Como funciona a mineração de Bitcoin?

1. Prova de Trabalho (PoW)

Bitcoin utiliza um mecanismo de consenso chamado Prova de Trabalho (PoW). Este mecanismo requer que os mineiros resolvam quebra-cabeças matemáticos complexos para validar transações e criar novos blocos. O primeiro mineiro a resolver o quebra-cabeça recebe permissão para adicionar o próximo bloco à blockchain e é recompensado com bitcoins recém-criados e taxas de transação.

2. O Processo de Mineração

1. Pool de Transações:
   • Quando os utilizadores enviam bitcoins, essas transações são transmitidas para a rede Bitcoin e recolhidas num grupo de transações não confirmadas chamado o mempool.

• Quando os utilizadores enviam bitcoins, essas transações são transmitidas para a rede Bitcoin e recolhidas numa piscina de transações não confirmadas chamada a mempool.

1. Criação de Bloco:
   • Os mineiros selecionam transações da mempool e agrupam-nas num bloco candidato. Cada bloco contém um conjunto de transações, uma referência ao bloco anterior (através do seu hash) e um número especial chamado de nonce.

• Os mineiros selecionam transações da mempool e as agrupam em um bloco candidato. Cada bloco contém um conjunto de transações, uma referência ao bloco anterior (através de seu hash) e um número especial chamado de nonce.

1. Cálculo de Hash:
   • Os mineiros usam a função hash criptográfica SHA-256 para gerar um hash do cabeçalho do bloco. O hash deve atender a um alvo específico, que é um número que deve estar abaixo de um certo limiar estabelecido pela rede. Este alvo é ajustado a cada 2016 blocos (aproximadamente a cada duas semanas) para manter um tempo de bloco de cerca de 10 minutos.

• Os mineiros usam a função hash criptográfica SHA-256 para gerar um hash do cabeçalho do bloco. O hash deve atender a um alvo específico, que é um número que deve ser inferior a um determinado limite estabelecido pela rede. Este alvo é ajustado a cada 2016 blocos (aproximadamente a cada duas semanas) para manter um tempo de bloco de cerca de 10 minutos.

1. Ajuste do Nonce:
   • Os mineiros ajustam o nonce no cabeçalho do bloco e recalculam o hash repetidamente até encontrarem um hash que satisfaça o alvo. Este processo é intensivo em computação e requer uma potência de processamento significativa.

• Os mineiros ajustam o nonce no cabeçalho do bloco e recalculam o hash repetidamente até encontrarem um hash que atenda ao alvo. Este processo é intensivo em termos computacionais e requer uma potência de processamento significativa.

1. Validação de Bloco:
   • Uma vez que um mineiro encontra um hash válido, ele transmite o bloco para a rede. Outros nós verificam a validade do bloco verificando o hash e as transações dentro dele. Se o bloco for válido, é adicionado à blockchain.

• Uma vez que um minerador encontra um hash válido, ele transmite o bloco para a rede. Outros nós verificam a validade do bloco verificando o hash e as transações dentro dele. Se o bloco for válido, é adicionado ao blockchain.

1. Recompensa:
   • O mineiro que adiciona com sucesso um novo bloco à blockchain é recompensado com bitcoins recém-criados (atualmente 6,25 BTC por bloco) e quaisquer taxas de transação associadas às transações no bloco. Esta recompensa é reduzida pela metade aproximadamente a cada quatro anos em um evento chamado de Bitcoin halving.

• O mineiro que adiciona com sucesso um novo bloco à blockchain é recompensado com bitcoins recém-criados (atualmente 6,25 BTC por bloco) e quaisquer taxas de transação associadas às transações no bloco. Esta recompensa é reduzida para metade aproximadamente a cada quatro anos num evento chamado o Bitcoin halving.

3. Dificuldade de Mineração

• Mecanismo de Ajuste: A dificuldade dos quebra-cabeças matemáticos ajusta-se a cada 2016 blocos para garantir que o tempo médio para encontrar um novo bloco permaneça em torno de 10 minutos. Este mecanismo de ajuste garante que a rede possa lidar com alterações na potência de mineração sem causar flutuações significativas nos tempos de bloco.

4. Hardware de Mineração

• ASICs: A mineração de Bitcoin requer hardware especializado chamado Circuitos Integrados Específicos de Aplicações (ASICs). Estes dispositivos são projetados especificamente para mineração e são muito mais eficientes do que hardware de uso geral como CPUs ou GPUs.

• Piscinas de Mineração: Os mineiros individuais muitas vezes se juntam a pools de mineração, onde combinam seu poder computacional para aumentar suas chances de encontrar um bloco. As recompensas são então distribuídas entre os membros da pool com base no trabalho contribuído por eles.

5. Consumo de Energia

• Alto Consumo de Energia: A mineração de Bitcoin é conhecida pelo seu elevado consumo de energia devido à intensidade computacional do processo. Isso tem levado a preocupações sobre o impacto ambiental da mineração de Bitcoin.

• Energia Renovável: Alguns mineiros estão recorrendo a fontes de energia renovável para reduzir a pegada de carbono de suas operações.

6. Incentivos Económicos

• Recompensa de Bloco: A recompensa em bloco é um incentivo significativo para os mineiros. Garante que continuem a validar transações e a garantir a rede.

• Taxas de Transação: À medida que a recompensa em bloco diminui ao longo do tempo, as taxas de transação tornam-se uma fonte de rendimento cada vez mais importante para os mineiros. Os utilizadores podem incluir taxas mais elevadas para priorizar as suas transações, garantindo tempos de confirmação mais rápidos.

7. Segurança e Descentralização

• Segurança: O mecanismo de Prova de Trabalho garante que a blockchain é segura e resistente a ataques. O esforço computacional necessário para adicionar novos blocos torna extremamente difícil para qualquer entidade única manipular a blockchain.

• Descentralização: A mineração está distribuída por uma rede global de nós, garantindo que nenhuma entidade única controle a rede. Esta descentralização é uma característica chave do modelo de segurança do Bitcoin.

Conclusão

A mineração de Bitcoin é um processo complexo que envolve resolver enigmas criptográficos para validar transações e garantir a segurança da rede. É um componente crítico do ecossistema Bitcoin, garantindo a integridade e segurança da blockchain. Embora a mineração exija uma quantidade significativa de energia e poder computacional, ela fornece os incentivos econômicos necessários para manter a natureza descentralizada da rede.