Mineração de Bitcoin desperdiça grandes quantidades de energia e prejudica o meio ambiente

A invenção do Bitcoin marca um momento crucial na história das finanças. Através de seu mecanismo descentralizado de emissão, a mineração, o Bitcoin conseguiu devolver a liberdade financeira aos usuários, garantindo que nenhuma transação possa ser censurada ou revertida por terceiros.

Além disso, o Bitcoin colocou a moeda emissora nas mãos das pessoas, e não em uma entidade centralizada. Isso permitiu que o Bitcoin prosperasse como uma moeda global e apolítica e uma reserva de valor, impermeáveis a fatores externos que de outra forma prejudicariam seu valor e eficiência.

Minerar porém não é tudo de bom

No entanto, como é comum com a tecnologia, quando um problema é resolvido, outro surge da solução. Este é o caso da mineração de Bitcoin, uma prática inofensiva que pode ser realizada a partir de qualquer desktop normal. Hoje isso é uma indústria de bilhões de dólares com um consumo estimado de 288 megawatts, de acordo com dados do Global Cryptocurrency Benchmarking Study encomendado pela Cambridge Judge Business School.

O crescimento contínuo da mineração de criptomoeda não só afeta nosso ambiente, mas também prejudica as criptomeodas por meio da promoção da centralização e da industrialização. Usuários regulares não podem esperar se tornarem mineiros sem um grande investimento, instalações e hardware especializados e um considerável grau de conhecimento técnico e experiência.

Simplificando, o processo de emissão de moeda de Bitcoin já não está nas mãos dos muitos, mas é reservado para alguns poucos jogadores-chave. Esses mineiros gigantescos retém todos os incentivos e têm todo o poder sobre a rede.

Então o que deveríamos fazer? A Prova de Trabalho de mineração é vista por alguns como uma parte indispensável do ecossistema de criptomeodas, atuando como o mecanismo anti-Sybil "único" à prova de falhas que pode manter redes como o Bitcoin seguras. Outros argumentarão que métodos alternativos podem alcançar o mesmo, se não melhores resultados, sem a necessidade de desistir de segurança ou descentralização no processo.

Hoje, vamos dar uma olhada em algumas das alternativas mais e menos populares para a mineração digital de moeda. Algumas destas podem ajudar a reduzir ou acabar com a centralização da mineração do Bitcoin e a devastação ambiental que está sendo deixada no seu rastro. Vamos falar sobre fontes alternativas de energia, novos mecanismos de consenso e implementações inovadoras da Prova de Trabalho.

Energia renovável

Em 2016, a BBC revelou que 70% do hashrate do Bitcoin estava localizado na China. Infelizmente, a grande maioria da eletricidade no país é produzida pela queima de carvão, resultando em uma das maiores manchas de carbono do mundo. Apesar dos recentes esforços do governo chinês para deter os projetos de energia a carvão, a "pedra negra suja" ainda está sendo queimada em todo o país. Das caldeiras industriais aos fogões domésticos, o carvão gera mais de 75% da eletricidade do país.

Ficou claro que, enquanto a mineração continuar lucrativa, mais computadores de mineração entrarão on-line, consumindo ainda mais energia. A solução a longo prazo pode não estar relacionada com métodos alternativos de mineração/emissão, mas com a fonte de eletricidade em si.

À medida que os requisitos de eletricidade continuam a crescer para os mineiros, é provável que os mineiros comecem a se voltar para as fontes de energia renováveis. A HydroMiner, por exemplo, é uma empresa de mineração de criptomoeda que usa estações hidrelétricas na região dos Alpes para impulsionar suas operações de mineração. Conhecida como uma das fontes de energia mais eficazes e limpas, a eletricidade gerada pela hidrelétrica emite cerca de 5 a 10% do CO2 liberado pela energia convencional de combustível fóssil.

Ao utilizar a energia hidrelétrica, a companhia paga menos pela eletricidade. De fato, o custo da eletricidade da empresa é, na verdade, 85% menor do que o preço médio da Europa - tornando-o competitivo com a China.

Uma vez que a energia eólica e solar não produzem uma quantidade constante de energia, a energia hidrelétrica parece ser a fonte de energia mais adequada para a mineração digital de moeda. A hidrelétrica gera uma grande quantidade de eletricidade sem depender significativamente das condições climáticas, fluxo de corrente do ar e processos complexos de inicialização. Os custos de operação e manutenção geralmente são baixos, pois esses procedimentos são quase totalmente automatizados e não requerem combustível.

Prova de Participação

A Prova de Trabalho não é a única maneira de executar uma moeda digital. Um mecanismo de consenso alternativo chamado Prova de Participação (Proof-of-Stake - PoS), depende de um processo chamado "forja". Cada usuário pode "apostar" (stake) sua moeda e ter a chance de ser selecionado para forjar um bloco e ganhar mais moeda. Aqueles que possuam mais moeda recebem mais chances de criar blocos.

O conceito é simples: quanto mais moedas você tiver, mais moedas você ganhará. Na sua aplicação, no entanto, a Prova de Participação é muito mais complicada e vem em várias variações.

Embora as opiniões sobre essas questões variem, é difícil ignorar as vantagens oferecidas pela Prova de Participação na mineração, sendo o mais relevante o menor consumo de energia. A PoS também permite que qualquer pessoa participe da rede sem qualquer hardware especial ou conhecimento técnico, já que tudo o que é necessário é deixar a moeda/nó de moeda digital em execução.

Em termos de segurança, a Prova de Participaçãoa também oferece algumas vantagens menos óbvias. Por exemplo, um mineiro de prova de trabalho deve investir em hardware para minerar moedas. Isso normalmente significaria que ele tem interesse no bem-estar e no sucesso da rede. No entanto, a paisagem atual da criptomoeda permite que os mineiros usem seus equipamentos lucrativamente em outras moedas, especialmente quando se lida com a mineração GPU.

A prova de participação, por outro lado, exige que o usuário compre moedas para participar da rede, garantindo que seu poder de mineração não possa ser usado em outros lugares. Em termos de segurança, isso evita certos ataques, uma vez que o desaparecimento ou a disrupção da criptomoeda em mãos resultaria em uma perda de investimento para o ator malicioso.

No mundo da prova de participação, várias implementações diferentes foram criadas. A Plataforma Waves, por exemplo, usa um sistema de Prova de Participação Arrendado garantido em que os mineiros possam "arrendar" seus tokens para nós completos, a fim de gerar receita sem ter que hospedar seus próprios nós. Uma abordagem semelhante é usada por criptomoedas DPoS que votam em delegados para gerar blocos e votar em decisões importantes.

Sistemas semelhantes aos aplicados em criptomoedas de Prova de Trabalho também podem ser implementados através do uso de contratos inteligentes.

Contratos inteligentess

Outra alternativa viável é a mineração através do uso de contratos inteligentes para tokens Ethereum (ERC-20). Este sistema é obviamente dependente da segurança do Ethereum Blockchain que, no momento, é fornecida por uma ampla rede de mineiros de prova de trabalho. Os planos futuros verão o Ethereum se mudar para um sistema de PoS.

O Minereum, por exemplo, é um token baseado em Ethereum que usa um sistema de contratos inteligentes para emitir e distribuir tokens sem ter que adotar qualquer sistema de "prova". O anúncio diz:

"O Minereum é o primeiro token de contrato inteligente de automineração. As moedas são geradas na hora com uma fórmula matemática".

Apesar de ser extremamente atraente, essa prática ainda é dependente da integridade do Ethereum Blockchain, ele que em si funciona em um sistema de Prova de Trabalho. No entanto, é um passo notável em direção a uma indústria de mineração mais sustentável, onde os tokens de utilidade podem ter horários de emissão complexos sem ter que recorrer a seu próprio Blockchain independente e aos custos de energia associados.

Prova de trabalho demorada

A Prova de Trabalho Demorado (DPoW) é um conceito bastante novo no mundo da mineração de criptomoeda. O DPoW permite que qualquer criptomoeda seja tão segura quanto o próprio Bitcoin sem a necessidade de ter uma grande rede de mineiros que a protejam.

A Prova de Trabalho atrasado depende de uma rede secundária de nós notários para fornecer este mecanismo de segurança melhorado. Os nós notários pegam os hashes de blocos do Blockchain de uma moeda e os insere no Bitcoin Blockchain para fazer transações. Ao mesmo tempo, a informação sobre blocos anteriores armazenados no Bitcoin Blockchain é constantemente verificada por nós para garantir a rede da moeda.

Ao carimbar os bloqueios de blocos de criptomoeda "mais fraca" no Bitcoin Blockchain, estes tornam-se resistentes aos vetores de ataque previamente abertos, onde um ator mal-intencionado com grandes quantidades de poder de hashing poderia disromper a rede "reescrevendo" as informações nele. Ao marcar o tempo com os hashes do bloco no Bitcoin Blockchain, eles se tornam tão imutáveis quanto o próprio Bitcoin e permitem que os nós de notário identifiquem a tentativa de ataque.

Embora a mineração nessas cadeias ocorra através da Prova de Trabalho, ela é feita através de um processo de geração de blocos sob demanda. Outro conceito proposto pelo desenvolvedor DPOW "Jl777", a geração de blocos sob demanda, garante que os blocos sejam minerados apenas quando uma transação precisa ser processada. Isso reduz o poder computacional enviado pelos mineiros e os requisitos de armazenamento para nós. Polycryptoblog, que trabalha com Jl777, explica:

"A geração de blocos sob demanda economiza energia em seu próprio Blockchain, enquanto a dPoW torna o Bitcoin Blockchain mais eficiente em termos energéticos. Quando uma transação é detectada no mempool, o processo de mineração é iniciado. Isso economiza energia em muitas frentes, os núcleos de CPU ficam ociosos quando não estão sendo minerados, comparáveis à prova de participação. Isso também leva a tamanhos de Blockchain menores devido à falta de blocos vazios que são minados, o que leva a um menor tempo de sincronização e economizando espaço e eletricidade no processo".

Prova de Trabalho Útil

Alguns argumentariam que a Prova de Trabalho do Bitcoin ainda é útil, uma vez que protege a rede. No entanto, quando dizemos útil, queremos dizer reciclável. Se pudermos aproveitar a energia que está sendo desperdiçada na Prova de Trabalho para outros serviços de computação pesada, então não estamos mais a desperdiçando.

Este é um conceito que foi explorado no passado por projetos como Gridcoin e FoldCoin. Ao adicionar uma camada de incentivo sob a forma de criptomeoda, esses projetos permitem que os usuários "minerem" as moedas, contribuindo para boas causas, como pesquisa médica e estudos climáticos. Essa pode ser vista como uma das primeiras instâncias da PoW útil.

Outra moeda usa o sistema de "Trabalho Útil" no qual o poder computacional é substituída pelo espaço de armazenamento. O seu white paper diz:

"Nós propomos um protocolo útil de consenso de trabalho, onde a probabilidade de a rede escolher um mineiro para criar um novo bloco (referimo-nos a isso como o poder de voto do mineiro) é proporcional ao seu armazenamento atualmente em uso em relação ao resto de a rede. Nós projetamos o protocolo Filecoin de modo que os mineiros prefiram investir em armazenamento do que em poder de computação para paralelizar a computação de mineração. Os mineiros oferecem armazenamento e reutilizam a computação para a prova de que os dados estão sendo armazenados para participar do consenso".

Conclusão

Geralmente, gostamos de embrulhar artigos como esses em um pequeno pacote agradável, onde desenhamos algum tipo de conclusão ou solução da análise realizada. No entanto, a verdade é que nós realmente não sabemos o que o futuro trará. Quando Satoshi Nakamoto escreveu o whitepaper do Bitcoin, ele não imaginou mineiros ASIC nem pools de mineração, e ele certamente não imaginou uma indústria de mineração de 288 megawatts.

No entanto, se a necessidade é a mãe da invenção, as soluções listadas acima indicam uma clara necessidade de uma alternativa à norma atual. O tempo e as fontes de energia verdes exploradas pela HydroMiner, uma prova de implementação da prova de participação, ou algo diferente, uma coisa é certa: o cenário atual não é sustentável.


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