Mineração: gasta muita energia e prejudica o meio ambiente

Fonte: Criptomoedas Fácil

A invenção do Bitcoin marca um momento crucial na história das finanças. Através de seu mecanismo descentralizado de emissão – chamado de mineração – o Bitcoin conseguiu prover 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, apolítica e uma reserva de valor, impermeáveis a fatores externos que de outra forma prejudicariam seu valor e eficiência.

A mineração não é tudo de bom…

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

O crescimento contínuo da mineração de criptomoedas não só afeta nosso ambiente, mas também prejudica as criptomoedas 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 do Bitcoin já não está nas mãos dos muitos, mas é reservado para alguns players importantes. Esses mineiros de grandes mantêm todos os incentivos e têm todo o poder sobre a rede.

Então o que deveríamos fazer? A prova de trabalho (Proof of Work) na mineração é vista por alguns como uma parte indispensável do ecossistema de criptomoedas, atuando como o mecanismo anti-Sybil “único” a prova de falhas que pode manter redes como Bitcoin seguras. Outros argumentarão que métodos alternativos podem alcançar o mesmo – ou até mesmo –  melhores resultados sem a necessidade de desistir da segurança ou descentralização no processo.

Hoje vamos analisar algumas das alternativas populares para a mineração digital da moeda. Alguns destes 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 pegadas de carbono do mundo. Apesar dos recentes esforços do governo chinês para deter os projetos de energia do 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 ficarão onlines, 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 criptomoedas 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 5-10% do CO2 liberado pela energia convencional de combustível fóssil.

Ao utilizar a energia hidrelétrica, a empresa 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. 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.

Proof of Stake (PoS)

A Prova de Trabalho (PoW) não é a única maneira de executar uma moeda digital. Um mecanismo de consenso alternativo, chamado de a prova de participação (Proof of Stake). Cada usuário pode “comprar” sua moeda e ter a chance de ser selecionado para criar/minerar um bloco e ganhar recompensa. Aqueles que possuem mais moedas 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 PoS, sendo o mais relevante o menor consumo de energia. 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 / node em execução.

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

A PoS, 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 interrupção da criptomoeda em mãos resultaria em uma perda de investimento para o ator malicioso.

No mundo do PoS, várias implementações diferentes foram criadas. A plataforma Waves, por exemplo, usa um sistema de prova de vazamento garantido em que os mineiros podem “arrendar” seus tokens para full nodes, a fim de gerar receita sem ter que hospedar seus próprios nodes. Uma abordagem semelhante é usada por criptomoedas DPoS que votam em delegados para gerar blocos e votar em decisões importantes.

Sistemas semelhantes aos PoW aplicados em criptomoedas também podem ser implementados através do uso de Contratos Inteligentes (Smart Contracts).

Smart Contracts

Outra alternativa viável é a mineração através do uso de contratos inteligentes para tokens Ethereum (ERC-20). Este sistema é obviamente dependente da segurança na blockchain do Ethereum que, no momento, é fornecido por uma ampla rede de mineradores PoW. Os planos futuros do Ethereum é se mudar para um sistema PoS.

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:

Minereum é o primeiro Token de contrato inteligente de auto-mineração. As moedas são geradas com uma fórmula matemática.

Apesar de ser extremamente atraente, essa prática ainda é dependente da integridade do blockchain da Ethereum, que funciona em um sistema de PoW. 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 à sua própria Blockchain independente e aos custos de energia associados.

Delayed Proof of Work (DPoW)

O teste de trabalho atrasado (DPoW) é um conceito bastante novo no mundo da mineração das criptomoedas. O DPoW permite que qualquer criptomoeda seja tão segura quanto o própria Bitcoin sem a necessidade de ter uma grande rede de mineiros que a protejam.

O DPoW depende de uma rede secundária de nodes para fornecer este mecanismo de segurança melhorado. Os nodes tomam os hashes de blocos do Blockchain de uma moeda e insira-os no blockchain do Bitcoin fazendo transações. Ao mesmo tempo, a informação sobre blocos anteriores armazenados no Blockchain é constantemente verificada por nós para garantir a rede.

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

Embora a mineração nessas cadeias ocorra através do PoW, ela é feita através de um processo de geração de blocos sob demanda. Outro conceito proposto pelo desenvolvedor DPOW “Jl777“, 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. Polycryptoblog, que trabalha com Jl777, explica:

A geração de blocos on-demand economiza energia em sua própria Blockchain, enquanto a dPoW torna o 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 o tamanho da Blockchain ser menor 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.

PoW Útil

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

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 criptomoedas, esses projetos permitem que os usuários “minem” as moedas, contribuindo para boas causas, como pesquisa médica e estudos climáticos. Isso pode ser visto como uma das primeiras instâncias de PoW útil.

Filecoin é outra moeda que usa o sistema de “PoW Útil” no qual o poder computacional é substituído pelo espaço de armazenamento. Confira o whitepaper:

Propomos um protocolo útil de consenso sobre o 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 da rede. Nós projetamos o protocolo Filecoin de modo que os mineiros preferem 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 nos reserva. Quando Satoshi Nakamoto escreveu o whitepaper do Bitcoin, ele não imaginou mineiros ASIC e nem pools de mineração. Ele certamente não imaginou uma indústria de mineração de 288 megawatts.