Stratum V2: A nova era da mineração no Bitcoin

O processo de mineração pode ser complexo e, desde que o Bitcoin surgiu, atualizações no protocolo de mineração do Bitcoin também foram implementadas. Afinal, é preciso garantir que todo esse processo seja seguro para proteger a rede e impedir qualquer tipo de ataques.

Dito isso, a Stratum V2 é uma atualização recente do protocolo de mineração que surge 10 anos após a sua primeira versão, a Stratum V1. Esta é uma atualização importante, pois altera alguns aspectos de como a mineração poderá ser realizada a partir de agora.

A própria Stratum V1 surgiu para substituir um protocolo que podia apresentar vulnerabilidades à medida que a mineração ganhava popularidade.

Portanto, hoje, com a mineração ganhando cada vez mais importância junto à adoção do bitcoin, tornou-se necessária uma mudança na forma como ela é realizada.

Neste artigo, vamos explicar o que é o Stratum V2 e quais são as novidades desse protocolo em relação à sua versão anterior.

Animados?!

Como funciona a mineração do bitcoin?

Antes de entender como os protocolos funcionam, é importante compreender a própria mineração e como ela evoluiu ao longo do tempo.

A mineração de Bitcoin é uma analogia ao processo de busca por algo precioso, como o ouro, só que, na rede Bitcoin, esse “algo precioso” é o hash de cada bloco.

Na mineração de ouro, os mineradores cavam a jazida até encontrar o metal precioso. Quando o encontram, têm em mãos algo escasso e valioso. O ouro é escasso, e, com o tempo, torna-se mais difícil e mais caro minerá-lo porque é necessário cavar mais fundo no solo, exigindo equipamentos cada vez mais modernos e eficientes para acessar as jazidas mais profundas e complexas.

Com o Bitcoin, acontece algo muito parecido. Na rede Bitcoin, os mineradores competem entre si, por meio de tentativa e erro, para ver quem encontra primeiro o hash que valida cada bloco de informação.

Os mineradores utilizam poder computacional e investem em máquinas de alta capacidade para tentar encontrar o hash do bloco o mais rápido possível. Assim, quando encontram o hash, ou seja, a resposta correta para aquela solução, eles a apresentam à rede, e os nós (nodes) verificam se o bloco proposto está seguindo as regras da rede.

Se estiver tudo ok, esse bloco é adicionado à cadeia de blocos, propagado pela rede, e todos os participantes incluem esse bloco em suas cópias da blockchain. Ao final, os mineradores recebem Bitcoin como recompensa por terem cumprido a tarefa.

Esse processo é conhecido como prova de trabalho (proof of work).

De forma resumida, é isso que a mineração representa. Contudo, esse processo passou por evoluções ao longo do tempo. Anteriormente, um minerador poderia simplesmente conectar seu computador à rede Bitcoin e começar a minerar.

Entretanto, hoje, com a evolução da mineração e das máquinas, esse processo tornou-se mais caro e é praticamente impossível para um minerador conseguir uma recompensa sozinho.

É por isso que eles (os mineradores) participam de pools de mineração.

O que são pools de mineração?

Pools de mineração são intermediários entre o software Bitcoin e os mineradores. As pools permitem que os mineradores agrupem o poder computacional de suas máquinas, aumentando assim as chances de encontrar um bloco. A palavra “pool” vem do inglês “piscina”, simbolizando um agrupamento de poder computacional.

É praticamente impossível para um minerador encontrar um bloco sozinho, pois isso exigiria um poder computacional muito baixo para a rede. Por isso, nas pools, vários mineradores se unem, utilizando diversas máquinas, com o intuito de aumentar as chances de minerar um bloco.

Sendo assim, ao unir o poder computacional de várias máquinas, uma pool consegue encontrar um bloco com mais eficiência e rapidez, e todos os que fazem parte dessa pool repartem a recompensa do bloco.

Hoje existem pools de mineração que possuem alto poder computacional na rede e, de certa forma, dominam o ecossistema da mineração.

Protocolos de mineração

Desde o começo da mineração, protocolos começaram a surgir para melhorar a performance da mineração e como os mineradores se comunicavam com a rede.

Protocolo Getwork

Um dos primeiros protocolos que surgiram foi o Getwork, de código aberto, que permitia aos mineradores autônomos começar a minerar.

Esse protocolo utilizava HTTP como método de conexão ao Bitcoin. No entanto, o HTTP é normalmente utilizado para páginas da web e não era ideal para coordenar nós que mineravam Bitcoin.

Logo, esse protocolo tornou-se ineficiente à medida que a mineração ganhava popularidade, crescendo e necessitando de mais segurança. Em 2012, a ineficiência do protocolo ficou mais evidente à medida que o hashrate da mineração aumentava.

Além disso, nessa mesma época, a mineração em pools estava em crescimento. Anteriormente, os mineradores podiam ser autônomos e minerar sozinhos com suas máquinas; no entanto, à medida que a mineração se expandia, a melhor alternativa tornou-se a união em pools.

Portanto, o protocolo Getwork deixou de atender às necessidades da mineração, principalmente com a organização da mineração em pools. Sendo assim, foi proposta uma nova atualização: o protocolo Stratum (V1).

Protocolo Stratum (V1)

Notando as limitações do protocolo Getwork, Marek “Slush” Palatinus, que criou o Slush Pool em 2010, desenvolveu o protocolo Stratum (V1) para comunicação entre mineradores e pools de mineração.

Dessa forma, o Stratum V1 introduziu uma forma mais eficiente dos mineradores se comunicarem com as pools de mineração. Desde então, esse protocolo vem sendo o padrão utilizado na mineração. 

Além disso, o protocolo Stratum V1 permitiu maior escalabilidade no processo e melhorou a comunicação dos mineradores com a rede Bitcoin e com sua própria pool.

O Stratum também possibilitou aos mineradores modificar mais campos em um cabeçalho de bloco com o recurso “extranonce“.

Outros benefícios do Stratum V1 incluem:

• Pool de mineração Stratum;
• Resolução de problemas de confirmação do blocos;
• Suporte Vardiff baseado em trabalho;
• Solução para suporte a hash de bloco;
• Rotação de registro;
• Confirmação inicial de compartilhamentos de baixa dificuldade;
• Suporte a várias carteiras de moedas;
• Adição imediata de novas carteiras de moedas;
• Suporte a banco de dados MySQL/PostGres/SQLite;
• Parâmetros ajustáveis ​​de commit do banco de dados;
• Ignora verificação de senha para trabalhadores;
• Suporte para moedas que usam Proof-of-work e Proof-of-stake;
• Suporte para mensagens na transação.

O que é a atualização Stratum V2?

O Stratum V2 é uma atualização do protocolo de mineração do Bitcoin que melhora sua segurança, eficiência e descentralização, permitindo aos mineradores maior controle sobre a inclusão de transações nos blocos.

A nova atualização do protocolo Stratum, que surge 10 anos após a primeira, vem com a promessa de deixar a mineração ainda mais eficiente e segura do que a antiga versão. 

O protocolo Stratum V2 (SV2) foi desenvolvido por Pavel Moravec e Jan Čapek, em colaboração com Matt Corallo e outros especialistas. A ideia é que essa atualização permita a transferência de dados mais rápida, além de exigir pré-requisitos de infraestrutura menores para os equipamentos de mineração e oferecer maior segurança.

Assim, uma das principais inovações do Stratum V2 é que essa atualização inclui 3 subprotocolos, e agora os mineradores podem selecionar seus próprios conjuntos de transações por meio de um processo de negociação com as pools, melhorando a descentralização nas decisões.

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Subprotocolos do Stratum V2

1. Protocolo de negociação de trabalho

O protocolo de negociação de trabalho é usado por um minerador para negociar um modelo de bloco (que inclui o conjunto de transações) com um pool, tornando a mineração em pool mais semelhante à mineração individual e, assim, aumentando a descentralização.

Os resultados da negociação podem ser reutilizados em todas as conexões de mineração com o pool, reduzindo bastante a intensidade computacional.

Este protocolo é uma peça de infraestrutura separada e opcional do Protocolo de Mineração e pode ser fornecido como um serviço de terceiros para fazendas de mineração.

2. Protocolo de distribuição de modelos

O protocolo de distribuição de modelos é usado para obter informações sobre o próximo bloco do Bitcoin Core.

Mais especificamente, este protocolo é utilizado para se comunicar com uma parte do Bitcoin Core chamada “bitcoind“, que implementa o protocolo Bitcoin para o uso de Chamada de Procedimento Remoto (RPC).

Em outras palavras, o bitcoind permite que o protocolo Bitcoin seja integrado a outros softwares.

3. Protocolo de distribuição de trabalho

Por último, o protocolo de distruição de trabalho é usado para passar o trabalho recém-negociado aos nós interessados, que podem ser proxies ou dispositivos de mineração reais. Este protocolo é complementar ao protocolo de Negociação de Trabalho.

Portanto, caso os mineradores não estejam negociando seu próprio trabalho (ou seja, escolhendo seus próprios conjuntos de transações), os trabalhos serão distribuídos diretamente dos pools para proxies e dispositivos finais.

Características do Stratum V2

• Segurança aprimorada: Implementa medidas de segurança avançadas para proteção contra ataques, através de mecanismos robustos de criptografia e autenticação, garantindo canais de comunicação seguros entre mineradores e pools.
• Descentralização e autonomia dos mineradores: Capacita mineradores individuais, permitindo que escolham quais transações incluir nos blocos que mineram.
• Eficiência na transferência de dados: Reduz os requisitos de largura de banda e melhora a eficiência geral do processo de mineração, otimizando a transferência de dados entre mineradores e pools.
• Infraestrutura flexível: O protocolo foi projetado para ser adaptável e flexível, acomodando diversas instalações e configurações de mineração. 
• Autorização multinível: Permite diferentes níveis de autorização, fornecendo uma camada adicional de segurança.
• Superfície de ataque reduzida: Ao simplificar e agilizar os protocolos de comunicação e reduzir a quantidade de dados transferidos, o SV2 diminui a superfície de ataque potencial para pessoas mal-intencionadas.
• Diversidade de pools: Ao reduzir as barreiras de entrada para a criação de pools de mineração, o SV2 incentiva um ecossistema de pools mais diversificado e distribuído, reduzindo o risco de uma pool ganhar mais poder sobre a rede.
• Uso reduzido de largura de banda: o SV2 reduz a quantidade de dados que precisam ser transferidos entre mineradores e pools. Esta redução na transferência de dados não só acelera o processo de mineração, mas também o torna mais acessível para mineradores com largura de banda de Internet limitada.
• Infraestrutura Otimizada: os protocolos de comunicação simplificados reduzem os requisitos computacionais e de infraestrutura para operações de mineração. Esta otimização significa custos mais baixos e maior eficiência, tornando a mineração mais sustentável e rentável, especialmente para operadores menores.

Qual o impacto do protocolo Stratum V2 no Bitcoin?

O maior impacto do protocolo Stratum V2 no Bitcoin é que, agora, nenhuma pool terá mais poder do que as outras.

Na prática, para os usuários cotidianos, o Stratum V2 não afetará muita coisa. Assim, o impacto maior será para os mineradores e para a indústria que funciona em torno da mineração.

Afinal, hoje há uma grande discussão sobre a centralização da mineração por parte de pools grandes.

Portanto, o que o protocolo SV2 propõe é a descentralização ainda maior desse processo, de forma que nenhuma pool detenha mais poder do que as outras. Isso significa, pelo menos teoricamente, que todos os participantes da rede terão as mesmas possibilidades de influência (conforme seu poder computacional) e que os mineradores poderão exercer mais autonomia sobre suas transações.

Dessa forma, facaria mais difícil, por exemplo, para um governo ou uma grande empresa corromper o processo de mineração ao se aliar a uma pool.

Conclusão

A mineração é um processo importante no Bitcoin, porque ela é basicamente a engrenagem que faz tudo funcionar na rede. Precisamos do trabalho dos mineradores para encontrar os blocos, incluir nossas transações e transmitir tudo isso para o restante da rede, fazendo com que a blockchain seja aberta e imutável.

Portanto, é necessário que esse processo seja feito com a maior segurança possível e de maneira que não comprometa a descentralização da rede, um dos fundamentos mais fortes do Bitcoin.

Se você é apenas um usuário comum do Bitcoin, entender esse protocolo e suas implicações é mais uma maneira de se manter informado sobre tudo o que acontece no Bitcoin, mas isso não significa que você terá que fazer algo ativamente no seu dia a dia.

Contudo, é importante reconhecer que esses avanços na indústria do Bitcoin podem ter consequências indiretas para os usuários da rede.

Espero que esse artigo tenha ajudado você a conhecer e entender mais sobre o Stratum v2.

Até a próxima e opt out!