Quando é que o último Bitcoin será extraído?

O Bitcoin é um ativo com um número limitado de moedas – 21 milhões –, que estarão totalmente em circulação no ano de 2140. Até lá, a sua emissão é regulada pelo algoritmo criado pelo seu criador, Satoshi Nakamoto, que se baseia no conceito de Prova de Trabalho e redução para metade. No momento em que este artigo foi escrito, a quantidade de Bitcoin em circulação era de cerca de 19.827.234 unidades.

Graças ao código-fonte aberto, aos incentivos para os mineiros, aos desenvolvimentos contínuos e a uma sofisticada teoria dos jogos inerente ao sistema, a segurança, a distribuição e a resiliência do protocolo parecem inatacáveis.

No entanto, ao contrário do que pode parecer nesta introdução, nem todos na comunidade partilham esta visão otimista. Até à data, os mineiros são incentivados a manter a rede segura e a validar transacções principalmente através da emissão de novas Bitcoins e, secundariamente, através de taxas de transação. Embora 2140 não esteja iminente, os utilizadores, programadores e investidores já se interrogam, com razão, sobre a sustentabilidade da rede. 

Neste artigo, vamos explorar o processo de extração, os efeitos dos halvings, as previsões sobre o futuro e o que acontecerá depois de a última Bitcoin ser extraída.

Como funciona a extração de Bitcoin? 

As transacções de Bitcoin e a criação de novas Bitcoin são validadas através de um processo complexo chamado mineração. A mineração depende de aplicações de software que hoje em dia são executadas em hardware especialmente concebido, e os mineiros de todo o mundo ligam os seus dispositivos de mineração para formar uma rede global peer-to-peer. Juntos, competem para adicionar novos blocos à cadeia de blocos, compilando transacções em blocos. No entanto, estes blocos têm de cumprir as regras de consenso impostas pelos nós de validação e por outros mineiros. Se um bloco contiver transacções inválidas ou não cumprir os critérios da rede, é rejeitado, levando o mineiro a desperdiçar recursos computacionais e eletricidade.

Tal como os mineiros de ouro precisam de picaretas e pás para extrair ouro, esta nova versão digital dos mineiros também precisa de algumas ferramentas para «minar» Bitcoin, neste caso: hardware de mineração e energia. Os mineradores são proprietários de computadores potentes que contribuem, cada um com o seu poder de computação e energia, para manter segura a rede de uma criptomoeda baseada no «Proof of Work» (Prova de Trabalho), como o Bitcoin.
A mineração envolve a resolução de enigmas matemáticos complexos. Os computadores dos mineradores (denominados «nós») recolhem as transações que os utilizadores realizam e que são depositadas numa espécie de contentor global temporário denominado «piscina de memória» a cada dez minutos (o «tempo de bloco» fixo do Bitcoin) e, em seguida, inseri-los nos blocos que, por sua vez, compõem a cadeia de blocos. Os computadores competem então para resolver um complexo quebra-cabeças criptográfico, com o objetivo de serem os primeiros a validar o novo bloco para a cadeia de blocos. 

O processo de extração mineira passo a passo

A mineração é o processo através do qual os blocos da blockchain são criados. Os «mineradores» retiram as transações ainda não executadas do «mempool», ou seja, o local virtual onde um conjunto de transações é armazenado temporariamente, à espera de ser validado.

Eis as principais etapas do processo de extração mineira:

• Seleção de transacções: O minerador seleciona transações do «mempool», dando frequentemente prioridade às que apresentam taxas mais elevadas.
• Função de hash: O minerador aplica uma função hash (uma espécie de «caixa preta» que transforma uma cadeia de caracteres noutra completamente diferente) ao identificador da transação. O minerador tem de encontrar um resultado da função hash que tenha um determinado número de zeros à esquerda.
• Prova de trabalho: O minerador altera um parâmetro (adicionando um número aleatório) à entrada da função hash até obter um resultado que cumpra o requisito de zeros à esquerda. Este processo denomina-se «prova de trabalho», e o número aleatório introduzido como entrada para obter o resultado com um número predeterminado de zeros denomina-se «nonce». 
• Dificuldade: O Dificuldade de extração do BTCou o número de zeros necessários no início do hash, é ajustado com base no poder de computação total dos mineiros na rede. O objetivo é manter um tempo médio de criação de um bloco (um conjunto de transacções) de cerca de 10 minutos para a Bitcoin. Se houver mais mineiros, o protocolo requer uma entrada com mais zeros, pelo que a dificuldade aumenta.
• Validação e recompensa: Assim que for encontrada uma sequência correta, o minerador envia o bloco a outros mineradores. Se os mineradores concordarem com a correção do trabalho realizado, o minerador que efetuou a prova de trabalho recebe uma recompensa, que inclui novas criptomoedas (no caso do Bitcoin, geradas através da «transação coinbase») e as comissões pagas pelas transações incluídas no bloco. A «transação de base da moeda» é a primeira transação do bloco, na qual o minerador envia a recompensa a si próprio.

Tudo isto pode ser verificado através de um explorador de rede Bitcoin clássico. Analisando qualquer bloco da rede, podemos identificar todos os pormenores descritos:

• O hash do bloco: 000000000000000000001dc221ad33aad1fce179ff8e55b01641db50e9bbe1baf
• O nonce que o gerou: 4,002,775,681
• A dificuldade: 110.568.428.300.952,69
• Taxas de transação: 0,08560499 BTC
• A transação base da moeda é de 3,21060499 BTC;
• Alguns outros pormenores interessantes.

O que são halvings e como afectam a exploração mineira? 

O protocolo Bitcoin baseia-se em dois conceitos relacionados com a escassez.

O primeiro conceito, já antecipado, é a oferta limitada de Bitcoin. O protocolo estabelece que o número máximo de bitcoins em circulação nunca deve exceder 21 milhões; portanto, é impossível que existam mais.

O segundo conceito é designado por halving. Aproximadamente a cada 210.000 blocos (aproximadamente a cada quatro anos), a recompensa pela mineração de Bitcoin, a chamada "recompensa de bloco", é reduzida para metade. Ao reduzir a velocidade das novas Bitcoins colocadas em circulação, obtém-se um efeito oposto na sua inflação, que abranda até parar completamente depois de a última Bitcoin ter sido extraída.

Em maio de 2020, a quantidade de novas bitcoins adicionadas à rede (a cada 10 minutos) através da "mineração" virtual foi reduzida para metade, de 12,5 para 6,25. Em abril de 2024, diminuiu ainda mais para cerca de 3,125, e o processo continuará até que 21 milhões de moedas tenham sido extraídas (prevê-se que isto aconteça em 2140). Nessa altura, os mineiros dependerão apenas das taxas de transação para validar os blocos.

Quando é que a última Bitcoin será extraída? 

O número total de Bitcoins extraíveis diminui exponencialmente a cada redução para metade. Se a rede mantiver um ritmo constante, continuando a construir blocos em média a cada 10 minutos, o processo prolongar-se-á até 2140, altura em que a última fração de Bitcoin será extraída.

Que variáveis podem influenciar a data final?

Factores como a dificuldade de mineração, o número de mineiros activos e possíveis actualizações do protocolo podem acelerar ou abrandar a cronologia esperada. De facto, os blocos não são criados exatamente a cada 10 minutos. Haverá períodos em que o tempo é maior ou menor, o que depende do número de mineiros que participam no processo. Em qualquer caso, estes factores podem fazer variar a data em alguns dias ou semanas. É muito provável que o ano continue a ser 2140.

Por exemplo, em momentos de grande atividade na cadeia, a rentabilidade dos mineiros aumenta e é provável que novos operadores liguem as máquinas, aumentando o número de mineiros em atividade, o que determina uma diminuição do tempo médio de criação de um bloco. Para voltar à média de 10 minutos, a dificuldade é aumentada. A dificuldade ajusta-se automaticamente aproximadamente a cada duas semanas. É por isso que se estima que o ano em que o último Bitcoin será extraído será 2140, mas não há uma data exacta.

O que acontecerá quando todas as Bitcoins tiverem sido extraídas? 

Uma das principais questões que os investidores se interrogam é o futuro dos mineiros. Atualmente, os mineiros recebem uma dupla recompensa: a recompensa do bloco (novos Bitcoins) e as taxas de transação. Quando o último Bitcoin for extraído, a sua única fonte de rendimento serão as taxas de transação pagas pelos utilizadores.

Para manter a rede segura e sustentável, o volume de transacções e as taxas têm de ser suficientemente elevados para que os mineiros continuem a ter um incentivo económico para manter as máquinas a funcionar e a rede segura e operacional. Até à data, não há dúvida de que não foi atingido um nível de adoção que permita manter a estrutura apenas com as taxas de transação. Houve momentos em que a exploração mineira foi particularmente lucrativa, mas foram momentos temporários nascidos do desenvolvimento de narrativas particulares, que criaram um hype particular e FOMO entre os utilizadores. O último evento deste tipo teve os ordinais como protagonistas, o que fez literalmente explodir as taxas de transação. No entanto, o hype em torno dos ordinais durou algumas semanas e, até à data, as taxas de transação voltaram aos níveis normais, certamente não suficientes para garantir a segurança da rede sem o incentivo do prémio por bloco.

No entanto, se as comissões não forem suficientes para cobrir os custos energéticos e operacionais, alguns mineiros poderão abandonar a rede, afectando potencialmente a segurança da cadeia de blocos. No entanto, como já foi referido, a dificuldade ajustar-se-ia automaticamente para manter uma produção de blocos saudável. Por outro lado, um número reduzido de mineiros representa uma ameaça à segurança da rede, uma vez que facilita a possibilidade de efetuar o assustador (e improvável) ataque 51%.

A Bitcoin continuará a ser segura?

A segurança da Bitcoin depende do número de mineiros activos. Atualmente, a rede Bitcoin representa a blockchain com mais participantes e a recompensa por bloco garante um incentivo constante, mas quando esta desaparecer dentro de alguns anos devido aos vários halvings, haverá uma transição natural para um sistema de segurança baseado principalmente nas comissões de transação e, a partir de 2140, exclusivamente nelas.

Se as comissões não forem suficientes, muitos mineiros desligarão as máquinas e a rede poderá tornar-se menos segura, expondo-se a riscos como o ataque 51%. No entanto, há que ter em conta que a realização de um ataque deste tipo já é extremamente dispendiosa hoje em dia e improvável com a dimensão atual da rede.

 A dificuldade prática de um ataque 51% à Bitcoin

Um cenário em que um ataque 51% pode ser benéfico para um grupo de mineiros é aquele em que os custos do ataque (por exemplo, a eletricidade necessária para a mineração e o hardware necessário) são inferiores aos ganhos que podem ser obtidos através da manipulação da cadeia de blocos. Por exemplo, o grupo de mineiros poderia ser capaz de reescrever o último bloco da cadeia de blocos para cancelar os pagamentos efectuados por eles, de modo a obter o serviço ou bem pago e recuperar a posse dos Bitcoins gastos.

O ataque afetaria, portanto, um pequeno segmento da blockchain, uma vez que, apesar de controlar 51% do poder de hash do Bitcoin, seria extremamente difícil reescrever a blockchain do Bitcoin desde o início. No exemplo acima, vamos supor que a pessoa que recebe o pagamento se contente com a primeira confirmação antes de enviar o bem vendido. Mas se quisesse esperar por 4 confirmações, os atacantes teriam de prolongar o ataque por muito mais tempo, investindo ainda mais recursos.

Na verdade, para reescrever toda a blockchain a partir do bloco 0, um atacante precisaria de uma quantidade enorme de poder de hash, muito superior à de todos os mineradores atualmente a operar na rede. Além disso, tal ataque exigiria uma enorme quantidade de tempo e recursos, uma vez que o atacante teria de gerar um número gigantesco de blocos válidos e convencer todos os outros nós da rede a aceitar a sua versão da blockchain. Além disso, teria de preparar o ataque em segredo, o que é a parte mais difícil. Em primeiro lugar, a quantia necessária para levar a cabo o ataque é tão elevada que apenas um Estado-nação poderia planeá-lo. No entanto, numa forma de governo democrática, seria impossível atribuir uma quantia enorme de fundos sem levantar suspeitas aos olhos dos eleitores (entre os quais, sem dúvida, existem utilizadores de Bitcoin). Em segundo lugar, os ASICs desapareceriam do mercado, levantando outras dúvidas; a taxa de hash dispararia e seria obviamente necessário construir instalações para alojar as máquinas com uma dimensão equivalente à de duas centrais nucleares. Fazer tudo isto em total sigilo seria impossível e, assim que se levantasse a hipótese de um potencial ataque 51%, todas as grandes mentes por trás do desenvolvimento do Bitcoin trabalhariam para modificar apenas algumas linhas de código e tornar os gastos do atacante inúteis.

Em suma, embora um ataque 51% seja teoricamente possível, a complexidade e a enorme quantidade de recursos necessários para o levar a cabo tornam-no altamente improvável na prática. Por esta razão, embora não possamos sequer colocar a hipótese do que irá acontecer em 2140, podemos certamente dizer que, até à data, o Bitcoin continua a ser o projeto com maior resistência ao duplo gasto de dinheiro digital atualmente desenvolvido pelo homem.

O papel das comissões de transação a longo prazo

Um fator-chave no futuro da rede Bitcoin será o volume de transacções. Com a crescente utilização da rede e o desenvolvimento de soluções de escalabilidade como o Rede LightningNo entanto, espera-se que o número de transacções aumente significativamente.

Se a procura de espaço de bloco aumentar, as taxas poderão ser suficientes para incentivar os mineiros a continuarem a proteger a rede. No entanto, resta saber como o mercado se adaptará a esta transição e se o ecossistema Bitcoin será capaz de evoluir para manter um nível adequado de segurança a longo prazo. É importante notar que o problema não ocorrerá apenas em 2140, mas as taxas de transação já serão relevantes em apenas 20 anos, uma vez que a redução para metade terá claramente continuado a reduzir as recompensas para metade a cada 4 anos. 

Se o valor da Bitcoin em dólares se mantiver estável nos valores actuais, bem como a procura de espaço em blocos, a recompensa por bloco representaria um incentivo insuficiente já na década de 2030/40 e a Bitcoin poderia ser considerada um fracasso.

Mas, na realidade, 20 anos em tecnologia representam uma era geológica. Basta dizer que há 20 anos não existia o sistema operativo Android, os utilizadores de internet eram ⅓ dos atuais, os telemóveis não eram touchscreens e as televisões eram blocos de um metro quadrado. Por outro lado, é muito provável que o desenvolvimento tecnológico contribua para reduzir os custos relacionados com a exploração mineira através da utilização de energias renováveis ou de novas tecnologias disruptivas que nem sequer podemos imaginar daqui a 20 anos. Por conseguinte, prémios mais baixos poderão ainda ser suficientes para os mineiros do futuro que, face a custos mais baixos, poderão manter um certo grau de marginalidade. Em tudo isto, partimos do princípio de que o mercado mineiro continuará a ser o que é hoje!

O destino da Bitcoin: sobrevivência ou extinção?

Na Trakx, o que pretendíamos transmitir através deste artigo é que há tantas variáveis em jogo que falar hoje sobre o problema da sustentabilidade da rede daqui a 10 anos não passa de «conversa fiada». A ausência de uma recompensa por bloco suficiente para remunerar os mineradores poderia, de facto, acabar com a Bitcoin, mas isso representaria simplesmente a consequência do fracasso social em adotar esta tecnologia. O orçamento de segurança representa a morte natural da Bitcoin, cuja única cura é a adoção em massa.

Em última análise, a questão poderia ser simplificada da seguinte forma: o Bitcoin só sobreviverá se a humanidade decidir utilizá-lo. Se isso não acontecer, o Bitcoin fracassará redondamente. Mas por que razão haveria a humanidade de se recusar a utilizar o protocolo mais revolucionário alguma vez criado?