Entenda o que é e como funciona o Proof of Work (PoW) –Prova de Trabalho–, algoritmo que é a base para o funcionamento do Bitcoin (BTC), a maior rede monetária descentralizada do mundo.
A mineração de Bitcoin é um dos pilares para o funcionamento do Bitcoin. Foi através desse mecanismo que Satoshi Nakamoto encontrou para que a rede funcione de maneira completamente descentralizada e funcional.
Apesar da maioria das redes blockchain estarem migrando para o mecanismo de Proof of Stake (PoS), o PoW é ainda uma tecnologia muito sólida, e que possui muitos entusiastas ao redor do mundo. Apesar de existirem algumas tentativas para tentar mudar o algoritmo do Bitcoin, nenhuma está sendo realmente significativa, visto o apoio ao PoW pela maior parte do ecossistema Bitcoin.
Como surgiu o Proof of Work?
O Proof of Work foi desenvolvido por Moni Naor e Cynthia Dwork em 1993. A tecnologia foi inicialmente criada para impedir ataques de spam em sistemas. Até hoje, o PoW é muito utilizado para esta finalidade.
Uma aplicação muito popular para o PoW foi o seu uso para evitar spams de email. Para enviar um email para um determinado endereço, seria necessário que o computador do remetente realizasse uma prova de trabalho. Isso impedia que emails fossem enviados em massa.
Com o passar do tempo, o PoW foi implementado em diversos sistemas. Hal Finney desenvolveu em 2004 o RPOW –Reusebles Proof of Works–. O RPOW foi uma rede monetária descentralizada criada com base nos trabalhos de Nick Szabo.
O RPOW poderia ter escalado para servir a humanidade, mas Finney decidiu que a rede seria apenas um protótipo.
Como funciona o Proof of Work?
Resolver uma prova de trabalho consiste em realizar uma tarefa matemática específica. Esta prova matemática é encontrada através de tentativa e erro.
O resultado da prova de trabalho é chamado de golden de nonce, ou nonce de ouro. Ao encontrar a resolução do PoW, isso garante que o minerador gastou processamento do computador, e consequentemente energia no processo.
O gasto energético é o que cria o incentivo econômico para que spams de emails sejam evitados em algoritmos como o hashcash. E este incentivo também é fundamental para o Bitcoin e a mineração do criptoativo.
Importância do PoW para a segurança do Bitcoin
Após a criação do Bitcoin, Satoshi Nakamoto foi questionado diversas vezes se a mineração de Bitcoin seria um desperdício de energia. Atualmente, a mineração da criptomoeda consome mais energia que países inteiros, como a própria Argentina.
É importante ressaltar que a maior parte da energia direcionada para a mineração é proveniente de eletricidade a custo próximo a zero, de fontes que seriam efetivamente desperdiçadas.
O gasto energético é fundamental para o funcionamento da rede como conhecemos e para o seu valor.
O PoW é até então a única maneira “justa” para espalhar a emissão da criptomoeda. Sistemas como o PoS concentram moedas nas mãos dos detentores iniciais. Por outro lado, qualquer um com computadores e eletricidade pode minerar o criptoativo em qualquer lugar do mundo. Isto tende a aumentar a liquidez de redes baseadas em PoW.
A mineração de Bitcoin também pode ser comparada a do ouro. Em ambos os casos, os mineradores são os primeiros “compradores” do ativo. O custo médio da mineração tende a ser o preço base dos ativos, como destaca Satoshi Nakamoto.
“O custo marginal da mineração de ouro tende a ficar próximo ao preço do ouro. A mineração de ouro é um desperdício, mas esse desperdício é muito menor do que a utilidade de ter ouro disponível como meio de troca.
Acho que o caso será o mesmo para o Bitcoin. A utilidade das trocas possibilitadas pelo Bitcoin excederá em muito o custo da eletricidade usada. Portanto, não ter Bitcoin seria o desperdício líquido.”
A mineração é também um processo simples e descentralizado para se processar transações em uma rede blockchain. O PoW é certamente o mecanismo mais bem sucedido em redes blockchain. Por conta disto, não há nenhum movimento significativo para que o Bitcoin mude o seu algoritmo de mineração.
Ataque de 51% no Bitcoin
O ataque de 51% é um dos problemas mais conhecidos de redes baseadas em Proof of Work. Mas afinal, o que é este ataque? E este é um risco real para o Bitcoin?
O ataque de 51% consiste em um minerador ou grupo de mineradores mal intencionados decidirem orquestrar um ataque direcionado ao Bitcoin. Em teoria, seria possível até mesmo reverter transações de blocos anteriores com este ataque. No entanto, nem tudo é tão simples.
Ataques de 51% já ocorreram em algumas redes de PoW menores, como foi o caso do Ethereum Classic. No entanto, este ataque é normalmente focado em ganhar dinheiro enganando exchanges, especialmente aquelas que aceitam transações com poucas confirmações.
Um ataque de 51% a uma rede de PoW não gera ganhos para o atacante, visto que qualquer transação indevida será removida através de um fork. Portanto, não há incentivos para este tipo de ataque.
Mas afinal, é possível um ataque de 51% ao Bitcoin?
Tecnicamente sim, mas isso custaria dezenas de bilhões em equipamentos e dezenas de milhões em eletricidade. Na prática, não existem tantos ASICs disponíveis no mercado nem tanta energia ociosa em um único país.
Ainda assim, mesmo que alguém tentasse esse ataque à rede, rapidamente ele seria detectado e a nova versão da blockchain atacada seria invalidada. Com isso, o minerador perderia todo o valor investido no ataque, enquanto poderia estar apenas minerando honestamente e recebendo recompensas.
PoS vs PoW: Vantagens e desvantagens
Bitcoin vs Ethereum.
O Ethereum (ETH), a segunda maior rede blockchain, migrou para o mecanismo de consenso de Proof of Stake (PoS). Mas afinal, quais as vantagens desse mecanismo de consenso?
O PoS substitui os mineradores pelos stakers. Para criar incentivos econômicos, os stakers devem depositar o ativo nativo da blockchain. Quanto mais ETHs em stake, maior a chance do staker incluir o novo bloco de transações na blockchain.
Se o bloco estiver em conformidade, ele será aceito pelos demais nós.
Entre as principais diferenças do PoW e PoS estão:
- O PoS consome muito menos energia.
- O PoS concentra moedas nas mãos de quem já as possui.
- O PoW é uma tecnologia tecnicamente mais simples e testada, o que é positivo.
- O PoS permite o ganho de renda passiva com os tokens de maneira relativamente segura.
O futuro da mineração de Bitcoin
A mineração de Bitcoin é uma atividade que vem se desenvolvendo ao longo do tempo. Inicialmente a mineração era dominada por processadores de computadores pessoais.
Com o passar do tempo, as placas de vídeo se tornaram a principal fonte de hash para o Bitcoin. E a partir de 2013, os ASICs começaram a se tornar amplamente populares.
Os ASICs são computadores especializados na mineração de Bitcoin, e por isso são mais eficientes que suas alternativas.
Atualmente, a mineração de Bitcoin é uma atividade industrial, que movimenta dezenas de bilhões de dólares todos os anos.
A mineração é feita atualmente majoritariamente por grandes empresas que possuem acesso a energia elétrica com custo próximo a zero. Por conta deste fator, a mineração está se concentrando cada vez mais em locais onde a energia é abundante, ou mesmo desperdiçada.
Após o banimento da mineração na China em 2021, o principal centro para atividade no mundo são os Estados Unidos. Em especial, o Texas está se especializando para se tornar um estado amigável para o setor. No estado, diversas empresas de energia estão firmando acordos com mineradores para vender sua energia excedente.
A mineração também está sendo executada por empresas de extração de petróleo e gás natural. Devido a questões econômicas deste setor, uma parte do gás natural extraído por petroleiras não pode ser canalizado e vendido comercialmente. Literalmente, a única atividade viável para este recurso é a mineração de Bitcoin.
Em resumo, o PoW está se estabelecendo como uma tecnologia fundamental para redes blockchain. Em potencial, o Proof of Work será capaz de monetizar a maior parte da energia desperdiçada no mundo a longo prazo.
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