O que é a Hash Rate?

A hash rate é um dos conceitos mais importantes no mundo das criptomoedas. Seu impacto não só pode ser visto em questões como a segurança da blockchain, mas também em sua descentralização e sustentabilidade da rede ao longo do tempo.

O quê é a hash rate?

Em primeiro lugar, devemos destacar que este indicador é muito importante. A hash rate é uma competição em que liderar pode significar uma receita de mais de 10 milhões de euros por dia, permitindo que você e não outra pessoa minere um bloco. Por esse mesmo motivo há uma luta feroz, reservada para poucos, para conseguir dispositivos que tenham um cálculo cada vez mais otimizado e rápido.

No início do artigo, explicámos que a hash rate "indica a quantidade de operações computacionais que um mineiro ou a rede de mineradores como um todo é capaz de realizar". Visto de forma universal, o conceito está correto. Mas no mundo das criptomoedas, este conceito é insuficiente para explicar o que realmente significa hash rate.

A hash rate como expressão do poder de um mineiro

Em primeiro lugar, para minerar um bitcoin você precisa de um computador ou dispositivo eletrônico capaz de resolver hashes tipo SHA-256. Isso porque o protocolo PoW do Bitcoin, usa esta função para o trabalho de mineração. Nos primeiros dias do Bitcoin, um computador simples era suficiente para resolver rapidamente os hashes SHA-256 do sistema.

No entanto, hoje e devido à complexidade dinâmica desta tarefa, é praticamente impossível minerar bitcoins usando um computador simples. Isso ocorre porque, para gerar um hash que atenda às especificações, é necessário provar trilhões de nonce, um trabalho muito complexo. Como resultado, hoje obter o hash de um bloco válido tem uma dificuldade de mineração muito alta. Portanto, para ter sucesso nessa tarefa, você precisa de hardware especializado, como Mineiros ASIC.

Graças ao exposto, podemos ter nossa primeira visão sobre o conceito de hash rate. Nesse sentido, podemos defini-lo da seguinte forma:

A hash rate refere-se ao poder de computação de um minerador de criptomoeda para fornecer soluções com base num hash criptográfico específico.

Assim, por exemplo, podemos entender a diferença entre um computador, que é capaz de resolver alguns mega hashes por segundo (MH/s) (milhões de SHA-256 hashes por segundo) e um minerador. FPGA ou ASIC que é capaz de atingir de centenas de MH/s a dezenas de terahashes por segundo (trilhões de hashes por segundo).

Neste ponto, o conceito de taxa de hash é usado para mostrar o potencial de um minerador. No entanto, há outro uso em que o termo hash rate também é importante.

A hash rate como uma expressão do poder de uma rede blockchain

Como você bem sabe, a rede Bitcoin é composta por centenas de milhares de mineradores especializados nessa tarefa. Cada minerador especializado é milhares de vezes mais poderoso que um computador na resolução de hashes SHA-256. Mas o melhor de tudo isso é que o trabalho de todos esses mineiros se soma. Tudo para que seu conjunto na rede acabe oferecendo uma potência maior que permite resolver hashes SHA-256 mais rapidamente.

Com isto, temos a nossa segunda definição:

A hash rate refere-se à capacidade ou poder global da rede de uma criptomoeda para resolver quebra-cabeças criptográficos resultantes da Prova de Trabalho e da função criptográfica implementada.

Em resumo, o poder de trabalho de todos os mineradores da rede Bitcoin é somado para que possamos finalmente conhecer o poder total da rede. Atualmente, a rede Bitcoin tem uma taxa de hash global de 110.000 PH/s.

Outro exemplo pode ser visto no Ethereum, cuja taxa de hash da rede global excede 180 TH/s. Em cada um desses casos falamos da hash rate total da rede. Este é um fato de enorme importância como veremos a seguir. Bitcoin é a rede de computadores mais poderosa do planeta, superior à de governos, corporações como o Google ou instituições de inteligência como a NSA.

Importância da hash rate

O exposto acima deixa-nos com uma nova pergunta: qual a importância da hash rate? Bem, a hash rate é um dado que nos permite saber duas coisas.

Hash rate como demonstração da segurança da rede

O valor da hash rate nos permite saber o quão segura é a rede de mineração de uma criptomoeda. A regra é simples quanto maior a taxa de hash, mais segura é a rede. Isso ocorre porque a energia necessária para realizar um Ataque de 51% aumenta. Como esse poder só pode ser alcançado por centenas de milhares de mineradores, a chance de uma entidade maliciosa realizar esse ataque isoladamente é drasticamente reduzida.

Portanto, muitos especialistas prestam atenção especial à hash rate global de uma criptomoeda para descobrir se ela é segura. De fato, várias criptomoedas foram vítimas de ataques de 51%, porque sua hash rate é tão baixa que um único minerador pode executá-la com sucesso. No caso do Bitcoin, isso é praticamente impossível, pois sua hash rate global só pode ser definida de uma maneira: monstruosa e inatingível por um único atacante.

Hash rate para calcular a dificuldade de mineração

Por outro lado, a hash rate também é usada para calcular a dificuldade de mineração. Lembre-se de que a dificuldade de mineração é ajustada a um determinado número de blocos e dependendo do tempo que levou para encontrar ou gerar esses blocos. Por exemplo, no Bitcoin, o tempo médio entre os blocos é de 10 minutos. O algoritmo do Bitcoin é programado para que a cada 2016 blocos a dificuldade seja ajustada. Isso significa que é ajustado aproximadamente a cada 2 semanas.

Agora, por que ajustar a dificuldade? Bem, a razão é que a rede de mineração Bitcoin aumenta em poder toda vez que um novo minerador entra online e começa a minerar. Assim, a hash rate global do Bitcoin aumenta e o tempo que leva para a rede gerar um bloco é reduzido. Isso ocorre porque a rede de mineradores pode resolver hashes mais rapidamente gerando blocos mais rápido do que o desejado. Nesse ponto, o algoritmo que controla a dificuldade de mineração no Bitcoin ajustaria a dificuldade de mineração novamente, para voltar novamente ao tempo estipulado de 10 minutos por bloco.

O valor da hash rate intervém nesse processo complexo para fornecer o valor da potência da rede. Este valor é então usado para corrigir a dificuldade de mineração aumentando ou diminuindo conforme o caso.

Diversos processos de validação e prova da rede

Mas além disso, o valor da hash rate de uma rede como o Bitcoin também é útil para outros casos. Seguindo nosso exemplo com o Bitcoin, a hash rate também é usada como um valor vital quando se trata de facilitar certas funções de monitoramento de rede.

No Bitcoin Core podemos ver funções para calcular o tempo necessário para refazer uma diferença de trabalho entre blocos, calculando a hash rate e a dificuldade atual. Também é usado como parte das funções para validação de blocos.

Em suma, estamos diante de um valor com grande utilidade e que simplesmente não podemos dar como certo. Afinal, a taxa de hash nos informa a todo momento o estado de saúde da rede e dos mineradores que a compõem.

As empresas de hardware de mineração e a hash rate

Muitas pessoas falam sobre criptomoedas e frequentemente mencionam entre os seus benefícios a sua descentralização. Bem, este é realmente um ponto muito debatido na comunidade e por boas razões. Atualmente, há um número muito limitado de empresas que concentram enorme capacidade técnica e hardware na mineração.

Empresas como Bitmain ou Canaan, têm uma presença enorme em diferentes criptomoedas, especialmente no Bitcoin. Mas não apenas pela criação de poderosos mineradores ASIC, mas por ter o monopólio neste mercado e acompanhá-lo com gigantescas pools de mineração. Um fato que levanta uma pergunta, o hardware de mineração que estas empresas oferecem é o mais recente? Os mineiros mais poderosos reservam para si mesmo e liberam quando desenvolvem uma nova geração?

Em ambos os casos, estas empresas e o monopólio que exercem colocam em risco a descentralização do Bitcoin. No entanto, apesar desta situação até ao momento, nenhum problema sério ocorreu.

Hash rate e consumo de energia associado ao mesmo

Outro ponto importante é a relação entre a hash rate e o consumo total de energia da rede blockchain. A relação é muito simples, quanto mais potência for adicionada a uma rede blockchain, maior será o consumo de energia. Obviamente isso tem uma pegada importante e impossível de negligenciar. De fato, redes como o Bitcoin estabeleceram marcos em termos de consumo de energia. Os últimos cálculos feitos por especialistas indicam que o Bitcoin consumiu tanta energia elétrica quanto a Suíça consome em um ano. Para dar um valor, seriam cerca de 65 TWh por ano.

No entanto, isto não significa que o Bitcoin desperdice energia. De fato, comparado a processos como mineração de ouro ou produção de petróleo, o Bitcoin apenas consome energia. Além disso, todo o intenso trabalho de mineração do Bitcoin e outras criptomoedas não é um desperdício. Afinal, estas redes mantêm sistemas únicos que são considerados o futuro da economia mundial. Então vamos esquecer alguns mitos sobre bitcoin e outras criptomoedas, e vamos aceitar que cada watt gasto valeu a pena e sempre terá o objetivo de criar dinheiro livre. A questão deve ser por que os governos não aumentam muito mais a energia pura e renovável.

Unidades de hash rate

• 1 kH/s é 1,000 (mil) hashes por segundo;
• 1 MH/s é 1,000,000 (1 milhão) de hashes por segundo;
• 1 GH/s é 1,000,000,000 (1000 milhões, 1 biliões americano) hashes por segundo;
• 1 TH/s é 1,000,000,000,000 (1 triliões americano) hashes por segundo;
• 1 PH/s é 1,000,000,000,000,000 (1 quadrilhões americano) hashes por segundo;
• 1 EH/s é 1,000,000,000,000,000,000 (1 quintilhões) de hashes por segundo.

Conversões típicas de hash rate

• 1 MH/s = 1,000 kH/s;
• 1 GH/s = 1,000 MH/s = 1,000,000 kH/s;
• 1 TH/s = 1,000 GH/s = 1,000,000 MH/s = 1,000,000,000 kH/s.