Exploração de Bitcoin, Explained
Provavelmente, você ouve a frase “mineração de bitcoin” e sua mente começa a vagar pela fantasia ocidental de picaretas, sujeira e riqueza. Acontece que essa analogia não está muito longe.
Muito menos fascinante, mas igualmente incerta, a mineração de bitcoin é realizada por computadores de alta potência que resolvem problemas complexos de matemática computacional (leia-se: tão complexos que eles não podem ser resolvidos manualmente). A sorte e o trabalho exigidos por um computador para resolver um desses problemas são o equivalente a um mineiro que bate ouro no chão - enquanto cavava em uma caixa de areia. No momento da redação deste artigo, as chances de um computador resolver um desses problemas são de 1 em 6 trilhões, mas mais tarde.
O resultado da "mineração de bitcoin" é duplo. Primeiro, quando os computadores resolvem esses complexos problemas matemáticos na rede de bitcoin, eles produzem novo bitcoin, não muito diferente de quando uma operação de mineração extrai ouro do solo. E segundo, resolvendo problemas matemáticos computacionais, os mineradores de bitcoin tornam a rede de pagamento de bitcoin confiável e segura, verificando suas informações de transação.
Há uma boa chance de tudo isso ter feito tanto sentido. Para explicar como a mineração de bitcoin funciona com mais detalhes, vamos começar com um processo um pouco mais próximo de casa: a regulamentação da moeda impressa.
Informações básicas sobre Bitcoin: O que é mineração de criptomoeda ">
Os consumidores tendem a confiar nas moedas impressas, pelo menos nos Estados Unidos. Isso ocorre porque o dólar americano é apoiado por um banco central chamado Federal Reserve. Além de uma série de outras responsabilidades, o Federal Reserve regula a produção de dinheiro novo e processa o uso de moeda falsa.
Até pagamentos digitais usando o dólar americano são apoiados por uma autoridade central. Quando você faz uma compra on-line usando seu cartão de débito ou crédito, por exemplo, essa transação é processada por uma empresa de processamento de pagamentos, como Mastercard ou Visa. Além de registrar seu histórico de transações, essas empresas verificam se as transações não são fraudulentas, motivo pelo qual seu cartão de débito ou crédito pode ser suspenso durante a viagem.
O Bitcoin, por outro lado, não é regulamentado por uma autoridade central. Em vez disso, o bitcoin é suportado por milhões de computadores em todo o mundo chamados "mineradores". Essa rede de computadores desempenha a mesma função que o Federal Reserve, Visa e Mastercard, mas com algumas diferenças importantes. Assim como o Federal Reserve, Visa e Mastercard, os mineradores de bitcoin registram transações e verificam sua precisão. Ao contrário dessas autoridades centrais, no entanto, os mineradores de bitcoin estão espalhados pelo mundo e registram dados de transações em uma lista pública que pode ser acessada por qualquer pessoa, inclusive você.
Quando alguém faz uma compra ou venda usando bitcoin, chamamos isso de "transação". As transações feitas na loja e on-line são documentadas por bancos, sistemas de ponto de venda e recibos físicos. Os mineradores de Bitcoin alcançam o mesmo efeito sem essas instituições agrupando transações em "blocos" e adicionando-as a um registro público chamado "blockchain".
Quando os mineradores de bitcoin adicionam um novo bloco de transações à blockchain, parte de seu trabalho é garantir que essas transações sejam precisas. (Mais sobre a mágica de como isso acontece em um segundo.) Em particular, os mineradores de bitcoin garantem que o bitcoin não esteja sendo duplicado, uma peculiaridade única de moedas digitais chamada "gasto duplo". Com as moedas impressas, duplicar dinheiro não é uma duplicação. um problema. Depois de gastar US $ 20 na loja, essa conta fica nas mãos do funcionário. Com a moeda digital, no entanto, é uma história diferente.
As informações digitais podem ser reproduzidas com relativa facilidade, portanto, com o bitcoin e outras moedas digitais, existe o risco de um gastador fazer uma cópia do bitcoin e enviá-lo para outra parte enquanto ainda segura o original. Vamos voltar à moeda impressa por um momento e dizer que alguém tentou duplicar sua nota de US $ 20 para gastar tanto a original quanto a falsificada em uma mercearia. Se um funcionário soubesse que os clientes estavam duplicando dinheiro, tudo o que eles precisariam fazer seria examinar os números de série das contas. Se os números fossem idênticos, o funcionário saberia que o dinheiro havia sido duplicado. Essa analogia é semelhante ao que um minerador de bitcoin faz quando verifica novas transações.
No entanto, com 600.000 compras e vendas ocorrendo em um único dia, verificar cada uma dessas transações pode ser muito trabalhoso para os mineradores, o que representa outra diferença importante entre os mineradores de bitcoin e o Federal Reserve, Mastercard ou Visa. Como compensação por seus esforços, os mineradores recebem bitcoin sempre que adicionam um novo bloco de transações à blockchain. A quantidade de novo bitcoin liberado com cada bloco extraído é chamada de "recompensa do bloco". A recompensa do bloco é reduzida pela metade a cada 210.000 blocos, ou aproximadamente a cada 4 anos. Em 2009, eram 50. Em 2013, eram 25, em 2018 eram 12, 5 e, em meados de 2020, chegariam a 6, 25.
A essa taxa de redução pela metade, o número total de bitcoin em circulação chegará a um limite de 21 milhões, tornando a moeda mais escassa e valiosa ao longo do tempo, mas também mais cara para os mineradores produzirem.
Como funciona a mineração de Bitcoin?
Aqui está o problema. Para que os mineradores de bitcoin realmente ganhem bitcoin na verificação de transações, duas coisas precisam ocorrer. Primeiro, eles devem verificar transações com valor de 1 megabyte (MB), que teoricamente podem ser tão pequenas quanto 1 transação, mas geralmente são vários milhares, dependendo da quantidade de dados que cada transação armazena. Esta é a parte fácil.
Segundo, para adicionar um bloco de transações à blockchain, os mineradores precisam resolver um complexo problema de matemática computacional, também chamado de "prova de trabalho". O que eles estão realmente fazendo é tentar criar um número hexadecimal de 64 dígitos, chamado de "hash", que seja menor ou igual ao hash de destino. Basicamente, o computador de um mineiro cospe hashes a uma taxa de megahashes por segundo (MH / s), gigahashes por segundo (GH / s) ou até terahashes por segundo (TH / s), dependendo da unidade, supondo todas as possibilidades possíveis. dígitos até chegarem a uma solução. Em outras palavras, é uma aposta.
O nível de dificuldade do bloco mais recente no momento da escrita é de cerca de 6.061.518.831.027. Ou seja, a chance de um computador produzir um hash abaixo da meta é de 1 em 6.061.518.831.027 - menos de 1 em 6 trilhões. Esse nível é ajustado a cada bloco de 2016, ou aproximadamente a cada 2 semanas, com o objetivo de manter as taxas de mineração constantes. Ou seja, quanto mais mineradores competirem por uma solução, mais difícil será o problema. O oposto também é verdade. Se a energia computacional for retirada da rede, a dificuldade será ajustada para baixo para facilitar a mineração.
Explique como se eu tivesse cinco anos (ELI5)
Aqui está uma analogia útil do editor da Investopedia Euny Hong:
"Diga que digo a três amigos que estou pensando em um número entre 1 e 100, e escrevo esse número em um pedaço de papel e o selo em um envelope. Meus amigos não precisam adivinhar o número exato, apenas deve ser a primeira pessoa a adivinhar qualquer número que seja menor ou igual ao número em que estou pensando.E não há limite para quantas suposições eles recebem.
"Digamos que eu esteja pensando no número 19. Se o Amigo A adivinha 21, eles perdem porque 21> 19. Se o Amigo B adivinha 16 e o Amigo C adivinha 12, então ambos teoricamente chegaram a respostas viáveis, porque 16 < 19 e 12 <19. Não há 'crédito extra' para o amigo B, embora a resposta de B tenha sido mais próxima da resposta de 19.
"Agora imagine que eu faço a pergunta 'adivinhe em que número estou pensando', mas não estou perguntando apenas três amigos e não estou pensando em um número entre 1 e 100. Em vez disso, estou perguntando milhões de possíveis mineiros e estou pensando em um número hexadecimal de 64 dígitos. Agora você vê que será extremamente difícil adivinhar a resposta certa ".
Como você pode competir com milhões de mineiros?
Se 1 em 6 trilhões não parece suficientemente difícil, aqui está o problema. Os mineradores de bitcoin não apenas precisam criar o hash certo, mas também precisam ser os primeiros a fazê-lo.
Como a mineração de bitcoin é essencialmente uma adivinhação, chegar à resposta certa antes que outro mineiro tenha quase tudo a ver com a rapidez com que seu computador pode produzir hashes. Apenas uma década atrás, os mineradores de bitcoin podiam ser executados competitivamente em computadores desktop normais. Com o tempo, porém, os mineradores perceberam que as placas gráficas comumente usadas para videogames eram mais eficazes na mineração do que os computadores e as unidades de processamento gráfico (GPU) passaram a dominar o jogo. Em 2013, os mineradores de bitcoin começaram a usar computadores projetados especificamente para a mineração de criptomoedas da maneira mais eficiente possível, denominados ASIC (Application-Specific Integrated Circuits). Estes podem custar de US $ 500 a dezenas de milhares.
Hoje, a mineração de bitcoin é tão competitiva que só pode ser feita com lucro com os ASICs mais atualizados. Ao usar computadores de mesa, 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 o que os mineiros chamam de "pools de mineração".
Um pool de mineração é um grupo de mineradores que combinam seu poder de computação e dividem o bitcoin minerado entre os participantes. Um número desproporcionalmente grande de blocos é extraído por piscinas e não por mineradores individuais. Em julho de 2017, os pools e as empresas de mineração representavam aproximadamente 80% a 90% do poder de computação do bitcoin.
A mineração de Bitcoin é sustentável?
Entre probabilidades de 1 em 6 trilhões, níveis de dificuldade de escala e a enorme rede de usuários que verificam 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.
A rede bitcoin pode processar cerca de sete transações por segundo, com as transações sendo registradas no blockchain a cada 10 minutos. À medida que a rede de usuários de bitcoin continua a crescer, no entanto, o número de transações feitas em 10 minutos acabará por exceder o número de transações que podem ser processadas em 10 minutos. Nesse ponto, os tempos de espera para as transações começarão e continuarão a ficar mais longos, a menos que uma alteração seja feita 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. No momento da redação deste artigo, existem duas soluções principais para o problema de dimensionamento, (1) para diminuir a quantidade de dados necessários para verificar cada bloco ou (2) para aumentar o número de transações que cada bloco pode armazenar. Com menos dados a serem verificados por bloco, a Solução 1 tornaria as transações mais rápidas e baratas para as mineradoras. A solução 2 lidaria com o dimensionamento, permitindo que mais informações fossem processadas a cada 10 minutos.
Em julho de 2017, mineradoras de bitcoin e empresas de mineração que representam 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. Ou seja, eles foram com a Solução 1.
O programa que os mineradores votaram para adicionar ao protocolo bitcoin é chamado de testemunha segregada, ou SegWit. Este termo é uma amálgama de Segregated, que significa "separar", e Witness, que se refere a "assinaturas em uma transação de bitcoin". A Testemunha Segregada significa, então, separar assinaturas de transação de um bloco - e anexá-las como um bloco estendido. Embora a adição de 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 de bitcoin para criar uma nova moeda usando a mesma base de código que o bitcoin. Embora esse grupo tenha concordado com a necessidade de uma solução para o dimensionamento, eles se preocupavam que a adoção da tecnologia de testemunha segregada não resolvesse completamente o problema do dimensionamento.
Em vez disso, eles optaram pela solução 2. 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. Em 10 de fevereiro de 2019, o Bitcoin Cash foi avaliado em US $ 122, 45, para US $ 3.605, 01 do Bitcoin.
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