mineração de bitcoin explicada

Mineração de Bitcoin

Transcrição do vídeo abaixo

Introdução

O que vem à sua mente quando você ouve a palavra mineração? Se você ainda não está familiarizado com as criptomoedas, é provável que imagine pessoas indo para cavernas de mineração com suas picaretas, usando equipamentos de proteção individual e muitas vezes todas cobertas de poeira.

Surpreendentemente, um minerador de Bitcoin não é muito diferente disso, exceto que não há cavernas nem picaretas, não há necessidade de usar nenhum EPI e muitas vezes não estão cobertos de poeira.

Mas então, quais são as semelhanças? Como a mineração de Bitcoin realmente funciona? E por que os mineradores são um ponto chave em uma criptomoeda de Proof of Work como o Bitcoin?

É exatamente isso que vamos discutir neste vídeo. Então, certifique-se de curtir e se inscrever, e não se esqueça de ativar o sininho para não perder nenhum novo vídeo do Odisseia Crypto. E se você é fã de verdade, participe do nosso grupo do Telegram e nos siga no Instagram, links na descrição.

Mas antes de começarmos, se você ainda não o fez, recomendo fortemente que assista ao nosso vídeo O que é Bitcoin, antes deste, prometo que tornará o conteúdo deste muito mais fácil de digerir, o link está na descrição.

As similaridades de um minerador de ouro e de Bitcoin

Agora, de volta à analogia do mineiro. As semelhanças de um minerador de ouro e um minerador de Bitcoin são que, enquanto o minerador de ouro encontra novas pepitas de ouro que não existiam no mercado antes, os mineradores de Bitcoin fazem o mesmo criando Bitcoins que não existiam antes.

Enquanto o primeiro usa um conjunto de ferramentas de mineração, como as picaretas, o segundo usa uma variedade de hardware de computador para minerar.

E assim como para um minerador de ouro, que pode usar maquinário sofisticado para acelerar o processo de mineração de ouro, os mineradores de Bitcoin podem usar chips de computador chamados circuitos integrados de aplicações específicas, ou ASICs. E unidades de processamento de nível superior, como unidades de processamento gráfico, as famosas GPUs, para obter mais recompensas. Em ambos os casos, esses elaborados equipamentos de mineração são chamados, adivinha só, “equipamentos de mineração”.

E, finalmente, enquanto um garimpeiro deve trabalhar duro, quebrando pedras, filtrando sujeira, explorando, para encontrar pepitas de ouro. Um minerador de Bitcoin deve validar as transações feitas na rede resolvendo um problema matemático tão difícil de se resolver que não pode ser calculado, mas apenas adivinhado, e assim, o computador do minerador tem que trabalhar duro para encontrar essa solução para gravar um novo bloco de transações no blockchain e, ao fazer isso, o minerador é recompensado em Bitcoins.

Percebeu que eu disse que ambos precisam trabalhar duro para obter suas recompensas? Bem, é por isso que o Bitcoin é chamado de criptomoeda Proof of Work, ou prova de trabalho. Na verdade, isso só explica a parte “Trabalho”, mas não a parte “Prova de”. Mas chegaremos lá.

Mas como Bitcoin é minerado?

Certo, essa analogia ajuda um pouco, mas é muito superficial e não diz nada sobre como o Bitcoin é realmente minerado. Então, vamos nos aprofundar nisso.

Para entender como a mineração de Bitcoin realmente funciona, primeiro é necessário entender como funciona o algoritmo de criptografia usado pela criptomoeda e depois como funciona o blockchain, vamos começar pelo algoritmo.

O algoritmo de criptografia do Bitcoin

O algoritmo em questão é conhecido como SHA-256. Que foi projetado para sempre produzir um número de 256 bits, que representado por um número hexadecimal de 64 dígitos. Esse número chamamos de hash ou número hash.

Funciona assim, qualquer que seja a entrada dada ao algoritmo, ele sempre retornará um número hexadecimal de 64 dígitos, um número hash. Não importa quão longa a entrada seja, pode ser um número, um texto ou até mesmo uma única letra. O retorno terá sempre 64 dígitos. E não só isso, mas também será único. De uma forma que 2 entradas diferentes nunca, eu disse nunca podem, resultar no mesmo resultado. Mesmo a menor diferença na entrada gerará uma saída completamente diferente, e isso é crucial para o blockchain funcionar.

Aqui está um exemplo, esta é uma calculadora de hash SHA-256, observe que quando eu escrevo nos dados de entrada: “Subscribe to the Crypto Odyssey channel” um número de hash é gerado, esse número hexadecimal de 64 dígitos que acabei de mencionar. Agora observe o que acontece quando eu adiciono um ponto no final da frase. O número de hash agora é completamente diferente do anterior. Vou deixar um link para esta calculadora na descrição do vídeo, para que você possa brincar você mesmo.

Você deve ter notado que o número de hash é composto não apenas por números, mas também por letras do alfabeto. E o motivo é que o número está em um sistema hexadecimal, onde cada dígito tem 16 possibilidades, ao contrário do nosso sistema numérico onde existem apenas 10 formas de representar os números (de zero a nove). É por isso que vemos essas letras, especificamente as letras a, b, c, d, e e f.

Vamos respirar um pouco

Ok, vamos respirar um pouco. Agora você sabe que os mineradores de Bitcoin são recompensados em Bitcoin toda vez que adicionam um novo bloco ao blockchain validando transações na rede.

E que toda transação tem um número de hash.

E esses números de hash são resultado de um algoritmo de criptografia que sempre gera um número de 256 bits que é sempre único, e que a menor alteração na entrada gerará um número totalmente novo.

Agora vamos entender um pouco mais sobre o blockchain e o que acontece quando uma nova transação é feita.

Blocos na blockchain

Nem todas as criptomoedas usam esse mesmo sistema blockchain. E por falar em altcoins, uma ótima maneira de trocar criptomoeda por criptomoeda é usando a Coinvertlly. Coinvertlly é uma exchange de criptomoedas sem custódia, o que significa que você controla suas chaves, onde pode facilmente trocar suas moedas por outras moedas sem precisar criar uma conta ou registrar nada, o processo é totalmente anônimo. Tudo o que você precisa fazer é visitar o Coinvertlly.com, selecionar a moeda que você quer trocar, o valor que deseja trocar e a moeda que deseja receber em troca. Em seguida, basta seguir as instruções na tela, onde você será solicitado a informar o endereço de destino, que é a carteira para onde deseja que suas novas moedas sejam enviadas. A Coinvertlly gerará um endereço de depósito exclusivo, onde você enviará as moedas das quais está trocando e, em alguns minutos, receberá suas novas moedas enviadas para sua carteira de destino. A Coinvertlly também oferece a possibilidade de comprar e vender criptomoedas usando seu cartão de crédito ou até mesmo Transferência Bancária Global (SEPA ou SWIFT). Visite Coinvertlly.com hoje e comece a negociar!

Agora de volta ao blockchain. No Bitcoin, cada bloco pode armazenar 1 MB de dados e são compostos principalmente por 2 coisas, transações, na forma de uma árvore merkle, e o cabeçalho do bloco. Vamos começar com a árvore merkle.

A árvore merkle

Uma árvore merkle funciona como uma árvore genealógica. Enquanto você é uma combinação da genes de seu pai, com os genes de sua mãe, e seu pai e sua mãe são resultado de uma mistura da genes de seus avós. A árvore merkle não é diferente, mas em vez de material de DNA, temos números de hash.

Aqui está um exemplo. Um total de 4 novas transações foram feitas na rede, e cada uma delas passou pelo SHA-256, gerando seus próprios números de hash exclusivos. Na verdade, eles sofrem o hash duas vezes, nós fazemos o hash do hash, como medida de segurança.

Esses números de hash são combinados 2 a 2 e criptografados novamente, gerando um novo número de hash que pode representar os 2 originais. Observe que os números de hash são filhos únicos, eles não podem ter um irmão. Este processo é repetido até que tenhamos 1 único número de hash que possa representar todas as transações que o formaram. Esse último número de hash é chamado de Raiz de Merkle. Com ele, todas as transações em um bloco podem ser validadas sem a necessidade de analisar cada transação individualmente.

O cabeçalho do bloco

O cabeçalho do bloco é um resumo do conteúdo do próprio bloco. Ele contém os seguintes seis componentes:

  • A versão do software que o usuário Bitcoin está executando
  • O carimbo de data/hora do bloco
  • A Raiz de Merkle
  • O número hash do bloco anterior
  • O Nonce
  • O número alvo

Lembre-se que a Raiz de Merkel serve como um resumo de todas as transações do bloco, sem ter que olhar todas as transações.

O valor de hash do bloco anterior permite que a rede coloque corretamente os blocos em ordem cronológica. É daí que vem o termo blockchain, cada bloco está vinculado ao bloco anterior.

Nonce e número alvo são as chaves para a mineração. Eles são a base para resolver o problema SHA-256 que os mineradores precisam resolver.

De todos os 6 componentes do cabeçalho do bloco, o nonce é o único desconhecido para o minerador quando ele encontra o novo bloco. Nonce é uma mistura de palavras em inglês, significa “número usado uma vez” e é o número que os mineradores precisam adivinhar para resolver esse problema matemático. Mais sobre isso daqui a pouco.

Vamos primeiro entender qual é o número alvo.

O valor alvo no bloco do Bitcoin

O alvo armazenado no cabeçalho do bloco é apenas um número armazenado em bits que varia entre 0 e 2 elevado a 224, um número com mais de 67 dígitos.

O objetivo do minerador é pegar o hash do cabeçalho do bloco, adicionar um número aleatório a ele, o nonce, e fazer o hash novamente. O valor do hash resultante deve ser menor ou igual ao valor do número alvo. Isso mesmo, o minerador não precisa adivinhar o número exato, mas algum que resultará em um hash menor ou igual ao alvo. Falando parece fácil, mas é um processo muito difícil de fazer.

O nonce

Agora vamos entender o que é o nonce. Ele é usado assim: o minerador adiciona um número, começando de 0, ao nonce no cabeçalho do bloco e faz um hash duplo nas informações do cabeçalho do bloco. Se o valor de hash resultante não for menor que o número alvo, o minerador adiciona 1 ao nonce, adiciona-o ao cabeçalho do bloco novamente e faz o hash do novo valor. Esse processo é repetido até que o minerador encontre um valor de hash menor ou igual ao valor de destino.

Para ter uma ideia de quão difícil e demorado é esse processo, o nonce para o bloco Genesis, o primeiro bloco da blockchain, é 2.083.236.893. Isso significa que o computador de Satoshi Nakomoto passou por esse processo mais de 2 bilhões de vezes antes de encontrar um hash que pudesse resolver o problema matemático.

Acho que isso deixa claro por que os mineradores estão sempre tentando obter o melhor equipamento de mineração possível, pois apenas o primeiro minerador a encontrar o nonce que resolve a equação, escreve o bloco no blockchain e é recompensado por isso.

Recompensa dos mineradores

Tudo bem, então os mineradores obtêm Bitcoin adicionando novos blocos ao blockchain, e isso é feito validando transações na rede. Mas quanto eles recebem exatamente?

Primeiro, você precisa compreender que a recompensa não é paga por ninguém. A recompensa vem do Bitcoin sendo criado do nada. Foi assim que Satoshi Nakamoto escreveu o código do Bitcoin, com um limite de 21.000.000 de Bitcoins. Ou seja, uma vez que todos os Bitcoins tenham sido minerados, esse negócio de Bitcoin do nada, não existirá mais.

Existe um mecanismo chamado Halving, que retarda esse processo, cortando a recompensa pela metade aproximadamente a cada quatro anos. E digo mais ou menos porque depende da velocidade de mineração ou hashrate da rede. Isso significa que a cada halving o Bitcoin se torna mais escasso e seu preço tende a subir. Portanto, embora os mineradores ganhem menos em Bitcoin, eles ainda têm incentivo para continuar minerando, pois o Bitcoin vale mais.

No início, os mineradores recebiam 50 BTC por bloco. Em 28 de novembro de 2012, essa recompensa foi cortada pela metade, esse foi o primeiro halving, indo para 25 BTC por bloco. O segundo halving aconteceu em 9 de julho de 2016, onde a recompensa caiu para 12,5 BTC por bloco. O terceiro em 11 de maio de 2020, reduzindo a recompensa para 6,25. Acredita-se que o quarto evento aconteça em algum lugar no início de 2024, quando a recompensa será cortada pela metade novamente, para 3,125 BTC por bloco.

Mesmo sem recompensas, o minerador sempre terá um incentivo, mesmo depois de todo o Bitcoin ter sido minerado, o que acredita-se que aconteça por volta do ano de 2140. Para entender melhor, vou deixar um vídeo na descrição que lhe dirá mais sobre taxas de transação vs recompensa de mineração.

Proof of Work

No início do vídeo, mencionei que o Bitcoin usa Proof of Work, ou prova de trabalho, para funcionar, e podemos ver claramente agora que é preciso muito trabalho para encontrar um nonce válido. Mas e a parte da prova disso?

Quando o nonce é encontrado, o minerador publica o bloco em qualquer nódulo conectado ao blockchain, também conhecido como outro minerador. Este nódulo não confia no minerador, portanto, precisa validar as informações. Ele simplesmente pega o cabeçalho do bloco e o nonce informado, faz um hash duplo e verifica se o valor do hash final é menor que o número alvo incluído no bloco. Quando o bloco for considerado válido, o novo nódulo continuará a propagar esse bloco pela rede até que cada nódulo tenha seus registros atualizados.

E aí está, a prova de que o minerador realmente trabalhou para adivinhar um nonce válido.

Encerramento

Agora você sabe quais são as semelhanças entre um minerador de Bitcoin e um minerador de ouro.

Porque o Bitcoin é chamado de criptomoeda de prova de trabalho e como esse processo funciona.

A importância dos mineradores no sistema da blockchain.

Do que um bloco é realmente feito.

O que significa halving.

E como a mineração de Bitcoin é realmente feita.

Muitos outros tópicos foram mencionados no vídeo que mal tocamos em sua superfície. Se você quiser entrar em mais detalhes sobre eles, verifique a lista de vídeos relacionados que deixamos na descrição. E sinta-se à vontade para comentar o que quiser ver aqui na Odisseia Crypto.

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