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Bitcoin 101

Guia definitivo para mineração de bitcoin

Neste guia detalhado para mineração de bitcoin, cobriremos de forma abrangente a mineração de criptomoedas: o que é, por que é crítica e como evoluiu na década desde o lançamento do Bitcoin em 2009.

Neste guia para mineração de bitcoin, você aprenderá:

  • Por que a mineração é fundamental para a rede Bitcoin
  • O que é Prova de Trabalho e como ela se compara a outros sistemas usados ​​por blockchains alternativos
  • Resumos dos vários tipos de mineração de criptomoeda: mineração em nuvem, CPU, GPU, plataformas ASIC; e suas principais diferenças.
  • Hardware e software de mineração - uma explicação do equipamento necessário para participar do processo de mineração e a escala de computação e energia elétrica usada.
  • O que são piscinas de mineração de bitcoin
  • Acusações ambientais e a transição para fontes renováveis ​​para reduzir os custos de produção
  • Quais altcoins envolvem mineração e como o processo difere

A palavra "mineração" não é usada nenhuma vez no famoso papel branco "Bitcoin: Um sistema eletrônico de caixa eletrônico ponto a ponto" de Satoshi Nakamoto, o documento que fez a bola rolar na criptomoeda como a conhecemos. No entanto, a atividade que ficou conhecida como mineração é absolutamente fundamental para o Bitcoin, o processo que protege a rede e a faz funcionar, fornecendo uma base sólida de prova e verificação.

Embora a adição de novas transações à rede exija uma prova de trabalho significativa, verificar se as transações estão corretas é trivial. Essa dualidade é um dos aspectos mais engenhosos do Bitcoin.

Para entender onde a indústria de mineração está hoje, é necessário traçar a evolução da mineração de bitcoins desde os dias em que você podia usar a CPU do seu computador para extrair moedas, até o nascimento e expansão de uma vasta indústria comercializada que agora comanda um hashrate de mais de 120 EX / h.

O que é mineração de bitcoin e por que ela é necessária?

Como uma moeda digital descentralizada, o Bitcoin não depende de uma autoridade central para verificar e validar transações. Em vez disso, ele depende de mineiros, funcionando como nós na rede Bitcoin que resolvem problemas matemáticos complicados e comprometem blocos de transações em um livro-razão público.

Somente resolvendo continuamente e corretamente esses problemas matemáticos difíceis de adivinhar os blocos podem ser confirmados e verificados pelos membros da rede, garantindo assim um registro único e indiscutível de saldos e transações.

Ao verificar o fluxo monetário desta forma, os mineiros eliminam o risco de gastar o dobro - ou seja, as mesmas moedas sendo "gastas" mais de uma vez.

A mineração é uma empresa necessariamente competitiva; quando uma pessoa transfere bitcoin para outra, todos os membros da rede podem confirmar se o remetente tem um saldo suficiente, com os nós competindo para resolver o problema matemático mencionado acima e ganhar o direito de validar a transação e adicioná-la ao blockchain.

Esse sistema, conhecido como prova de trabalho (PoW), garante a segurança e a estabilidade da rede, garantindo um selo férreo de aprovação para cada transação. Além disso, ele impede ataques de negação de serviço e abusos de serviço, como spam de rede, tornando esses esforços demorados e caros.

Embora a adição de novas transações à rede exija uma prova de trabalho significativa, verificar se as transações estão corretas é trivial. Essa dualidade é um dos aspectos mais engenhosos do Bitcoin.

Quando os blocos são confirmados, o minerador / nó vencedor recebe bitcoin recém-cunhado como compensação pelo poder de processamento gasto na resolução do problema matemático e no aumento do suprimento de moeda; as taxas de transação, por sua vez, são pagas por indivíduos responsáveis ​​pela transação original e também vão para a mineradora.

Com a mineração, a moeda é emitida de forma controlada, auditável e justa. Compare isso com a maneira pela qual os bancos centrais podem injetar dinheiro do nada na economia; fundos que podem então ser gastos pelos governos ou provisionados para empréstimos, levando a bolhas de mercado e, em casos extremos, a uma inflação devastadora.

A rede Bitcoin é programada de tal forma que um novo bloco é criado a cada dez minutos, com recompensas de bloco “caindo pela metade” a cada quatro anos e os mineiros são incentivados a continuar validando transações devido ao aumento do valor de mercado do bitcoin.

No entanto, o bitcoin não pode ser criado artificialmente; a dificuldade dos problemas matemáticos engenhosamente se correlaciona com a capacidade do poder de processamento coletivo dos mineiros. Em outras palavras, não existe algo como “flexibilização quantitativa” ou “dinheiro fácil / arbitrário” no ecossistema Bitcoin.

Conforme observado por Saifedean Ammous em seu livro The Bitcoin Standard, “Bitcoin é o dinheiro mais forte já inventado: o crescimento em seu valor não pode aumentar sua oferta; só pode tornar a rede mais segura e imune a ataques. ”

Recompensas em bloco e cronograma de crescimento da oferta de Bitcoin

Dado o quão longe chegamos, é fácil esquecer que as unidades Bitcoin não tinham nenhum valor de troca reconhecido no início: programadores e especialistas em criptografia apenas executaram o software, conectado à rede nascente, mexeu no código, extraiu bitcoins e os enviou de volta e adiante entre si.

No início, uma recompensa de 50 moedas foi paga aos mineiros de cada bloco. A atividade não era particularmente lucrativa, pois o custo do hardware necessário para extrair moedas excedia o valor da moeda, mas isso logo mudou. Quatro anos após a mineração do bloco de gênese, a recompensa do bloco caiu para 25 moedas (2012) e novamente para 12,5 (2016).

O aumento da complexidade da mineração exige tal redução quadrienal pela metade, com recompensas para reduzir para 6,25 BTC em 2020. Ao contrário de outras commodities líquidas, o bitcoin tem uma quantidade fixa de 21 milhões de moedas, com cerca de 18 milhões já mineradas. Salvo uma mudança no protocolo do Bitcoin para permitir um fornecimento maior, 21 milhões é o limite absoluto e será alcançado no ano de 2140.

Embora a prova de trabalho não seja o único mecanismo de consenso usado para proteger redes criptográficas (a prova de aposta é mais eficiente em termos de energia, não exigindo eletricidade nem hardware de mineração), o PoW teve sucesso em proteger a rede Bitcoin desde seu início.

Tipos de mineração de criptomoedas

Desde o início, os mineiros gastam eletricidade e poder de processamento para obter o direito de verificar as transações. Conforme a solução de equações de prova de trabalho se tornou mais difícil, o hardware especializado para mineração de bitcoins surgiu. Eles estão resumidos abaixo.

Mineração de CPU: Os primeiros bitcoins foram extraídos usando computadores pessoais instalados com software de mineração como o cpuminer, com taxas de hash menores ou iguais a 10MH / s.

Mineração de GPU: unidades de processamento gráfico (GPUs), projetadas para processar e renderizar imagens e vídeo, foram a primeira alternativa viável à mineração de CPU - eficiente, barata e não requer treinamento formal em programação paralela ou ferramentas FPGA. Mais capazes de processar grandes blocos de dados do que a CPU, as GPUs eram capazes de atingir centenas de milhões de hashes por segundo, e esse método foi preferido por Laszlo Hanyecz - a primeira pessoa a usar bitcoin como meio de troca.

ASICs: A taxa de geração de hashes (que validam transações) foi aumentada com a introdução de máquinas especializadas, como ASICs em 2012. Essas plataformas de alto desempenho são exclusivamente capazes de executar algoritmos de hash complexos como SHA-256 e Scrypt, permitindo que seus operadores gerar mais bitcoin. A implantação de ASICs tornou a adição de poder de processamento à rede Bitcoin muito mais eficiente e comercializou a indústria.

Mineração em nuvem: a mineração em nuvem utiliza o poder de processamento de data centers remotos totalmente equipados com hardware de mineração sofisticado, com os mineiros pagando taxas de uso para aproveitar a capacidade. A maioria dos contratos de mineração em nuvem são executados por um ano, com o cronograma de pagamento acordado com antecedência. De acordo com um relatório da TokenInsight, "a maioria dos produtos de mineração em nuvem no mercado não vale a pena investir."

Hardware, software e consumo de energia

A mineração de bitcoin exige um gasto significativo em termos de custos de instalação e manutenção: uma espécie de corrida armamentista foi conduzida ao longo dos anos, e aqueles que desejam participar devem pagar por equipamentos caros, incluindo equipamentos de resfriamento para superar a quantidade significativa de calor gerado por o hardware.

Conforme o número de pessoas minerando bitcoin aumenta, a rede ajusta a dificuldade de resolver o quebra-cabeça matemático, o que significa que um hardware cada vez mais poderoso é necessário para atingir o mesmo resultado e as chances individuais de minerar um bloco com sucesso e ganhar a recompensa diminuem.

Assim como as opções de hardware de mineração proliferaram e evoluíram ao longo dos anos, o software de mineração também. Hoje em dia, a maioria dos softwares de mineração pode ser executado em vários sistemas como Mac e Windows, ao mesmo tempo que é compatível com vários hardwares de mineração, como dispositivos GPU e ASIC. Para usar alguns programas de software, é necessário ingressar em um pool de mineração de bitcoins.

De acordo com o Cambridge Bitcoin Energy Consumption Index, o atual consumo anual de eletricidade da rede Bitcoin é superior a 80 TWh (terawatt-hora) - mais do que o de muitos países. Na verdade, o valor representa cerca de 0,4% do consumo anual global de eletricidade.

De acordo com o especialista em energia do Bitcoin, Alex de Vries, a rede usa muito mais energia por transação do que todos os bancos do mundo juntos, levando em consideração a energia usada pelos data centers. A escala da computação e da energia elétrica é realmente impressionante.

Dito isso, um relatório da CoinShares "calcula uma estimativa da penetração de energias renováveis ​​na matriz energética que alimenta a rede de mineração Bitcoin em 73%, tornando a mineração Bitcoin mais voltada para energias renováveis ​​do que quase todas as outras indústrias de grande escala no mundo".

O que são pools de mineração de Bitcoin?

Dada a crescente dificuldade associada à mineração de bitcoin, era inevitável que os mineiros juntassem seus recursos e compartilhassem seu poder de hashing. Em 2010, a primeira piscina de mineração de Bitcoin - SlushPool - foi lançada em Praga e, desde então, muitas piscinas de mineração surgiram. A criptomoeda gerada por meio de um pool é dividida entre os participantes, com os pools que impõem taxas para cobrir os custos de manutenção.

De acordo com o referido relatório da CoinShares, 65% da mineração global está concentrada na China, com a província de Sichuan sozinha produzindo 54% da taxa global de haxixe e os 11% restantes divididos mais ou menos igualmente entre Yunnan, Xinjiang e Mongólia Interior. Outras regiões importantes de mineração incluem Estados Unidos, Canadá, República Tcheca, Rússia e Geórgia.

A mineração de bitcoin ainda é lucrativa? Em certo nível, sim - ou não aconteceria de forma alguma. Dados de CoinMetrics.io indicam que mineradores de rede receberam US $ 5,4 bilhões em recompensas em bloco total em 2019. No entanto, a concentração de poder nas mãos de operações de mineração profissionais significa que a indústria não é mais viável para hobistas e mineradores solo.

Os principais participantes no mercado de mineração de bitcoin incluem pools de mineração BTC.com, F2Pool, Poolin, AntPool e as empresas de hardware Bitmain, Canaan, Whatminer e Ebang, com a Bitmain respondendo por mais de 60% da participação de mercado ASIC.

  • Leia mais sobre como escolher uma piscina de mineração de bitcoin

A possibilidade de um ataque de 51%

Como uma tremenda quantidade de poder de computação agora é necessária para minerar bitcoin - mais do que qualquer entidade poderia colocar as mãos - a comunidade de mineração se tornou mais exclusiva e monopolista. Alguns argumentam que essa centralização crescente vai contra o ethos do Bitcoin e dá origem à possibilidade de uma aquisição por gigantes da mineração em conluio para controlar mais de 51% do poder computacional da rede.

Sempre há o potencial para um ataque motivado por ganho não financeiro, ou seja, uma estação nacional que sente que sua soberania financeira está ameaçada pelo Bitcoin.

Em um ataque imaginário de 51%, grandes quantidades de hashrate seriam usadas para gerar transações fraudulentas. Embora teoricamente viável do ponto de vista técnico, tal ataque exigiria uma quantidade desordenada de capacidade de computação e resultaria em ganhos financeiros mínimos, uma vez que o ataque em si minaria os incentivos econômicos que motivam as pessoas a usar bitcoin: o valor das recompensas em bloco depende do integridade da rede.

Até o momento, não houve ataques de gasto duplo bem-sucedidos em quaisquer transações de bitcoin que tenham sido confirmadas pelo menos uma vez, mas sempre há o potencial para um ataque motivado por ganho não financeiro, ou seja, uma estação nacional que sente que sua soberania financeira está ameaçada por Bitcoin.

Se um estado-nação ou empresa suficientemente rica conseguisse reunir 51% de todo o poder de hash com a intenção de colocar a rede Bitcoin de joelhos, aumentaria efetivamente o preço do equipamento de mineração, recompensando os atuais mineiros e permitindo-lhes investir maiores quantidades de capital na compra de equipamento superior.

O efeito indireto seria facilitar o crescimento mais rápido da taxa de hash do Bitcoin, tornando ainda mais difícil de atacar e minar. Como a dificuldade de descobrir um novo bloco de bitcoin é ajustada periodicamente, a rede pode acomodar um influxo de novo hashpower ingressando na rede, sem afetar a taxa com a qual novos blocos são gerados.

Cripto Mineração além de Bitcoin

Embora o Bitcoin tenha apresentado ao mundo a mineração de criptomoedas, há mais de 400 moedas lavráveis ​​no mercado no momento em que este artigo foi escrito, com a maioria das altcoins menores ainda exploradas por CPUs e GPUs e o mercado concentrado na América do Norte e na Europa.

Leia mais sobre as criptomoedas mais lucrativas para minerar.

Pode-se esperar que pools de mineração estabelecidos integrem mais mineração de altcoin nos próximos anos, com a possibilidade de CPU e GPUs serem substituídas por FPGA / ASIC a longo prazo.

Existem muitas razões válidas pelas quais a mineração de altcoin opera em uma escala diferente do bitcoin, a principal é que os altcoins são menos valiosos do que o BTC, reduzindo o incentivo para direcionar os mineiros para eles, quando eles poderiam estar protegendo a rede Bitcoin. O apelo ideológico do Bitcoin, juntamente com sua longevidade e valor de mercado, tornam-no a opção mais atraente para os interessados ​​em minerar criptomoeda.

No entanto, minerar altcoins é essencialmente uma aposta em seu valor futuro potencial. A maioria das baleias bitcoin atuais ficou rica minerando bitcoin quando seu valor era insignificante; o truque, portanto, é apostar no cavalo certo agora.

Em conclusão

Embora o status regulatório permaneça incerto em muitas das regiões de mineração de bitcoin mais produtivas - China, América do Norte, Rússia, etc. - a indústria não mostra sinais de desaceleração e os avanços nas operações de mineração em nuvem e hardware / software de mineração eficiente estão definidos para impulsionar o mercado para anos que virão.

Apesar de ser regularmente criticado por seu alto consumo de energia, a indústria de mineração de bitcoin é fortemente movida por fontes renováveis ​​e centrada em regiões dominadas por hidrelétricas baratas.

Talvez a última palavra sobre mineração deva ir para o pseudônimo Satoshi Nakamoto, que em 2010 deu sua visão sobre o futuro caminho da mineração de bitcoins: “Em algumas décadas, quando a recompensa (em bloco) ficar muito pequena, a taxa de transação se tornará a principal compensação para nós. Tenho certeza que em 20 anos haverá um volume de transações muito grande ou nenhum volume de transações. ”

Até agora, todos os sinais apontam para que o primeiro seja verdadeiro. Com quase 120 Ex / h (exahash por segundo) protegendo-o, o Bitcoin se tornou a rede de computação distribuída mais poderosa do mundo, protegida por uma comunidade de mineração cada vez maior.

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