Probabilidade de mineração de Bitcoin

A mineração de Bitcoin utiliza um mecanismo de consenso Proof-of-Work baseado em encontrar um hash duplo SHA256 abaixo de um limite de dificuldade. O processo comporta-se como um processo de Poisson sem memória, onde o tempo para minerar é distribuído exponencialmente: P(T > t) = e^{-t/λ} (λ ajustado a 10 min).

Cada tentativa de hash é um bilhete de loteria com probabilidades astronomicamente baixas — o número premiado é qualquer hash abaixo do alvo. Não dá para 'avançar' rumo a um bloco; você apenas compra mais bilhetes por segundo adicionando hashrate. Sua chance de encontrar o próximo bloco equivale aproximadamente à sua fatia do hashrate total da rede, então um minerador com 1% do poder encontra cerca de 1% dos blocos no longo prazo.

O cabeçalho de um bloco Bitcoin tem apenas um nonce de 32 bits — cerca de 4.29 bilhões (2³²) de valores. Um ASIC moderno a 100 TH/s percorre todo esse intervalo em aproximadamente 43 microssegundos, bilhetes insuficientes para encontrar um bloco que hoje exige cerca de 10²³ hashes. Por isso os mineradores geram cabeçalhos novos ajustando o extra-nonce da transação coinbase e o carimbo de tempo, ampliando o espaço de busca.