Como funciona a mineração de criptomoedas

Última atualização: 17 fevereiro 2025

Um dos exemplos mais populares e conhecidos é a mineração de Bitcoin. Ao considerar o exemplo desta criptomoeda, podemos entender melhor como ocorre a extração de moedas, como a segurança da rede é garantida e por que a mineração é uma parte integrante do funcionamento de todo o sistema de criptomoedas.

Para que serve, em princípio, a mineração de criptomoedas?

Mineração desempenha um papel crucial na obtenção de consenso na blockchain e na garantia de sua segurança, confirmando transações e protegendo o sistema contra ataques. Este é um processo importante para o funcionamento seguro da rede Bitcoin ou de outra criptomoeda minerada de forma semelhante. Para entender por que a mineração é tão necessária, vamos ver como a própria blockchain funciona.

A rede Bitcoin é um registro público descentralizado que contém informações sobre centenas de milhões de transações com marcas de tempo. Por exemplo, um registro na blockchain pode conter informações sobre que o Participante 1 enviou ao Participante 2 na quarta-feira às 21 horas 5 BTC. Esse registro não é armazenado em um único lugar. Ele é carregado em computadores chamados nós. Essa abordagem permite que cada participante da rede tenha acesso ao histórico completo de propriedade do BTC e seu estado atual, garantindo total transparência.

O blockchain é estruturado de forma que não há um órgão centralizado que tome decisões sobre quais transações devem ser adicionadas aos novos blocos. Em vez disso, todos os nós coletivamente decidem qual informação sobre as transações é correta, seguindo as regras estabelecidas. Todos os nós armazenam o histórico das transações, verificam sua autenticidade e transmitem atualizações para outros participantes da rede. Quando todos os nós recebem a mesma informação, surge um entendimento comum sobre quem possui quantos bitcoins.

Além disso, há um grupo de nós chamados mineradores que competem pelo direito de criar um novo bloco de transações. Esse direito é obtido através de um processo chamado Proof of Work, onde os mineradores resolvem problemas computacionais complexos para ganhar o direito de criar um novo bloco, superando os 'adversários' e recebendo recompensas em novos BTC.

O que é «Proof of Work» e para que serve?

Mineração com o uso do sistema de proteção Proof of Work (PoW) é uma maneira de provar que os participantes da blockchain realmente estão ativamente envolvidos na manutenção de seu funcionamento. Para isso, eles devem realizar cálculos complexos que exigem recursos significativos, incluindo energia.

Por que é necessária essa prova? O fato é que esses cálculos custam dinheiro, e para participar da mineração, é preciso gastar recursos reais. Isso torna os ataques à rede muito caros e pouco lucrativos para os invasores, uma vez que exigem uma imensa potência de cálculo. Em outras palavras, PoW protege o Bitcoin de tentativas de hackeamento ou manipulações, já que um ataque seria muito oneroso para aqueles que desejam realizá-lo.

Princípio de funcionamento da mineração de criptomoedas

Embora o PoW seja um processo tecnicamente complexo, será mais fácil entendê-lo se o analisarmos passo a passo. Vamos examinar como funciona a mineração de Bitcoin, embora esse princípio seja aplicável a outras blockchains que utilizam o algoritmo Proof of Work.

Etapa 1: Surgimento de uma nova transação

Cada transação na rede Bitcoin recebe inicialmente o status de não confirmada. Uma nova transação não confirmada aparece na blockchain no momento em que dois usuários fazem uma transação entre si, por exemplo, um envia criptomoeda para o outro. Essa transação contém detalhes sobre essa negociação, nomeadamente: endereços do remetente e do destinatário, quantidade de moedas enviadas, horário, etc. Como resultado, essa transação é transmitida por toda a rede blockchain.

Etapa 2: Adicionando uma nova transação à "zona de espera"

Cada minerador que participa na manutenção da rede está constantemente atento ao surgimento de novas ações dentro dela. No computador que gerencia o processo de mineração, há uma determinada zona de tempo — mempool. Aqui, após aparecer na rede, uma transação não confirmada é adicionada. Cada minerador tem seu próprio mempool, portanto, não é um único 'armazenamento' para todos. Apesar de o tamanho básico do mempool não poder ser maior que 300 MB, ele varia entre os diferentes mineradores. Tudo isso porque os nós são construídos de maneira diferente e as transações não confirmadas são adicionadas a eles em tempos distintos.

Etapa 3: Transferência de transações não confirmadas para o bloco candidato

O minerador pega transações não confirmadas do mempool e as adiciona ao bloco candidato — um novo bloco, mas ainda não confirmado pela rede, que reivindica se tornar o bloco na cadeia de blockchain pelo qual a recompensa é paga. O tamanho do bloco candidato na rede Bitcoin é de cerca de 2 MB: esse volume de memória inclui aproximadamente 2000 transações.

Etapa 4: Resolução de problemas criptográficos

Daqui, inicia-se efetivamente o processo de mineração, que é baseado em PoW. Com o uso de equipamentos especiais, o minerador adiciona a um bloco-candidato um número aleatório especial (nonce). Após isso, todas as informações (incluindo os dados do bloco e o nonce) passam pelo algoritmo SHA-256, que gera um hash (código-combinação único obtido como resultado dos cálculos).

A meta do minerador é encontrar um hash que corresponda a certas condições (por exemplo, começar com um determinado número de zeros). Essa é uma tarefa complexa, que requer alta capacidade de computação, pois se o hash não atende às condições da rede, o minerador altera o número e tenta novamente, repetindo o processo milhões de vezes.

Quem encontrar primeiro o hash apropriado adiciona um bloco à blockchain. Nesse caso, o bloco candidato é considerado "resolvido" e recebe o status de totalmente verificado pela rede. Somente depois disso, o bloco é adicionado à blockchain e se torna um link completo da cadeia, contendo o próximo registro no livro-razão. O minerador que superou os outros participantes da rede e resolveu um novo bloco recebe uma recompensa em forma de uma quantia fixa de criptomoeda. Atualmente, essa quantia é de 3.125 BTC.

Com base nisso, pode-se concluir que quanto maior a potência computacional do equipamento (hashrate — quantidade de hashes calculados por segundo), maior a probabilidade de ser o primeiro na corrida para adicionar um novo bloco. No blockchain do Bitcoin, esse processo se repete a cada 10 minutos. Após a aparição do bloco vencedor, os mineradores param de tentar resolver seu bloco-candidato atual, removem as informações sobre transações do mempool e começam a formar um novo bloco-candidato — tudo se repete novamente e assim por diante.

Ajuste de dificuldade na mineração

Após a adição de cada 2016 blocos, o que leva em média cerca de 2 semanas, ocorre um ajuste automático no nível de dificuldade do algoritmo PoW. Isso é necessário para manter uma velocidade constante na qual novos blocos são minerados — 10 minutos.

Durante o ajuste de dificuldade, considera-se todo o volume de poder de processamento que está sendo aplicado ao algoritmo de hash — o chamado hash power. Quando o poder aumenta, o processo de mineração se torna mais difícil para todos os participantes. Se o poder diminui — então minerar criptomoedas se torna mais fácil, uma vez que a dificuldade diminui.

ao contrário da mineração de ouro, onde o aumento do número de mineradores leva a um maior volume de ouro extraído, o processo de mineração do Bitcoin funciona de maneira diferente. No caso das minas de ouro, quando mais pessoas participam da mineração, o volume de oferta de ouro no mercado aumenta. Com o aumento da oferta, o preço do metal precioso diminui.

Com o Bitcoin a situação é completamente diferente: o protocolo da rede determina a quantidade exata de BTC que pode ser emitida — 21 milhões. E esse número não muda dependendo de quantas pessoas mineram ou quão poderosos são seus dispositivos. Para manter a estabilidade da mineração, sua dificuldade é ajustada automaticamente. Isso significa que, independentemente de quantos mineradores se conectam ao blockchain, o volume total de novos BTC que aparece no mercado permanece constante. Isso torna o funcionamento da rede estável e ajuda a evitar a 'inflação' do ativo digital, como acontece com recursos físicos.