Os pools são grupos de mineradores individuais que trabalham juntos para aumentar suas chances de encontrar blocos válidos e, assim, receber recompensas mais regulares. Mas você realmente sabe como esses pools de mineração de Bitcoin funcionam? Neste artigo, estudamos detalhadamente seus mecanismos, seus protocolos de comunicação e os métodos usados para calcular a remuneração estabelecida nas ações.
Como funciona a mineração de Bitcoin?
A mineração de Bitcoin é o ato de participar do processo de prova de trabalho (Prova de trabalho), um mecanismo que permite resistência diante dos ataques de Sybil.
Quando uma transação é criada e assinada por um usuário, ela é transmitida primeiro para os nós que a mantêm em seus mempools. Essas transações pendentes são então agrupadas em blocos candidatos pelos mineradores. A prova de trabalho é encontrar um valor variável chamado” Núncio ” no cabeçalho do bloco que, uma vez passado para uma função matemática aleatória (SHA256d), fornece um resultado menor que um número alvo.
Essa meta é ajustada a cada 2016 blocos, aproximadamente a cada duas semanas, e, portanto, altera a dificuldade de minerar um bloco válido. Esse ajuste visa manter o tempo médio de validação de um bloco em torno de 10 minutos, dependendo da evolução do poder de computação da rede Bitcoin. Se houver mais mineiros e os blocos forem encontrados muito rapidamente, a dificuldade aumenta. Por outro lado, se a rede perder a capacidade de computação, a dificuldade diminui.
Os menores são incentivados a participar da rede por meio de recompensas. Ao encontrar um bloco válido, você recebe uma recompensa que consiste na concessão do bloco (a criação de novos bitcoins) e nas taxas de transação incluídas no bloco.
Embora, em teoria, seja possível minerar com qualquer computador, o aumento no poder de computação do Bitcoin tornou esse método obsoleto. Hoje, para ter uma chance razoável de encontrar um bloco válido, você precisa usar chips especialmente projetados para essa tarefa, capazes de executar rapidamente a função SHA256d. Essas máquinas especializadas são conhecidas como ASICs (Circuitos integrados de aplicações específicas).
O que é uma piscina de mineração?
Um pool de mineração é um grupo de mineradores individuais que combinam seu poder de computação para colaborar na busca por blocos válidos. Diante da crescente dificuldade de mineração, tornou-se cada vez mais improvável que um minerador individual encontre um bloco e receba recompensas regularmente. Os pools de mineração oferecem uma solução para esse problema.
Os mineradores de uma piscina compartilham seus recursos para pesquisar coletivamente uma prova de trabalho válida. Quando um bloco é encontrado no pool, a recompensa, que consiste em bitcoins recém-criados e taxas de transação, é distribuída entre os membros. Essa distribuição é proporcional ao poder computacional que cada menor contribuiu para o grupo.
Essa colaboração permite que os mineradores aumentem suas chances de encontrar blocos, o que lhes garante ganhos mais regulares e previsíveis em comparação com a mineração individual. De fato, a operação de um ASIC gera custos operacionais, principalmente devido ao consumo de energia do dispositivo, que opera continuamente. Para um minerador solo, que tem uma pequena quantidade de poder de computação em comparação com o resto da rede Bitcoin, descobrir blocos válidos pode ser extremamente esporádico. Diz-se que sua variância está aumentando. Portanto, ele terá uma renda muito aleatória em face de despesas regulares. Ao ingressar em um pool de mineração, que encontra blocos com mais frequência graças ao seu poder de computação compartilhado, o minerador poderá reduzir sua variação e, assim, suavizar sua renda. Portanto, ele terá melhor visibilidade sobre a operação de seus negócios e poderá melhorar seu fluxo de caixa.
Em francês, você poderia traduzir “pool de mineração” como “cooperativa de mineração”, mas poucas pessoas usam esse termo.
Qual é a diferença com uma fazenda de mineração?
Tenha cuidado, piscinas de mineração não devem ser confundidas com fazendas de mineração. Um pool, como acabamos de ver, é um grupo de mineradores individuais que reúnem seu poder de computação para aumentar suas chances de encontrar blocos. Uma fazenda de mineração, por outro lado, é uma instalação física em que várias máquinas de mineração (ASICs) são agrupadas sob o mesmo operador.
A fazenda de mineração visa otimizar todos os custos operacionais, obtendo economias de escala no gerenciamento, manutenção, resfriamento e consumo de energia das máquinas. Pelo contrário, os ASICs em um pool de mineração estão espalhados pelo mundo e pertencem a indivíduos diferentes, pois são apenas um coletivo virtual de recursos compartilhados. Além disso, as fazendas podem fazer parte de um pool de mineração.
Como funcionam os pools de mineração?
Um pool de mineração consiste em um servidor central que coordena o trabalho dos mineradores e se comunica com a rede Bitcoin. O servidor fornece aos menores individuais o que é chamado de” Modelos de blocos ” contendo as informações necessárias para criar um novo bloco de candidatos (as transações a serem incluídas e o cabeçalho do bloco). Depois que o modelo de bloco é recebido, o minerador individual começa a procurar uma prova de trabalho válida alterando o nonce e passando o cabeçalho para a função hash.
Para otimizar as comunicações entre cada parte e, assim, aumentar sua lucratividade, os pools de mineração geralmente usam um protocolo de rede sobreposto à rede Bitcoin chamado Stratum. O Stratum foi criado no final de 2011 por Marek Palatinus (também conhecido como “Slush”), o fundador do primeiro pool de mineração chamado Slush Pool, agora renomeado Braiins. O Stratum veio substituir o antigo protocolo Getwork, que era então obsoleto. É importante entender que o Stratum não está integrado como um padrão no Bitcoin, mas se estabeleceu como o padrão-ouro para mineração por mais de uma década. Sua segunda versão, Stratum V2, está atualmente em desenvolvimento.
Na realidade, em piscinas, os mineradores individuais não estão procurando um hash menor do que a meta de dificuldade do Bitcoin. De fato, em uma segunda etapa, o pool deve ser capaz de determinar a taxa de participação de cada menor durante um período de tempo. Os mineradores que forneceram muito poder de computação para o pool deveriam ser recompensados mais do que aqueles que forneceram menos. O problema que surge é o de calcular essa participação.
Um método ingênuo seria pedir aos mineradores que enviassem todos os hashes calculados para o pool, independentemente de atenderem aos critérios de dificuldade, para provar seu trabalho. No entanto, se o pool recalculasse esses hashes para confirmar sua veracidade, isso levaria à duplicação do trabalho, negando a eficácia da operação, pois o pool se veria refazendo todo o trabalho que os mineradores já fizeram.
Para resolver esse problema, os pools de mineração implementaram o conceito de “ações”. Uma ação, ou uma ação em francês, é uma unidade usada para medir a contribuição de cada menor dentro do pool. Uma ação é simplesmente um hash do bloco candidato que satisfaz uma meta de dificuldade maior do que a meta de dificuldade real do Bitcoin.
Para entender completamente esse princípio, vamos fazer uma analogia. Imagine um dado com 20 faces. No Bitcoin, vamos imaginar que você tenha que jogar menos de 3 com esse dado para validar um bloco. Nesse contexto, o pool de mineração poderia dizer que a dificuldade da ação é 10. Assim, para um minerador individual nesse pool, cada lançamento de dados que dê um resultado inferior a 10 conta como uma parte válida, mesmo que não seja necessariamente um bloco válido.
Para cada hash do bloco candidato realizado por um minerador individual, portanto, pode haver 3 resultados possíveis:
Se o hash ultrapassar a meta de dificuldade do compartilhamento, é inútil e não rende nada. O menor muda de núncio e tenta a sorte novamente;
Se o hash for menor que a meta da ação, mas maior que a do Bitcoin, ele será aceito como uma ação válida;
Se o hash for menor que o alvo do Bitcoin, ele será aceito como um bloco válido e um compartilhamento válido.
Todas as ações válidas encontradas por um minerador individual são passadas para o pool, mesmo que não correspondam a um resultado válido para um bloco no Bitcoin. Portanto, esse sistema permite que os pools meçam o trabalho realizado por cada minerador, sem precisar recalcular individualmente todos os hashes de todos os mineradores. O pool verifica apenas os hashes que estão abaixo de um determinado alvo, a fim de limitar o número de verificações necessárias. Assim, às vezes se diz que os mineiros individuais em uma piscina não são mais mineiros, mas simplesmente se tornam “helicópteros”.
O pool ajustará a dificuldade da ação de acordo com cada minerador individual, para equilibrar a carga de verificação e garantir que todos os mineradores, independentemente de seu hashrate, enviem ações em intervalos regulares. Isso possibilita medir com precisão o hashrate de cada minerador e distribuir as recompensas de acordo.
Existem então vários métodos para calcular a remuneração de menores com base nas ações submetidas ao pool. Cada método tem suas próprias especificidades e influencia a distribuição dos ganhos de forma diferente. Aqui estão as mais comuns:
APLICATIVOS (Pague por ação): Os mineradores são pagos por cada ação válida enviada, independentemente de o pool encontrar um bloco válido ou não;
FPS (Pagamento integral por ação): Semelhante ao PPS, mas também inclui uma parte da recompensa pelos blocos encontrados. Isso aumenta a remuneração de menores em caso de aumento no mercado de taxas;
PLANOS (Pague por último N ações): recompensa os mineradores com base em sua contribuição em ações durante um determinado período de tempo. Os pagamentos são feitos somente quando o pool encontra um bloco, o que favorece os mineradores que são leais ao pool e ativos a longo prazo;
SCORE ou BPM (Mineração agrupada de bitcoins): Pesa as ações de acordo com o momento em que foram enviadas. As ações enviadas no final do ciclo de mineração são mais valiosas, o que incentiva os mineradores a permanecerem na piscina;
MARÉ (Índice transparente de ações estendidas distintas): Introduzido pelo Ocean pool em 2023, esse método distribui recompensas com base em uma porcentagem ponderada do trabalho dedicado às ações encontradas recentemente.
Mas também existem muitos outros métodos menos conhecidos de calcular a remuneração:
PLANOS (Pague por últimas N ações agrupadas): Funciona como o PPLNS, mas agrupando ações em equipes, que são pagas em conjunto;
ADEREÇO (Proporcional): A recompensa obtida pelo pool é distribuída proporcionalmente às ações enviadas por cada minerador desde o último bloco encontrado;
BOM (Pagamento máximo compartilhado por ação): Variante do PPS que limita os pagamentos a nunca excederem a renda do pool, a fim de manter seu equilíbrio financeiro;
CÓLICAS (Pagamento máximo compartilhado recente por ação): Semelhante ao SMPPS, mas com prioridade dada a menores que contribuíram recentemente;
JARRA (Pague no alvo): Recompensa por cada ação enviada por um menor de acordo com a dificuldade dessa ação específica, o que implica uma maior variação na renda do menor...
Quais são os maiores pools de mineração de Bitcoin?
De acordo com o site mempool.space, a taxa de hash total da rede Bitcoin está atualmente em torno de 600 EH/s, ou 600 trilhões de hashes a cada segundo.
Desde o início de 2024, mais da metade dos blocos minerados foram compartilhados entre as duas gigantes Foundry USA (29%) e AntPool (25%). Outros grandes pools de mineração incluem ViaBTC (13%) e F2Pool (12%). As outras piscinas são muito menores:
Os pools de mineração permitem que mineradores individuais aumentem seus ganhos, reduzindo o intervalo entre cada remuneração e reduzindo o risco de não encontrar um bloqueio por meio do agrupamento de poder de computação.
A participação de cada minerador é calculada com base em ações, blocos que têm uma prova de trabalho satisfazendo uma meta menos difícil do que a meta real do Bitcoin. Dependendo do número de ações enviadas por cada menor, sua remuneração é calculada de acordo com o método escolhido (PPS, FPPS, PPLNS...).
De acordo com Eric Voskuil, em seu livro Criptoeconomia, a dinâmica econômica subjacente ao protocolo Bitcoin naturalmente incentiva a concentração do poder de hashing. Economias de escala e o bônus de proximidade levam os mineradores a se agruparem em grandes fazendas, enquanto a variação nas recompensas em blocos os incentiva a formar grupos. Embora os mineradores possam tecnicamente trocar os pools desconectando seu hardware para reconectá-lo em outro lugar, eles geralmente são incentivados a permanecer dentro dos pools maiores. Essa tendência pode levar gradualmente à centralização da mineração de Bitcoin. Não há incentivo econômico para evitar isso. Esse é um defeito natural no Bitcoin, mas pode eventualmente ser corrigido no nível do protocolo.
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