Desde sua introdução em 2009 por Satoshi Nakamoto, o bitcoin tem entusiasmado investidores, profissionais de tecnologia e pessoas comuns. Até celebridades como Mike Tyson se envolveram; o ex-boxeador profissional lançou um ATM bitcoin e um aplicativo de carteira bitcoin . Mas você não precisa ser nenhum tipo de profissional para entender como o bitcoin funciona .
O vídeo tutorial do Simplilearn explica o processo de mineração de bitcoin e as vantagens do bitcoin sobre as moedas fiduciárias tradicionais. Primeiro, vamos cobrir algumas noções básicas sobre bitcoin e, em seguida, discutiremos como funciona a mineração de bitcoin.
O que é Bitcoin?
Bitcoin é a primeira moeda digital descentralizada que permite transferências peer-to-peer sem quaisquer intermediários, como bancos, governos, agentes ou corretores, usando a tecnologia subjacente de blockchain. Qualquer pessoa ao redor do mundo na rede pode transferir bitcoins para outra pessoa na rede, independentemente da localização geográfica; você só precisa abrir uma conta na rede Bitcoin e ter alguns bitcoins nela, e então você pode transferir esses bitcoins. Como você consegue bitcoins em sua conta? Você pode comprá-los online ou minerá-los.
O Bitcoin pode ser usado para compras online e pode ser usado como um instrumento de investimento. Principalmente, é usado para comprar bens e serviços.
Vantagens do Bitcoin
Em comparação com as moedas fiduciárias tradicionais, os ativos podem ser transferidos mais rapidamente na rede bitcoin. O sistema também tem taxas de transação mais baixas, porque é descentralizado e não há intermediários, e é criptograficamente seguro -as identidades do remetente e do destinatário são mantidas ocultas e é impossível falsificar ou hackear as transações. Além disso, todas as informações estão disponíveis em um livro-razão público, para que qualquer pessoa possa ver as transações.
O que é Blockchain?
Conforme mencionado, o blockchain é a tecnologia subjacente do bitcoin. Blockchain é um livro-razão público distribuído no qual as transações são registradas em ordem cronológica ordem. Qualquer registro ou transação adicionado ao blockchain não pode ser modificado ou alterado, o que significa que as transações estão protegidas de hackers. Um bloco é a menor unidade de uma blockchain e é um contêiner que contém todos os detalhes da transação. Um bloco tem quatro campos ou atributos principais:
- Hash anterior: este atributo armazena o valor do hash do bloco anterior e é assim que os blocos estão vinculados uns aos outros.
- Dados: este é o conjunto agregado de transações incluídas neste bloco-o conjunto de transações que foram extraídas e validadas e incluídas no bloco.
- Nonce: em um algoritmo de consenso de “prova de trabalho”, que o bitcoin usa, o nonce é um valor aleatório usado para variar a saída do valor hash. Cada bloco deve gerar um valor hash, e o nonce é o parâmetro usado para gerar esse valor hash. A prova de trabalho é o processo de verificação de transação feito em blockchain.
- Hash: é o valor obtido ao passar o valor de hash anterior, os dados e o nonce por meio do algoritmo SHA-256; é a assinatura digital do bloco.
SHA-256 é um algoritmo de hash criptográfico que produz um valor de hash alfanumérico de 256 bits exclusivo para qualquer entrada, e esse é o recurso exclusivo deste algoritmo criptográfico: qualquer entrada fornecida, sempre produzirá um valor de 256 bits hash.
O que é mineração de Bitcoin?
A mineração de bitcoin é o processo de verificar as transações de bitcoin e gravá-las no livro-razão público do blockchain. No blockchain, as transações são verificadas por usuários de bitcoin, então basicamente as transações têm que ser verificadas pelos participantes da rede. Aqueles que têm o hardware e a capacidade de computação necessários são chamados de mineradores.
Falaremos mais sobre eles mais tarde, mas o conceito importante a ser entendido aqui é que não há nada como um órgão centralizado-um órgão regulador, um órgão governante, um banco-para fazer as transações de bitcoin acontecerem. Qualquer usuário com hardware de mineração e acesso à Internet pode ser um participante e contribuir com a comunidade de mineração.
O processo é resolvido com base em um difícil quebra-cabeça matemático chamado prova de trabalho. A prova de trabalho é necessária para validar a transação e para o minerador receber uma recompensa. Todos os mineiros estão concluindo entre si para minerar uma transação particular; o mineiro que resolver o quebra-cabeça primeiro recebe a recompensa. Os mineiros são os participantes da rede que possuem o hardware e a capacidade computacional necessários para validar as transações.
3 conceitos de blockchain
Para entender a mineração de bitcoin, você precisa primeiro entender os três conceitos principais de blockchain.
- Razão público distribuído: um razão distribuído é um registro de todas as transações mantidas na rede blockchain em todo o mundo. Na rede, a validação das transações é feita por usuários de bitcoin.
- SHA-256: Blockchain impede o acesso não autorizado usando uma função hash chamada SHA-256 para garantir que os blocos sejam mantidos seguros. Eles são assinados digitalmente. Seu valor de hash, uma vez gerado, não pode ser alterado. SHA-256 pega uma string de entrada de qualquer tamanho e retorna uma saída fixa de 256 bits, e é uma função unilateral-você não pode derivar o reverso da entrada totalmente reverso da saída (o que você gerou).
- Prova de trabalho: na mineração de blockchain, os mineiros validam as transações resolvendo um difícil quebra-cabeça matemático chamado prova de trabalho. Para fazer isso, o objetivo principal do minerador é determinar o valor de nonce, e esse valor de nonce é o quebra-cabeça matemático que os mineradores devem resolver para gerar um hash menor do que o alvo definido pela rede para um determinado bloco.
Resolvendo o quebra-cabeça
Na rede bitcoin, conforme mencionado, usuários chamados mineiros estão tentando resolver um quebra-cabeça matemático. O quebra-cabeça é resolvido variando um nonce que produz um valor de hash inferior a uma condição predefinida, que é chamada de destino. Um minerador verifica uma transação resolvendo o quebra-cabeça e adicionando o bloco ao blockchain quando ele é confirmado e verificado por outros usuários. A partir de hoje, os mineiros de Bitcoins que resolverem um quebra-cabeça recebem uma recompensa de 12,5 bitcoins.
Depois que um bloco é adicionado ao blockchain, os bitcoins associados às transações podem ser gastos e a transferência de uma conta para a outra pode ser feita.
Para gerar o hash, os mineradores de Bitcoin usam o algoritmo de hash SHA-256 e definem o valor do hash. Se for menor do que a condição definida (o alvo), o quebra-cabeça é considerado resolvido. Do contrário, eles continuam modificando o valor do nonce e repetem a função de hash SHA-256 para gerar o valor do hash novamente, e continuam fazendo esse processo até obter o valor do hash menor que o destino.
Exemplo: Transferência de 10 Bitcoins
Digamos que Beyoncé queira compartilhar 10 bitcoins com Jennifer. Para fazer isso, quais seriam as etapas? Primeiro, os dados da transação são compartilhados com usuários de bitcoin do pool de memória. A transação fica em um pool não minerado de transações de memória. Em um pool de memória, as transações não confirmadas esperam até que sejam verificadas e incluídas em um novo bloco. Mineiros de bitcoins competem para validar a transação usando prova de trabalho. O mineiro que resolve o quebra-cabeça primeiro compartilha o resultado com os outros nós. Depois que o bloco for verificado, o nonce foi gerado, os nós começarão a conceder sua aprovação. Se o número máximo de nós conceder sua aprovação, o bloco se torna válido e é adicionado ao blockchain. O mineiro que resolveu o quebra-cabeça também receberá uma recompensa de 12,5 bitcoins, que a partir de hoje está em torno de US $ 98.000.
Os 10 bitcoins para os quais a transação foi iniciada agora serão transferidos de Beyonce para Jennifer.
Prova de trabalho: um olhar mais atento
Na prova de trabalho, uma condição predefinida (a meta) é ajustada para cada 2.016 blocos, o que é aproximadamente a cada 14 dias. O tempo médio para minerar um bloco é de 10 minutos e, para manter o prazo de geração do bloco em 10 minutos, a meta continua se ajustando.
A dificuldade do quebra-cabeça muda dependendo do tempo que leva para minerar um bloco. É assim que a dificuldade de um bloco é gerada: É o alvo hash do primeiro bloco dividido pelo alvo hash do bloco atual. Essa é a dificuldade que é alterada a cada 2.016 blocos, portanto, basicamente, é muito difícil gerar a prova de trabalho-mas é muito fácil para os mineiros verificarem depois que alguém resolve o quebra-cabeça. E quando a maioria dos mineiros chega a um consenso, o bloco é validado e adicionado ao blockchain.
Como a dificuldade depende do destino do hash, seu valor continua mudando a cada 2.016 blocos e, desde o início do bitcoin em 2009, ele requer mais poder de hash (mais poder de computação) para fazer a mineração hoje.
Prevenção de hackers
E se alguém tentar hackear os dados? Blockchain, como o nome indica, é uma cadeia de blocos-vamos chamar os blocos de A, B e C. Cada bloco resolveu um quebra-cabeça e gerou um valor hash próprio, que é seu identificador. Agora, suponha que uma pessoa tente adulterar o bloco B e alterar os dados. Os dados são agregados no bloco, portanto, se os dados do bloco forem alterados, o valor do hash que é a assinatura digital do bloco também será alterado. Portanto, isso irá corromper a cadeia depois dela-os blocos à frente do bloco B serão todos desvinculados, porque o valor de hash anterior do bloco C não permanecerá válido.
Para um hacker tornar o blockchain inteiro válido para o bloco B que foi alterado, ele ou ela teria que alterar o valor de hash de todos os blocos à frente do bloco B. Isso exigiria uma grande quantidade de capacidade de computação e é quase impossível. Com este método, o blockchain não pode ser hackeado e evita a modificação de dados.
Hardware para mineração de bitcoin
Nos primeiros dias do bitcoin, os mineiros costumavam resolver os quebra-cabeças matemáticos usando processadores regulares-controlando unidades de processador (CPUs). Costumava levar muito tempo para minerar Bitcoins e outras criptomoedas, embora os níveis de dificuldade fossem mais fáceis do que hoje. Como mencionado acima, o nível de dificuldade continua mudando e crescendo, então os mineiros também tiveram que aumentar seu poder de processamento.
Eles descobriram que as unidades de processamento gráfico (GPUs) provaram ser mais eficientes do que as CPUs normais, mas isso também tinha a desvantagem de consumir mais eletricidade. Um minerador deve calcular o retorno do investimento com base no hardware e no custo da eletricidade e de outros recursos necessários para fazer a mineração.
Hoje, os mineiros usam um hardware chamado ASIC (circuito integrado específico do aplicativo), que foi introduzido especificamente para minerar Bitcoin e outras criptomoedas. Ele consome menos energia e tem um poder de computação maior. Os mineiros são lucrativos quando o custo dos recursos para minerar um bloco é menor que o preço da recompensa.
Assim, os mineradores de Bitcoin usam seus recursos (hardware e eletricidade) para verificar uma transação e, cada vez que um bloco é extraído, novos bitcoins são criados na rede. O fornecimento total é limitado a 21 milhões de bitcoins; 17 a 18 milhões de bitcoins já foram extraídos, então apenas 3 a 4 milhões sobraram. A partir de hoje, uma recompensa de 12,5 bitcoins é dada ao minerador que faz a verificação da transação, mas a recompensa da mineração de bitcoin segue o princípio de redução pela metade: é reduzida pela metade a cada 210.000 blocos, ou cerca de quatro anos, então quando o próximo limite for alcançado, a recompensa do bitcoin cairá para 6,25 bitcoins.
Agrupando recursos para mineração de bitcoin
Vejamos o exemplo de uma loteria em que suas chances de ganhar são difíceis. Se os indivíduos comprarem vários bilhetes de loteria e juntarem seus bilhetes, isso aumentará suas chances de ganhar. Se alguém ganhar na loteria, com base na contribuição, a recompensa será distribuída entre todos os participantes.
O pool de mineração de bitcoins é semelhante: vários nós compartilham seus recursos para extrair um bloco. Quando um bloqueio é resolvido, os mineiros dividem a recompensa com base na quantidade de poder de processamento que investiram. Os membros do pool geram um valor de hash final e, em seguida, a recompensa do bitcoin é distribuída proporcionalmente entre os participantes com base nos recursos com que contribuíram.
Se você assistir ao vídeo tutorial sobre mineração de blocos do Simplilearn, você também pode ver uma demonstração com um bloco real da rede bitcoin, com o número do bloco e o conjunto de transações que fazem parte do bloco. Você também pode ver um exemplo de piscina de mineração, em que os participantes estão compartilhando seus recursos de mineração, e você pode ver a recompensa não confirmada pela qual estão minerando e o que ganharam até agora.
Novo em bitcoin e blockchain e quer saber mais? Inscreva-se no curso Blockchain Basics do Simplilearn. Quer obter uma certificação de blockchain para impulsionar o currículo? Confira o curso de treinamento de Certificação Blockchain .
