Pontos-chave
A mineração de criptomoedas é uma parte importante do processo de ordenação e validação de transações na blockchain. A mineração também é responsável pela criação de novas unidades de criptomoedas.
O trabalho realizado pelos mineradores requer muitos recursos computacionais, e esse processo ajuda a manter a segurança da rede blockchain.
Os mineradores coletam transações pendentes e as organizam em blocos, que são então transmitidos para a rede. Se o bloco for aprovado pelos nodes validadores, o minerador receberá a recompensa de bloco.
A lucratividade da mineração de criptomoedas depende de fatores como eficiência de hardware, custos de eletricidade, volatilidade do mercado e eventuais mudanças nos protocolos de blockchain.
O que é mineração de criptomoedas?
Imagine um ledger (livro-razão) digital global que registra todas as transações de criptomoedas. A mineração garante a precisão e segurança desse ledger. Os mineradores usam computadores especializados para resolver quebra-cabeças (essencialmente adivinhação de números) para organizar e confirmar transações pendentes. O primeiro a resolver o problema é recompensado com criptomoedas.
A mineração de criptomoedas é um processo que garante a segurança de criptomoedas como o Bitcoin (BTC). É o processo pelo qual as transações dos usuários são verificadas e adicionadas ao ledger (livro-razão) público da blockchain. A mineração é um dos elementos essenciais que permite que a rede Bitcoin seja descentralizada, o que significa que ela é capaz de funcionar sem uma autoridade central.
As operações de mineração também são responsáveis por adicionar novas moedas ao fornecimento total em circulação. Embora isso possa parecer impressão de dinheiro, a mineração de criptomoedas segue um conjunto de regras codificadas que regem o processo e impedem que alguém crie novas moedas arbitrariamente. Essas regras são incorporadas aos protocolos subjacentes e aplicadas pela rede distribuída de nodes.
Para criar novas unidades de criptomoeda, os mineradores usam poder computacional para resolver quebra-cabeças criptográficos complexos. O primeiro minerador a encontrar uma solução válida para o quebra-cabeça tem o direito de adicionar um novo bloco de transações à blockchain e transmiti-lo à rede.
Como funciona a mineração das criptomoedas?
A resposta curta
1. As transações são agrupadas em blocos. Quando alguém envia ou recebe criptomoedas, as transações pendentes são agrupadas em um "bloco" aguardando confirmação.
2. Os mineradores resolvem um quebra-cabeça. Os mineradores usam computadores para adivinhar um número especial, chamado nonce, que, quando combinado com os dados do bloco, produz um resultado abaixo de um número alvo específico. É como um bilhete de loteria digital envolvendo um quebra-cabeça.
3. Adição à blockchain
O primeiro minerador a resolver o quebra-cabeça pode adicionar seu bloco à blockchain. Outros mineradores verificam esse bloco para garantir a sua validade.
4. Recompensas
O minerador vencedor ganha uma recompensa, que inclui criptomoedas recém-criadas e as taxas de transação do bloco minerado.
A resposta longa
À medida que novas transações são realizadas na blockchain, elas são enviadas à memory pool (ou mempool). Os nodes validadores são responsáveis por verificar a validade das transações. O trabalho de um minerador é coletar essas transações pendentes e organizá-las em blocos. Alguns mineradores também executam nodes validadores, mas os nodes de mineração e os nodes de validação são tecnicamente diferentes.
Podemos imaginar um bloco como uma página do ledger da blockchain, onde várias transações são registradas (junto com outros dados). O node de mineração é responsável por coletar transações não confirmadas da memory pool e organizá-las em um bloco candidato.
Em seguida, o minerador tenta converter o bloco candidato em um bloco confirmado. Para isso, ele deve resolver um problema matemático complexo que requer muitos recursos computacionais. No entanto, para cada bloco minerado com sucesso, o respectivo minerador recebe uma recompensa de bloco, que consiste em criptomoedas recém-criadas e taxas de transação. Vamos conferir mais detalhes.
Etapa 1: hashing de transações
Na primeira etapa da mineração de um bloco, cada uma das transações pendentes da memory pool é submetida a uma função de hash. Cada vez que um dado é submetido a uma função de hash, é gerado um output (saída) de tamanho fixo, chamado de hash.
No contexto da mineração, o hash de cada transação consiste em uma sequência de números e letras que funciona como um identificador. O hash de uma transação representa todas as informações contidas nessa transação.
Além de fazer o hashing e listar cada transação individualmente, o minerador também adiciona uma transação personalizada, na qual ele envia a si mesmo a recompensa de bloco. Essa transação é conhecida como transação coinbase e é responsável pela emissão de novas moedas. Na maioria dos casos, essa transação é a primeira a ser registrada em um novo bloco, seguida por um grupo de transações pendentes aguardando confirmação.
Etapa 2: criando uma Merkle Tree
Após o hashing de cada transação, os hashes são organizados em uma Merkle Tree (também conhecida como árvore de Merkle ou árvore de hash). A Merkle Tree é criada através da organização dos hashes das transações em pares, que são então combinados e submetidos à função de hashing.
Os novos hashes de saída (outputs) são organizados em pares e submetidos novamente à função de hashing. O processo se repete até que um único hash seja obtido. Esse último hash também é conhecido como Merkle root ou root hash (em português, hash raiz) e é basicamente o hash que representa todos os hashes anteriores usados para gerá-lo.
Etapa 3: encontrando um cabeçalho do bloco válido (hash de bloco)
O block header (cabeçalho do bloco) funciona como um identificador para cada bloco individual. Ou seja, cada bloco possui um hash exclusivo. Ao criar um novo bloco, os mineradores combinam o hash do bloco anterior com o root hash de seu bloco candidato para gerar um novo hash de bloco. Eles também devem adicionar um número arbitrário conhecido como nonce.
Portanto, ao tentar validar seu bloco candidato, um minerador precisa combinar o root hash, o hash do bloco anterior e um nonce, e submeter todos eles a uma função de hashing. O objetivo é repetir esse processo até que seja possível criar um hash válido.
O root hash e o hash do bloco anterior não podem ser alterados, então os mineradores precisam alterar o valor do nonce várias vezes até encontrar um hash válido. Para ser considerado válido, o output (hash do bloco) deve ser menor que um determinado valor-alvo específico determinado pelo protocolo. Na mineração do Bitcoin, o hash do bloco deve começar com um certo número de zeros — esse valor-alvo é conhecido como dificuldade de mineração.
Etapa 4: transmitindo o bloco minerado
Conforme mencionamos, os mineradores devem submeter repetidamente o cabeçalho do bloco ao hashing, usando diferentes valores de nonce. Eles fazem isso até encontrar um hash de bloco válido. Quando um minerador encontra um hash de bloco válido, ele transmite esse bloco para a rede. Em seguida, todos os outros nodes validadores verificarão se o bloco é válido e, em caso afirmativo, adicionarão o novo bloco às suas cópias da blockchain.
Nesse momento, o bloco candidato se torna um bloco confirmado e todos os mineradores iniciam o processo de mineração do próximo bloco. Os mineradores que não conseguiram encontrar um hash válido a tempo descartam seu bloco candidato e a corrida da mineração começa de novo.
E se dois blocos forem minerados ao mesmo tempo?
Às vezes, dois mineradores transmitem um bloco válido ao mesmo tempo e a rede recebe dois blocos concorrentes. Os mineradores então começam a minerar o próximo bloco, com base no bloco que receberam primeiro, fazendo com que a rede se divida temporariamente em duas versões diferentes da blockchain.
A competição entre esses blocos continuará até que o próximo bloco seja minerado, no topo de um dos dois blocos concorrentes. Quando um novo bloco é minerado, seu bloco concorrente anterior será considerado o vencedor. O bloco concorrente abandonado é chamado de bloco órfão ou bloco obsoleto, fazendo com que todos os mineradores que escolheram este bloco voltem a minerar a blockchain do bloco vencedor.
O que é a dificuldade de mineração?
O protocolo ajusta regularmente a dificuldade de mineração para garantir uma taxa constante de criação de novos blocos, o que resulta em uma emissão constante e previsível de novas moedas. A dificuldade de mineração se ajusta de acordo com a quantidade de poder computacional (hash rate ou taxa de hashing) dedicada à rede.
Toda vez que novos mineradores se juntam à rede e a competição aumenta, a dificuldade de hashing também aumenta, o que impede a diminuição do tempo médio para criação de blocos. Por outro lado, se muitos mineradores deixam a rede, a dificuldade de hashing diminui, o que facilita a mineração de um novo bloco. Esses ajustes mantêm o tempo médio de criação de blocos constante, independentemente do poder total de hashing da rede.
Tipos de mineração de criptomoedas
Existem várias maneiras de minerar criptomoedas. Os equipamentos e processos mudam à medida que surgem novos hardwares e algoritmos de consenso. Normalmente, os mineradores usam computadores especializados para solucionar as complicadas equações criptográficas. Vejamos alguns dos métodos de mineração mais comuns.
Mineração via CPU
A mineração via Unidade Central de Processamento (CPU) envolve o uso de CPUs de computadores para executar as funções de hashing requisitadas pelo mecanismo Proof of Work (PoW). Nos primeiros dias do Bitcoin, os custos de mineração e as barreiras de entrada eram baixos e sua dificuldade podia ser tratada por uma CPU regular. Qualquer um podia tentar minerar criptomoedas naquela época.
No entanto, à medida que mais pessoas começaram a minerar BTC e o hash rate da rede aumentou, a mineração lucrativa se tornou cada vez mais difícil. Além disso, o advento de hardwares de mineração especializados com maior poder computacional tornou a mineração via CPU quase impossível. Atualmente, a mineração com CPU provavelmente não é mais uma opção viável, visto que a maioria dos mineradores usa hardwares especializados.
Mineração via GPU
As Unidades de Processamento Gráfico (GPUs) são projetadas para processar uma ampla gama de aplicações simultaneamente. Embora sejam normalmente usadas para videogames ou renderização de gráficos, elas também são usadas para mineração.
As GPUs são relativamente baratas e mais flexíveis do que os populares hardwares de mineração ASIC. As GPUs podem ser usadas para minerar algumas altcoins, mas sua eficiência depende da dificuldade e do algoritmo de mineração.
Mineração ASIC
Um Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) - em português, circuito integrado de aplicação específica - é desenvolvido para atender a um propósito específico. No setor cripto, o termo se refere a um hardware projetado exclusivamente para mineração. A mineração ASIC é conhecida por ser altamente eficiente, mas é relativamente cara.
A mineração ASIC é a opção mais moderna e eficiente, mas o custo de uma unidade é muito mais alto do que o de uma CPU ou GPU. Além disso, o avanço constante da tecnologia ASIC pode rapidamente tornar os modelos ASIC mais antigos não lucrativos. Isso faz da mineração ASIC uma das formas mais caras de mineração, mas é a mais eficiente e pode ser lucrativa se utilizada em larga escala.
Pools de mineração
Como cada recompensa de bloco é dada apenas ao primeiro minerador bem-sucedido, a probabilidade de minerar um bloco é extremamente baixa. Mineradores com uma pequena porcentagem do poder de mineração têm uma chance muito baixa de encontrar o próximo bloco por conta própria. As pools de mineração oferecem uma solução para este problema.
Pools de mineração são grupos de mineradores que juntam seus recursos (poder de hash) para aumentar suas chances de obter recompensas de bloco. Quando a pool encontra um bloco válido, os mineradores da pool dividem a recompensa de maneira proporcional à contribuição de cada um.
As pools de mineração podem beneficiar mineradores individuais em termos de custos de hardware e eletricidade, mas o domínio de grupos de mineração trouxe preocupações sobre centralização e possíveis ataques de 51%.
Cloud mining (mineração em nuvem)
Em vez de comprar equipamentos, os mineradores alugam poder computacional de um provedor de mineração em nuvem (cloud mining). Essa é uma maneira mais simples de começar a minerar, mas traz riscos como golpes ou menor lucratividade. Caso decida experimentar a minerar em nuvem, certifique-se de escolher um provedor confiável como a Binance.
O que é mineração de Bitcoin e como ela funciona?
O Bitcoin é o exemplo mais popular e bem estabelecido de uma criptomoeda que pode ser minerada. A mineração de Bitcoin é baseada no algoritmo de consenso PoW.
O PoW é o mecanismo de consenso blockchain original criado por Satoshi Nakamoto e foi introduzido no whitepaper do Bitcoin em 2008. Basicamente, o PoW determina como uma rede blockchain obtém consenso para todos os participantes distribuídos, sem intermediários terceirizados. Ele faz isso exigindo investimentos significativos em eletricidade e poder computacional para desincentivar a ação de usuários mal-intencionados.
Como vimos, transações pendentes em uma rede PoW são ordenadas e adicionadas a blocos por mineradores que competem para resolver quebra-cabeças usando hardwares de mineração especializados. O primeiro minerador a encontrar uma solução válida pode transmitir seu bloco para a blockchain e, se os nodes validadores aceitarem seu bloco, ele receberá a recompensa de bloco.
A quantia de criptomoedas da recompensa de bloco varia de uma blockchain para outra. Por exemplo, na blockchain do Bitcoin, os mineradores podem receber 3,125 BTC como recompensa de bloco (valor referente a dezembro de 2024). Devido ao mecanismo de halving do Bitcoin, a quantidade de BTC em uma recompensa de bloco diminui pela metade a cada 210.000 blocos (aproximadamente a cada quatro anos).
A mineração de criptomoedas é lucrativa?
Embora seja possível ganhar dinheiro minerando criptomoedas, é um processo que requer cuidado, gerenciamento de risco e pesquisa. O processo envolve investimentos e riscos, como variações nos custos de hardware, volatilidade de preços de criptomoedas e alterações em protocolos cripto. Para mitigar esses riscos, os mineradores geralmente adotam práticas de gerenciamento de riscos e avaliam os custos e benefícios potenciais.
A lucratividade da mineração de criptomoedas depende de vários fatores. Um dos fatores é a variação de preços das criptomoedas. Quando os preços das criptomoedas aumentam, o valor fiduciário das recompensas de mineração também aumenta. Por outro lado, a lucratividade pode diminuir junto com a queda dos preços.
A eficiência do hardware de mineração também é um fator crucial para determinar a lucratividade da mineração. O hardware de mineração é caro, então os mineradores devem buscar um equilíbrio entre os custos e as recompensas potenciais que ele pode gerar. Outro fator a ser considerado é o custo da eletricidade; se for muito alto, pode superar os ganhos e tornar a mineração não lucrativa.
Além disso, o hardware de mineração pode precisar de atualizações com relativa frequência, pois tende a se tornar obsoleto rapidamente. Os novos modelos terão melhor desempenho do que os antigos e, se os mineradores não tiverem orçamento para atualizar suas máquinas, provavelmente terão dificuldades para permanecer competitivos.
Por último, mas não menos importante, podem ocorrer mudanças significativas relacionadas ao protocolo. Por exemplo, o halving do Bitcoin pode afetar a lucratividade da mineração, já que reduz pela metade a recompensa pela mineração de um bloco. Em outros casos, o processo de mineração pode ser substituído por outros métodos de validação. Por exemplo, em setembro de 2022, a Ethereum mudou completamente seu mecanismo de consenso PoW para o Proof of Stake (PoS), o que tornou a mineração desnecessária na rede.
Considerações finais
A mineração de criptomoedas é uma parte fundamental do Bitcoin e de outras blockchains PoW, pois mantém a rede segura e estabiliza a emissão de novas moedas.
A mineração tem vantagens e desvantagens. A vantagem mais óbvia é a possibilidade de lucrar com as recompensas de bloco. No entanto, os lucros da mineração podem ser afetados por uma série de fatores, incluindo custos de eletricidade e preços do mercado. Portanto, antes de começar com a mineração de criptomoedas, você deve fazer suas próprias pesquisas (DYOR) e avaliar todos os riscos potenciais.
Leituras adicionais
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