguém possa ganhar o controlo de mais de 50% da rede para assumir o controlo.
Como funciona realmente a extracção de bitcoin?
Hoje em dia, a extracção de bitcoin é feita predominantemente utilizando sistemas informáticos poderosos e propositadamente construídos, conhecidos como sondas que funcionam por medida dia e noite.
Todas as sondas foram criadas pela mesma razão: para extrair novas bitcoin. Mas para extrair esta bitcoin devem ajudar na actualização da razão pública e ajudar a validar o trabalho feito por outros mineiros que mantêm a cadeia de bloqueio. Cada bitcoin existente foi criada através da mineração, o que significa que cada bitcoin é propriedade de um mineiro até (ou se) este decidir vendê-la.
Todas as transacções de bitcoin entram inicialmente na rede como ‘pendentes’, ou ‘não confirmadas’, pelo que existe um fluxo constante que precisa de ser verificado pelos mineiros, para que a transacção seja confirmada. Este é o mesmo princípio que um banco que compensa um pagamento utilizando o seu cartão de débito.
Estas transacções contêm todas as informações importantes necessárias para a transacção, tais como os endereços de carteira de cada parte e a data, bem como outros dados opcionais tais como códigos de transacção, números de referência ou mensagens.
Bitcoin mining e hashes
Miners (também referidos como nós de mineração) e depois começam automaticamente a organizar estes dados. Em primeiro lugar, reduzem toda a informação dentro da transacção para um hash: uma cadeia alfanumérica de 64 caracteres. Isto não só condensa grandes quantidades de informação num ficheiro mais pequeno, mas também codifica a informação que o hash agora representa.
Após o hash ter sido criado, a informação subjacente que representa não pode ser alterada sem estragar o hash, o que então alertaria o resto dos mineiros que operam a cadeia de bloqueio.
Importantemente, a cadeia de bloqueio é organizada por ordem cronológica e o software de mineração começa automaticamente a recolher as transacções mais recentes antes de passar à segunda transacção mais recente, depois à terceira e assim por diante.
Após uma transacção ter sido realizada com hash, é combinada com a informação de outra transacção para fazer um novo hash. As transacções continuam a ser somadas e combinadas sob um único hash até formarem um bloco. São estes blocos que são adicionados para fazer crescer a cadeia de transacções (daí o nome blockchain).
Bitcoin mining and nonces
Durante este processo os mineiros estão a correr uns com os outros para serem os únicos a selar o bloco de modo a que este esteja pronto para ser inserido na cadeia, já que o mineiro para o fazer é o único que é recompensado com novo bitcoin.
Sealing off complete blocks, no entanto, é um jogo de adivinhação em vez de um baseado na habilidade. Os mineiros competem para encontrar o hash de bloco aleatório que o protocolo de bitcoin procura, submetendo rapidamente numerosos palpites (conhecidos como nonces) na esperança de conseguir uma correspondência.
A natureza aleatória deste processo significa que os mineiros não conseguem encontrar padrões a seguir ou obter uma melhor percepção do próximo hash que será necessário para selar um bloco e ganhar novo bitcoin: tudo se resume à sorte. Podem, no entanto, maximizar as suas hipóteses – quanto mais poder de computação um mineiro tiver, mais palpites pode fazer.
É o mesmo princípio que jogar na lotaria: pode comprar mais bilhetes para aumentar as suas hipóteses de ganhar, mas não há garantia de um prémio, independentemente de quantos comprar.
Após um mineiro selar um novo bloco, cria um número de bloco que segue sequencialmente o último bloco que foi adicionado à cadeia, ligando matematicamente o novo bloco aos outros blocos de transacções da cadeia que já foram confirmados e verificados pela rede baseada no consenso.
Após o novo bloco ter sido adicionado à cadeia de blocos que precisa de ser confirmada por outros mineiros. O mineiro que selou o bloco tem de ter a sua prova de trabalho (PoW) verificada por outros mineiros para se certificar de que toda a informação está correcta.
Isto é feito por vários outros mineiros verificando se o hash do bloco corresponde ao da informação subjacente que representa, chegando a um consenso sobre se o novo bloco é legítimo ou não.
Este modelo baseado no consenso é o que impede os autores de fraudes de adulterar transacções anteriores ou novas e impede as pessoas de “gastar o dobro” (quando alguém gasta o bitcoin que já gastou e já não gasta), uma vez que a cadeia de bloqueio reconhecerá se quaisquer novas transacções envolvem bitcoin que já tenha sido gasto.
Nesta qualidade, os mineiros actuam essencialmente como auditores do trabalho uns dos outros para garantir que todos jogam de acordo com as regras.
Porquê as pessoas extraem bitcoin?
O mineiro que completa o PoW para adicionar um novo bloco à cadeia de bloqueio – tendo ajudado a verificar um grupo de transacções durante um determinado período de tempo – é recompensado duas vezes: é-lhes dada a nova bitcoin que o protocolo liberta, e são-lhes atribuídas as taxas de transacção anexas. Esta é uma forma de adquirir bitcoin sem ter de os adquirir.
O protocolo bitcoin dita a velocidade e o volume a que o novo fornecimento de bitcoin é adicionado ao mercado. Novas bitcoins são lançadas aos mineiros de sucesso a cada dez minutos, mas o algoritmo que controla isto não é tecnicamente ditado pelo tempo.
Em vez disso, foi concebido para ajustar a dificuldade dos mineiros em selar um novo bloco, para manter o fluxo de novo fornecimento estável a essa velocidade. Isto significa que a velocidade a que a bitcoin é libertada não é afectada quando o número de mineiros em operação aumenta ou é aplicado mais poder de computação.
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As recompensas em oferta permanecem as mesmas independentemente de quantos mineiros estejam a competir por ela, e a nova bitcoin em oferta permanece a mesma, independentemente de quanto poder de computação é atirado para trás dela. A única coisa que muda são as probabilidades de cada mineiro ganhar as recompensas em oferta.
Enquanto a nova bitcoin continuará a ser libertada em janelas de dez minutos, o volume de novas bitcoins emitidas aos mineiros bem sucedidos muda, reduzindo para metade a cada quatro anos (tecnicamente, a cada 210.000 blocos).
Quando a bitcoin foi extraída pela primeira vez pela Satoshi em 2009, a recompensa foi de 50 bitcoin antes de cair para 12,5 bitcoin em 2012, e depois para o nível actual em 2016. O próximo corte, para 6,25 bitcoin, deverá acontecer em 2020, quando os mineiros esperarem que os volumes mais baixos sejam compensados por preços mais elevados.
Existirão apenas 21 milhões de bitcoins e a grande maioria já foi extraída – o 17 milhões de bitcoin foi libertado em Abril de 2018. A taxa constante de libertação de volumes gradualmente menores de nova bitcoin significa que a última bitcoin não será extraída até cerca de 2140.
Miners também são pagas taxas de transacção para além da nova bitcoin que é libertada. As enormes somas que os processadores de pagamentos e os bancos retiram aos milhares de milhões de transacções que todos nós realizamos diariamente são frequentemente citadas como uma das razões pelas quais a bitcoin e outras moedas criptográficas são necessárias.
Mas é frequentemente mal compreendido que a utilização da bitcoin não é gratuita, embora mais barata do que a que o sistema financeiro tradicional oferece actualmente. Os mineiros não têm de cobrar taxas de transacção e, não há muito tempo, muitas vezes só as aplicavam a certos tipos de transacções, tais como particularmente grandes ou pequenas, mas os rendimentos provenientes das taxas de transacção dispararam e a sua dependência deste fluxo de rendimentos está apenas fixada para crescer.
A extracção de bitcoin é rentável?
Em suma, é impossível definir se a extracção de bitcoin como uma prática é rentável em geral. Há demasiadas variáveis: o custo do hardware e a energia necessária para a alimentar difere enormemente em todo o mundo e o retorno que cada mineiro proporciona depende de quão capaz é de competir com um número crescente de concorrentes, todos competindo pelo mesmo prémio.
Da mesma forma, as hipóteses de um mineiro de ouro encontrar uma pepita diminuiriam à medida que mais pessoas começassem a cavar no mesmo território, as hipóteses de um mineiro de bitcoin ganhar o novo bitcoin e as taxas de transacção diminuem quanto mais concorrência houver no mercado. Não existem outros depósitos de bitcoin para escavar e os mineiros de bitcoin têm de competir pelo mesmo tesouro ou não competir de todo.
Embora não se saiba ao certo se a extracção de bitcoin é rentável neste momento, sabemos algumas coisas com certeza. Uma, a maioria dos mineiros de bitcoin estavam a obter lucros nos anos iniciais. Segundo, alguns mineiros devem estar a colher recompensas, caso contrário não haveria incentivo para que continuassem a minerar. E terceiro, enquanto alguns poderiam ainda estar a ganhar dinheiro extraindo bitcoin é certamente menos rentável do que costumava ser e mais difícil de competir do que nunca.
Este terceiro ponto é demonstrado pela dificuldade em selar um novo bloco e ganhar a recompensa. De acordo com blockchain.com, o nível de dificuldade em encontrar um novo bloco (medido pelo poder de apressamento implantado por todos os mineiros) aumentou exponencialmente em 2018, demonstrando o aumento da concorrência.