O que significa mineração de criptomoedas, ou cryptomining, e qual é o seu funcionamento?

Pontos-chave

• A mineração de criptomoedas é fundamental para organizar e validar transações em blockchain, além de gerar novas unidades de criptomoeda.

• A mineração exige recursos computacionais consideráveis, sendo, contudo, indispensável para a segurança das redes blockchain.

• Os mineradores agrupam as transações pendentes em blocos, que depois transmitem para a rede. Após a aprovação pelos nós de validação, o minerador obtém a recompensa do bloco.

• A rentabilidade da mineração depende da eficiência do hardware, dos custos energéticos, da volatilidade do mercado e de potenciais alterações aos protocolos blockchain.

O que é a Mineração de Criptomoedas?

A mineração de criptomoedas assegura redes como a Bitcoin (BTC), verificando transações e registando-as no livro-razão público da blockchain. É um dos pilares que permite a descentralização da rede Bitcoin.

As operações de mineração introduzem novas moedas em circulação. Os mineradores aplicam poder computacional para resolver puzzles criptográficos. O primeiro a resolvê-lo conquista o direito de adicionar um novo bloco de transações à blockchain e difundi-lo por toda a rede.

Como Funciona a Mineração de Criptomoedas?

Resumo Rápido

1. As transações são agrupadas em blocos. Sempre que se envia ou recebe criptomoeda, as transações em espera são agregadas num bloco para confirmação.

2. Mineradores resolvem o puzzle. Os mineradores utilizam computadores para tentar encontrar um número especial—o nonce—que, ao ser combinado com os dados do bloco, origina um hash abaixo do valor-alvo estabelecido.

3. Adição à blockchain. O primeiro minerador a resolver o puzzle adiciona o bloco à blockchain. Os restantes mineradores verificam a validade desse bloco.

4. Recompensa atribuída. O minerador vencedor recebe uma recompensa composta por novas moedas e pelas taxas das transações incluídas no bloco extraído.

Explicação Detalhada

As novas transações blockchain vão para uma pool de memória, onde são verificadas pelos nós de validação. Os mineradores recolhem transações não confirmadas e organizam-nas em blocos.

Cada bloco funciona como uma página do registo, armazenando várias transações. Os nós de mineração reúnem estas transações da pool de memória e formam um bloco candidato.

Os mineradores competem para validar os seus blocos candidatos, resolvendo problemas matemáticos complexos que exigem recursos computacionais expressivos. Por cada bloco extraído com sucesso, o minerador recebe uma recompensa que inclui moedas recém-criadas e taxas de transação.

Passo 1: Hash das Transações

Em primeiro lugar, os mineradores selecionam transações pendentes da pool de memória e processam cada uma através de uma função de hash, gerando uma saída de tamanho fixo—o hash.

Adicionalmente, incluem uma transação personalizada, a coinbase, que lhes atribui a recompensa do bloco. Esta transação origina a criação de novas moedas.

Passo 2: Construção de uma Merkle Tree

Após aplicar o hash a cada transação, os mineradores agrupam os hashes em pares e aplicam-lhes novamente uma função de hash, formando uma Merkle tree.

Este processo de emparelhamento e hashing repete-se camada a camada até restar apenas um hash—o hash raiz.

Passo 3: Encontrar um Header de Bloco Válido (Block Hash)

O header do bloco identifica cada bloco de forma única. Os mineradores combinam o hash do bloco anterior com o hash raiz do bloco candidato para gerar um novo hash, acrescentando um nonce aleatório.

Repetem o processo, ajustando o nonce, até obterem um hash que cumpra o limiar definido pelo protocolo.

Passo 4: Difusão do Bloco Extraído

Os mineradores aplicam o hash repetidamente ao header do bloco, variando o nonce, até encontrarem um hash válido. Assim que tal acontece, o minerador transmite o novo bloco à rede. Os restantes nós de validação verificam o bloco e, se for válido, acrescentam-no à respetiva cópia da blockchain.

O que acontece se dois blocos forem extraídos em simultâneo?

Se dois mineradores transmitirem blocos válidos ao mesmo tempo, a rede divide-se temporariamente em duas cadeias concorrentes. Os mineradores passam a trabalhar no bloco seguinte, baseando-se no bloco que receberam primeiro.

Esta competição mantém-se até que o bloco seguinte seja extraído sobre um dos blocos concorrentes. A cadeia que for prolongada primeiro prevalece, e o bloco rejeitado torna-se um bloco órfão.

O que é a dificuldade de mineração?

O protocolo ajusta periodicamente a dificuldade de mineração para garantir uma cadência estável de novos blocos, assegurando uma emissão previsível de moedas. A dificuldade é ajustada em função do poder computacional global da rede.

Quando o número de mineradores e a concorrência aumentam, a dificuldade do hash sobe. Se houver desistências, a dificuldade desce. Estes ajustes mantêm o tempo médio de bloco estável, independentemente da taxa total de hashes.

Tipos de Mineração de Criptomoedas

Mineração com CPU

A mineração com CPU utiliza o processador central do computador para calcular os hashes necessários ao consenso Proof of Work. Nos primeiros tempos do Bitcoin, este método era acessível e pouco dispendioso.

À medida que o número de participantes e o poder de hash da rede aumentaram, a mineração com CPU tornou-se praticamente inviável. Atualmente, já não é considerada uma opção realista.

Mineração com GPU

As Graphics Processing Units (GPU) são excelentes em processamento paralelo e, além de servirem para jogos e renderização gráfica, permitem minerar criptomoedas.

As GPU são geralmente mais acessíveis e versáteis do que hardware de mineração especializado, continuando a ser uma alternativa válida para certos altcoins.

Mineração ASIC

Os Application-Specific Integrated Circuits (ASIC) são equipamentos desenhados para uma única função. No contexto cripto, permitem mineração altamente eficiente e dedicada, mas com um custo muito superior ao das CPU ou GPU.

Como hardware de mineração mais sofisticado, os ASIC miners proporcionam máxima eficiência e podem ser rentáveis à escala industrial, apesar do investimento inicial elevado.

Pools de Mineração

Visto que só o primeiro minerador a encontrar um bloco válido recebe a recompensa, as probabilidades de sucesso individual são muito reduzidas. Os pools de mineração permitem juntar recursos para melhorar as hipóteses de recompensa.

Num pool, os mineradores combinam o poder de computação para aumentar as probabilidades de obter recompensas. Quando o pool encontra um bloco, as recompensas são partilhadas entre os participantes em função da sua contribuição.

Os pools de mineração permitem aos mineradores compensar custos de equipamento e energia, embora a sua prevalência levante preocupações de centralização.

Mineração na cloud

Na mineração cloud, os mineradores alugam poder computacional a fornecedores externos em vez de adquirirem hardware próprio. Esta solução facilita o início de atividade, mas está sujeita a riscos como fraudes e margens de lucro menores.

O que é a Mineração de Bitcoin e como Funciona?

O Bitcoin é a criptomoeda mais reconhecida e estabelecida para mineração. A mineração de Bitcoin utiliza o algoritmo de consenso Proof of Work (PoW).

O PoW, desenvolvido por Satoshi Nakamoto, é o mecanismo de consenso original das blockchains e estabelece como uma rede descentralizada chega a acordo sem intermediários.

Nas redes PoW, os mineradores agrupam transações pendentes em blocos e competem para resolver puzzles criptográficos com hardware especializado. O primeiro a resolver o puzzle transmite o seu bloco e, se aprovado pelos nós de validação, recebe a recompensa.

Os mineradores de Bitcoin recebem atualmente 3,125 BTC por bloco extraído. De acordo com o mecanismo de Bitcoin halving, esta recompensa é reduzida para metade a cada 210 000 blocos (cerca de quatro em quatro anos).

A mineração de criptomoedas é rentável?

A mineração pode ser lucrativa, mas requer avaliação rigorosa, gestão de riscos e investigação contínua. Os principais riscos incluem investimento em hardware, volatilidade de mercado e mudanças de protocolo.

A rentabilidade depende, entre outros fatores, das flutuações do preço das moedas. Se os preços aumentam, as recompensas em moeda fiduciária acompanham essa subida.

A eficiência do hardware de mineração é determinante, já que o equipamento é dispendioso. Os mineradores devem equilibrar custos de equipamento com potenciais retornos. O custo da eletricidade é igualmente decisivo—tarifas elevadas podem eliminar totalmente os lucros.

O hardware pode tornar-se obsoleto rapidamente, exigindo atualizações frequentes. Mudanças de protocolo também têm impacto na rentabilidade. Por exemplo, o Ethereum passou de PoW para Proof of Stake em setembro de 2022, pondo fim à mineração na sua rede.

Conclusão

A mineração de criptomoedas é indispensável para o Bitcoin e outras blockchains PoW, protegendo a rede e garantindo uma emissão regular de moedas.

A atividade pode gerar rendimento através das recompensas por bloco, mas a rentabilidade é condicionada pelos custos energéticos, despesas de hardware e dinâmica do mercado.

FAQ

Qual é a diferença entre mineração Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS)?

No PoW, a validação assenta na resolução de problemas matemáticos complexos por via computacional intensiva, enquanto o PoS valida transações de acordo com a quantidade de moedas detida. O PoS é mais eficiente energeticamente e acessível a mais utilizadores.

Quanto capital é necessário para começar a minerar criptomoedas e quais são os principais custos?

O investimento inicial varia consoante a criptomoeda. Minerar Bitcoin exige milhões de dólares em hardware ASIC e eletricidade. Os maiores custos são o hardware especializado, fornecimento contínuo de energia e manutenção. Investimentos mais modestos permitem minerar altcoins com GPU.

Que equipamento e software são necessários para minerar criptomoedas de forma lucrativa?

Para uma mineração rentável, são necessários ASIC especializados, software de mineração como CGMiner ou BFGMiner, eletricidade a baixo custo e ligação à internet estável. Os ASIC são muito mais eficientes e lucrativos do que as GPU.

A mineração de criptomoedas continua a ser rentável e quais são os principais riscos?

A rentabilidade depende dos custos energéticos, preços do hardware e variações do mercado. Os principais riscos são a volatilidade dos preços, alterações regulatórias e aumento da concorrência. Em 2026, a mineração mantém-se viável para operações que utilizam energia renovável eficiente.

Como são distribuídas as recompensas nos pools de mineração?

As recompensas são atribuídas consoante a quota-parte de hashrate de cada minerador, medida pelas shares válidas. Quanto maior o poder de computação investido, maior a respetiva quota das recompensas do pool.