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PoW, PoW, PoW! Ataque 51% e a dependência do preço

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Preço do bitcoin caiu no mercado

Muitos defendem o Proof-of-Work (PoW) por ele estar há mais de 10 anos sujeito a ataques, todavia tal consenso depende e muito do preço do ativo, principalmente no Bitcoin.

Ataque de 51%

O ataque de 51% acontece quando uma pool ou um usuário detém 50%+1 da mineração, trabalhando mais rápido que os outros mineradores e desta forma podendo decidir quais transações são confirmadas e quais não, e até mesmo reverter as transações ao mudar blocos antigos ao criar uma chain mais longa que a principal, permitindo o chamado gasto duplo.

É um ataque caro já que depende de equipamentos* e se você tem tantos equipamentos, não faz sentido matar a sua galinha dos ovos de ouro pois um ataque desvalorizaria a moeda, todavia as pessoas podem alugar poder computacional através de serviços como o NiceHash, tornando o ataque bem mais atraente.

Note que há uma diferença entre moedas mineradas por GPU e ASIC, um ataque em redes ASICs é muito menos atraente já que seu uso é somente este.

Hoje é estimado que a Bitmain tenha mais de 50% de controle da rede, todavia esse poder computacional está dividido entre várias pools. Em 2014, a pool Ghash.IO chegou a 50%, todavia tanto a pool quanto os usuários começaram a migrar para outras pools para evitar isso.

Embora o Bitcoin nunca tenha sofrido um ataque 51%, moedas menores (com menor hashrate) já provaram este gosto, começando pela 6º maior criptomoedas por valor de mercado de 2013, a Feathercoin(FTC), estima-se que 80 blocos se tornaram órfãos. A BitcoinGold(BTG) sofreu um ataque em 2018, a Verge (XVG) sofreu nada menos do que 3 ataques, fazendo o preço da moeda derreter.

Confirmações da rede

Você já deve ter transferido criptomoedas para uma exchange e teve que esperar por X confirmações, no caso do Bitcoin é comum que exchanges esperem 3-6 confirmações, no Ethereum esse valor sobe para 20-30, tal número depende do quão fácil é reverter um bloco, ou seja, é mais fácil reverter 5 blocos na rede Ethereum do que no Bitcoin.

A cada nova confirmação fica mais difícil e custoso para reverter a transação. No caso da FTC citado acima, a exchange Btc-e aumentou o requerimento de confirmações para 100, cerca de 4 horas.

Halvings e o preço

A cada halving, as recompensas por blocos são diminuídas em 50% a cada 4 anos, em maio de 2020 entraremos na era 4, cada bloco gerará 6,25 novos BTC. Vamos pensar mais para frente, era 8 (estimada para 2036), a recompensa será de 0,390625 BTC!

As recompensas da era 8 são 32 vezes menores do que as recompensas de hoje da era 3. Pode o hashrate do BTC crescer 32 vezes nestes 16 anos? Talvez. Um ponto importante é o preço do ativo, caso o Bitcoin continue a subir, não será difícil atingir tal hashrate, outro ponto é a tecnologia que tende a ser exponencial.

Mineradores, hash e o preço

Primeiro vamos analisar a tecnologia, a mineração do Bitcoin era feita por CPUs em seu início, logo veio a mineração por GPUs e então FGPAs e logo em seguida ASICs. Só neste quadro já vemos uma evolução e tanto, hoje em dia é perda de tempo e dinheiro minerar BTC sem uma ASIC.

As ASICs por si só também continuam evoluindo, gerando cada vez mais hashrate por menos energia gasta. Vamos analisar os produtos da gigante Bitmain, o AntMiner S1 gastava 80~200W para gerar 80~100 GH/s em 2013/2014, seu mais famoso miner, o S9, lançado em 2017 gasta ~1300W para gerar 13TH/s, hoje seu minerador mais recente, e ainda não lançado à venda, é o S17 Pro, que consome os mesmos ~1300W e gera 56TH/s. Note que apesar de não estar a venda, é bem possível que a Bitmain esteja minerando com eles, essa é uma das principais críticas a mineração com ASICs, a maior produtora é a maior mineradora e vende os equipamentos se/quando quiser, tornando a mineração muito centralizada.

Agora vamos fazer uma relação entre o preço do Bitcoin e o hashrate. Na imagem a seguir vemos o preço do BTC e o hashrate durante o mesmo período.

Hashrate vs Preço. Fonte: bitinfocharts

Note que o hashrate continuou crescendo após a queda do BTC, além da melhoria das ASICs mencionada anteriormente, precisamos lembrar que a fabricação de tantas ASICs é um processo demorado, sem falar no tempo de envio e instalação.

Agora o contrário, note como o hashrate cai abruptamente e instantaneamente quando o preço do BTC cai, como quando o BTC rompeu o suporte dos 6.400 dólares. O hashrate caiu de ~60 para ~30 TH/s! 50%, assim como o preço do BTC.

Lembre-se que novas gerações de miners deixam as antigas obsoletas, elas viram peso de papel, sucata! Agora junte isso a uma queda nos preços, provavelmente muitas empresa venderiam seus equipamentos a preço de banana, e esse é o problema, no caso acima, havia 30 TH/s a venda no mercado por um preço mais em conta.

Vale a pena lembrar do caso da 8BTC que estava vendendo ASICs por kilo ao invés de vender por unidade no ano passado, por cerca de 5% do valor total pago um ano antes.

Agora imagine se o Bitcoin tivesse caído para mil dólares naquela época, talvez o hashrate teria caído para 10 TH/s, um cenário muito mais alarmante. E quanto mais baixo o preço, maior o drama, 100 dólares seria um caos total.

Seria um ataque fácil? Depende do preço, quanto menor o preço do BTC, menos custoso e mais fácil ele se torna, tanto num plano megalomaníaco de comprar máquinas suficientes para assumir o controle da rede, quanto no aluguel de hashrate. Em comparação ao tamanho do Bitcoin, seria um ataque fácil, que levaria seu preço a cair ainda mais.

O algoritmo de consenso que está ganhando força é o PoS e suas várias variáveis (DPoS, PoSV, etc), neste caso um 51% attack requer que o atacante compre 50%+1 das moedas em circulação (ou ser 50%+1 dos validadores/geradores de blocos), isso faria com que o preço da moeda subisse a níveis cada vez mais altos, bem mais difícil e improvável do que no PoW. Além disso essas redes tendem a suportar mais transações por segundo, o que é um dos principais pontos fracos do PoW.

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