A mineração de bitcoin é o processo no qual blocos de transações são verificados e adicionados à blockchain pública da criptomoeda. Também é o processo no qual novos bitcoins são criados (mecanismo que garante a integridade da blockchain e incentiva a participação na rede).
Aqui, mineradores de bitcoin competem entre si para adicionar novos blocos na blockchain. A atividade demanda um comprometimento significativo por parte dos mineradores; é uma tarefa que consome dinheiro e tempo, necessária para que a criptomoeda funcione e as pessoas tenham fé em sua legitimidade.
Faz mais de uma década desde que o bitcoin foi criado por Satoshi Nakamoto, mas muitas pessoas ainda não entendem a mineração. O que adicionar blocos na rede realmente significa e como realizar essa tarefa? Leia abaixo tudo que você precisa saber sobre a mineração de bitcoin.
O que é a mineração de bitcoin?
A mineração de bitcoin não é como uma escavação em busca de ouro em minas ou carvão abaixo do solo. Se refere à verificação de transações realizadas usando bitcoin. Mineradores são aquelas pessoas ou empresas que sustentam e auditam a rede blockchain que apoia a criptomoeda.
Os mineradores montam “blocos” de transações verificadas que são adicionadas à blockchain. Quando um minerador completa um bloco, ele é recompensado em bitcoin recém-criado.
Aproximadamente a cada quatro anos, a recompensa pela mineração de bitcoin é reduzida pela metade, em um evento conhecido como “halving”. Em maio de 2020, a recompensa por bloco minerado caiu de 12,5 BTC para 6,25 BTC.
A mineração de bitcoin não é mais tão barata como antigamente, mas isso ainda não impede a comunidade de realizar a atividade. A recompensa dada em forma de bitcoin por bloco minerado é o incentivo que permite que as transações sejam processadas com legitimidade na rede.
Já que essa responsabilidade é dispersada por muitos usuários ao redor do mundo, o bitcoin é uma criptomoeda descentralizada, ou seja, não depende de uma autoridade central, como um governo ou banco, para que tenha credibilidade.
Por que o protocolo Bitcoin precisa de mineradores?
Mineração é, na verdade, o processo de auditar e verificar transações em bitcoin para evitar que acontece um problema conhecido como “gasto duplo” (do inglês “double spending”).
O gasto duplo ocorre quando alguém tenta gastar a mesma criptomoeda duas vezes. Com dinheiro físico, você não consegue comprar um drink em um bar com uma nota de R$ 20 e entrar em alguma loja comprar algo com a mesma nota de R$ 20.
Com criptomoedas, existe o risco de que alguém com bitcoin faça a cópia desse bitcoin e o envie a um comerciante ao invés da criptomoeda verdadeira.
No mundo real, a pessoa no caixa verifica a nota de R$ 20 para garantir que não é falsa, e é isso o que mineradores de bitcoin tentam fazer com a criptomoeda: estão verificando para garantir que um usuário não a use em mais de uma transação.
Como é o processo de mineração de bitcoin?
A rede do bitcoin usa um mecanismo de consenso chamado proof of work (PoW). O processo de mineração de vitcoin funciona da seguinte forma:
- O computador de um minerador, chamado de nó, coleta e une transações individuais de bitcoin que aconteceram nos últimos dez minutos em um único bloco.
- Esse nó compete com outros nós da rede para solucionar um problema criptográfico complicado para ser o primeiro a validar o novo bloco na blockchain.
- O primeiro minerador a resolver o problema transmite seu sucesso para toda a rede.
- Em seguida, outros nós verificam se a solução está correta. Se estiver, o novo bloco é adicionado à blockchain e todo o processo começa outra vez.
- Aquele minerador que o resolveu o problema antes de todo mundo e adicionou o bloco na rede, recebe bitcoin como recompensa.
O hardware para a mineração de bitcoin executa uma função de hashing criptográfico em um cabeçalho de blocos. Isso significa que cada minerador cria um “bloco candidato” com transações não confirmadas a partir do pool de memória do nó (ou “mempool”).
Esse bloco inclui um cabeçalho de blocos que resume os dados dentro de um bloco, junto com uma referência para um bloco existente na blockchain e um “nonce” (“número usado apenas uma vez”). No bitcoin, o nonce é um número completo que varia entre 0 e 4.294.967.296.
Em seguida, esse cabeçalho de blocos passa pela função de hash SHA256. Se o número resultante for maior do que o alvo do hash atual, o minerador ajusta o nonce e tenta novamente. Mineradores fazem isso milhares de vezes por segundo.
O alvo de dificuldade é um número de 256 bits. Essa dificuldade de mineração é ajustada a cada 2016 blocos (a aproximadamente cada duas semanas) para garantir que um bloco seja minerado, em média, uma vez a cada dez minutos, independente da quantidade de mineradores emprestando poder computacional para a rede.
Quando a função de hash de um minerador sortudo apresenta um resultado que seja menor do que o alvo de hash, o bloco é transmitido à rede.
Em seguida, cada nó verifica que se os hashes do cabeçalho do bloco de fato atingiram o alvo e, se for confirmado, o bloco recém-minerado é integrado à blockchain.
Por fim, o minerador recebe a recompensa em bitcoin. Essa transação, que cria novos bitcoins “do zero”, é conhecida como “transação coinbase” e é incluída no bloco candidato.
Essas recompensas servem para incentivar a participação e fazer com que todo o ecossistema da criptomoeda continue funcionando perfeitamente.
O fornecimento de bitcoin está limitado a 21 milhões de tokens. Quanto todos os 21 milhões de BTC tiverem sido minerados (a previsão é que isso aconteça no ano 2140), mineradores serão recompensados apenas com as taxas de transação.
A taxa de emissão das moedas é definida pelo código de mineração, garantindo que o tempo que demora para que mineradores ganhem o direito de transmitir um bloco na rede seja de aproximadamente dez minutos. Isso protege o sistema e evita que mineradores criem seus próprios bitcoins.
Toda vez que o bitcoin é minerado, o problema criptográfico fica mais difícil de solucionar, ou seja, mineradores precisam de uma taxa maior de hash para ter sucesso em obter recompensas por bloco.
Uma taxa maior de hash significa que mais poder computacional é necessário para obter a mesma quantia de criptomoedas.
Os primeiros mineradores de bitcoin usavam seus processadores (ou CPUs) para resolver o problema criptográfico. Mas logo os mineradores descobriram que placas de vídeo (GPUs) eram mais eficazes do que CPUs, resultando em uma corrida para a aquisição do hardware.
Agora, mineradores de bitcoin utilizam hardwares específicos, conhecido como mineradores com chips de circuito integrado de aplicação específica (ASICs) — mineradores de Ethereum (ETH) e de outras criptomoedas ainda utilizam placas de vídeo, resultando na escassez desses equipamentos.
A solução de problemas criptográficos é necessária para proteger a rede do bitcoin de ataques.
Para reverter transações na blockchain, seria necessário obter 51% de poder computacional de toda a rede. Isso garante que qualquer ataque seja difícil e inútil, pois um invasor teria de possuir mais hardware de mineração do que qualquer outra pessoa.
A proibição da mineração de bitcoin na China e mais polêmicas
Conforme a mineração de bitcoin amadurece, a barreira de entrada para mineradores individuais cresceu.
Agora, grande parte da mineração é realizada por “pools” de mineradores que combinam seus recursos e tentam usar seu poder computacional cumulativo para obter recompensas em bitcoin.
Grande parte dos pools de mineração estavam na China. Isso mudou em maio de 2021, quando o Conselho Estatal da China incluiu a mineração de bitcoin em uma lista de riscos financeiros que exigiam monitoramento.
O evento marcou o início de uma repressão arrebatadora à mineração cripto em todo o país asiático, impulsionada pelo comprometimento do país em se tornar neutro em carbono e o lançamento iminente de seu yuan digital, uma moeda digital de banco central (CBDC) e rival do bitcoin.
Houve uma sucessão de proibições impostas por governos provinciais, incluindo na Mongólia Interior, Xinjiang, Qinghai, Yunnan e Sichuan, causando um colapso na taxa de hash da mineração de bitcoin.
Desde então, mineradores chineses se mudaram para outros países, incluindo o Cazaquistão, enquanto os mineradores em outros países tentaram dar conta da tarefa. Em outubro de 2021, os EUA ultrapassaram a China e se tornaram o maior mercado de mineração de bitcoin do mundo.
Mineradores são bastante influenciados por preços da eletricidade, já que a mineração proof of work utiliza altas quantidades de energia elétrica. Muitos mineradores buscam os territórios onde o custo de eletricidade é baixo para basear suas operações e aumentar seus lucros.
A mineração de bitcoin sofre muitas críticas em relação ao seu alto consumo de energia elétrica que, em 2021, era de cerca de 11,8 GW ou 103,31 terawatts/hora (mais do que a produção de doze usinas de energia nuclear).
Alguns defensores da criptomoeda argumentam que o BTC funciona como uma “moeda de energia” que dá uma utilidade para a energia excedente. Diversas usinas nos EUA e no Irã agora utilizam gás natural excedente em suas operações em grande escala para a mineração de bitcoin.
Outras mineradoras estão analisando o uso de energia nuclear. O governo de El Salvador que em 2021 tornou o bitcoin em uma moeda de curso legal no país, começou a minerar bitcoin usando a energia geotermal de vulcões.
As estimativas do consumo total de energias renováveis utilizadas na mineração de bitcoin variam entre 39% e 75% (apesar de as altas estimativas serem informadas por empresas envolvidas na indústria cripto).
Atualmente, mineradores de bitcoin geram emissões de carbono equivalentes às de Bangladesh.
Como alvo dessas críticas, algumas criptomoedas estão abandonando o consenso proof of work (PoW) para um sistema conhecido como proof of stake (PoS).
Em vez de mineradores, criptomoedas proof of stake têm validadores. Estes fazem o staking de suas criptomoedas ao apostarem quais blocos serão acrescentados a uma blockchain.
Se obtiverem sucesso, os validadores obtêm uma recompensa por bloco proporcional ao seu staking. Ethereum (ETH), a segunda maior criptomoeda por capitalização de mercado, está migrando para um modelo PoS com sua atualização Ethereum 2.0.
No entanto, o bitcoin ainda irá permanecer com seu testado e comprovado proof of work, o modelo de consenso apresentado por Satoshi Nakamoto no whitepaper original do Bitcoin há mais de uma década.
*Traduzido e editado por Daniela Pereira do Nascimento com autorização da Decrypt.co.