O que é a mineração de bitcoin em termos leigos?

A transacção de cada um no esquema de bitcoin representa a transferência de bitcoins de um utilizador para outros. Uma transação pode corresponder à compra de uma xícara de café, um automóvel novo, ou a transferência de uma grande quantidade de estoques de um portfólio para outro. Tanto o comprador quanto o vendedor precisam ter a garantia de que o número adequado de bitcoins mudou de uma conta de bitcoin para outra. Isto é conseguido através da incorporação da transação no livro razão da cadeia de bloqueio, que acontece quando ela se torna parte de um bloco recém-criado.

Cada transação é representada com um endereço numérico, exceto que cada transação é representada com um número binário de 256 dígitos usando o algoritmo SHA-256 em vez de um número decimal de 5 dígitos usando o hash.

Cada 10 minutos, em média, um pacote de transações é criptografado em um bloco que é adicionado à cadeia de bloqueio. Os mineiros de bitcoin agrupam as transações em um bloco, hashing as transações juntas em uma árvore Merkle e depois resolvem um quebra-cabeça chamado "prova de trabalho". Novas tentativas estão em andamento para usar medidas de "prova de estágio" que poderiam ajudar a superar alguns dos problemas de prova de trabalho.

Como um exemplo de criação de uma árvore Merkle, imagine que tivemos 4 transações de hash, A1, A2, A3, e A4. Então combinaríamos os dois primeiros endereços de 256 dígitos A1 e A2 em um endereço B1 com um hash, e de forma similar A3 e A4 produziriam B2. Em seguida, B1 e B2 hash para C1. Então C1 é a raiz da árvore Merkle e representa o pacote de 4 transações.

Agora vem a parte difícil para o mineiro, o quebra-cabeça da prova de trabalho, descrito como se segue: Pegue três números - o endereço do bloco anterior (P), o hash raiz do bloco atual da Merkle (M), e um número escolhido arbitrariamente chamado nonce (N). Combine os três números com o SHA-256 para criar um hash resultante (R). Se o hash R resultante começa com um número especificado de 0s, o mineiro resolveu o quebra-cabeça e um novo bloco é criado e adicionado à cadeia com um novo endereço dado pelo hash de sua raiz Merkle e nonce. Para um determinado nonce é fácil ter P, M e N para obter R. Entretanto, é muito improvável que resulte em um número com o número necessário de 0s, então o mineiro precisará tentar um grande número de nonces antes de ter sucesso.

A dificuldade do quebra-cabeça de prova de trabalho é ajustada a cada duas semanas para dar uma taxa média de criação de blocos de seis vezes por hora. O nível de dificuldade em julho de 2016 foi ajustado para aproximadamente 20 zeros e foi estimado que um mineiro precisaria em média 2×1017 hashes para encontrar um não-ce.

Após um mineiro resolver sua prova de quebra-cabeça de trabalho, os resultados (o endereço do bloco anterior, a coleção de transações no bloco, e o não-ce) são publicados para a rede para verificação. Os outros nós verificam automaticamente se os resultados são válidos, o que acontece quase instantaneamente, pois é fácil ter um conjunto de números. Se os resultados forem válidos, os outros nós adicionam o bloco às suas cópias da cadeia de blocos. O mineiro bem sucedido recebe a recompensa das bitcoins recém-criadas e de quaisquer dicas transacionais. Então uma nova rodada de criação de blocos começa. Cada mineiro cria uma nova árvore Merkle a partir das transações válidas não utilizadas (o que acontece quase instantaneamente, porque é fácil ter um conjunto de números), e eles começam a sua busca de novo por um nãoce.

Quando um novo bloco é criado, todos os mineiros mal sucedidos não recebem nenhuma recompensa pelos seus esforços - eles têm desperdiçado as suas energias. Assim, para ter qualquer sucesso na mineração de bitcoin os usuários reconheceram no primeiro ano que os mineiros precisavam combinar seus esforços. Foram criadas piscinas de mineração onde as recompensas são compartilhadas entre os membros. No entanto, a competição cresceu rapidamente ao ponto de que hoje as mais rentáveis operações de mineração de bitcoin utilizam grandes bancos de computadores com hardware personalizado, programado em paralelo, em locais onde a energia para operação e resfriamento é quase gratuita, como o Tibete e a Islândia.