Quando Satoshi Nakamoto enviou um e-mail para uma lista de discussão de criptografia para um sistema de dinheiro eletrônico em 2008, ele detalhou os recursos de uma rede que foi projetada para funcionar em uma base peer-to-peer. Desde o surgimento do Bitcoin de Nakamoto, o conceito de blockchain fez um nome global para si mesmo, e está sendo desenvolvido para várias aplicações em muitos setores.
Em seu artigo, “ Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System ”, ele apresentou a primeira moeda digital do mundo, que ele chamou de Bitcoin. O inventor pseudônimo construiu sobre ideias existentes, como HashCash , Bit Gold e B-Money , para elaborar uma série de avanços tecnológicos inovadores e novos que criaram a base sobre a qual o Bitcoin foi construído.
Indiscutivelmente, o avanço tecnológico mais revolucionário descrito no whitepaper do Bitcoin é o blockchain. Satoshi propôs uma "…solução para o problema de gasto duplo por meio de uma rede peer-to-peer. A rede registra as transações por meio de hash em uma cadeia contínua de prova de trabalho baseada em hash, formando um registro que não pode ser alterado sem refazer a prova de trabalho. A cadeia mais longa não serve apenas como prova da sequência de eventos testemunhados, mas também como prova de que ela veio do maior conjunto de poder de CPU.”
Este foi o nascimento do blockchain.
Como funciona um blockchain?
Em termos da forma original da tecnologia, como testemunhado no Bitcoin de Nakamoto, um blockchain é um livro-razão disponível publicamente que cresce continuamente à medida que os membros de sua rede adicionam mais dados a ele. Um conjunto de dados adicionados ao livro-razão é chamado de bloco. À medida que o livro-razão cresce, mais blocos são adicionados a ele, daí o nome blockchain.
Na rede Bitcoin, os dados contidos em cada bloco consistem em um timestamp, dados de transação e um hash criptográfico. Os dados de transação normalmente incluem uma saída e uma entrada conectadas ao endereço em questão. Esses dados não são criptografados, portanto, é possível visualizar essas informações em um explorador de blockchain. Um explorador de blockchain exibe essas informações em um formato legível por humanos. Diferentes blockchains podem ter diferentes variáveis indicadas em seus dados de transação. As variáveis são normalmente definidas no protocolo que define o funcionamento do livro-razão.
Hashes criptográficos referem-se a uma função matemática por meio da qual é possível identificar um determinado conjunto de dados. Esse tipo de função é capaz de compactar um grande conjunto de dados em um número menor, geralmente um com um conjunto fixo de inteiros. É importante observar que hashes criptográficos são uma função "unidirecional". Isso significa que os dados originais não podem ser decifrados do próprio hash. Dentro de um blockchain, os hashes servem como identificadores de, bem como links entre, dois conjuntos de dados distintos. Exemplos de funções hash incluem SHA1 e SHA256.
Para acessar o livro-razão, é preciso baixar o cliente relevante para o blockchain em questão. O único requisito é acesso à Internet. Um computador conectado a um livro-razão é chamado de nó. Um cliente completo se refere a um que baixou e possui os dados completos de um blockchain e está participando da rede como um validador, compartilhando esses dados e confirmando novas transações.
Principais características de um Blockchain
Uma das características mais celebradas dos blockchains é sua descentralização. Os nós são geralmente operados em todo o mundo. Os blockchains também são normalmente disponíveis publicamente, o que significa que qualquer um pode participar da rede. A descentralização é importante de várias maneiras.
Devido ao fato de que todos na rede possuem os dados, é virtualmente impossível alterar os dados sem que toda a rede perceba e refute a discrepância. Isso protege a integridade das informações contidas no livro-razão. Por meio desse mecanismo, o livro-razão também é capaz de resolver o problema de gasto duplo.
Além disso, a descentralização garante que não haja um único ponto de falha. Bancos de dados tradicionais geralmente têm seus dados armazenados em servidores localizados em um local. Isso fornece uma avenida de falha porque se um servidor for comprometido, toda a rede provavelmente será afetada. No entanto, não é possível comprometer um livro-razão de blockchain dessa forma devido ao grande número de nós conectados à rede.
Além disso, blockchains são imutáveis. Isso significa que, uma vez que uma transação é aceita em um conjunto de dados que é adicionado ao livro-razão como um bloco, é muito difícil — se não impossível — alterar qualquer variável contida nele. Isso é facilitado pelo algoritmo pelo qual os nós adicionam novos dados ao livro-razão. No caso da rede Bitcoin, esse é o protocolo de prova de trabalho.
Para adicionar novos blocos a um blockchain, os nós devem participar da atividade, o que exige que eles usem o poder de processamento contido em seus computadores. Isso é conhecido como mecanismo de consenso. Executar um mecanismo de consenso incorre em um custo para o usuário. Isso significa que, para um invasor tentar alterar ou de outra forma corrigir quaisquer dados no livro-razão, ele ou ela precisaria de uma quantidade imensa de energia, o que é implausível de adquirir, especialmente no caso de uma grande rede.
Além disso, um invasor teria que obter acesso a mais de 51 por cento da rede para lançar um ataque desse tipo. Embora isso tenha acontecido em várias redes menores, ainda não aconteceu com redes maiores como o Bitcoin. O risco de tal ataque cai à medida que mais nós se juntam a uma rede, portanto, é um desafio autolimitante.
O que são Forks?
Enquanto a criptografia ajuda a rede a vincular todos os blocos no blockchain e promove a imutabilidade, é possível que os nós dentro de uma rede dividam uma cadeia em duas. Isso acontece, por exemplo, quando a maioria dos participantes de uma rede concorda em atualizar para um novo código. Isso pode ser em resposta a uma atualização do sistema (como foi testemunhado com o SegWit no Bitcoin) ou como resultado de um problema de segurança (como foi visto na rede Ethereum após o hack do DAO).
Os dois tipos de forks são hard forks e soft forks. Hard forks levam à criação de um novo blockchain com seu próprio ativo criptográfico nativo, enquanto um soft fork simplesmente muda alguma parte do software subjacente, mas continua com o blockchain original.
Por exemplo, como resposta ao hack do DAO, a comunidade Ethereum implementou um hard fork resultando em duas moedas digitais diferentes, ethereum classic (ETC) e ether (ETH), rodando em dois blockchains diferentes. Hard forks também são uma maneira pela qual vários Bitcoins surgiram. Por exemplo, litecoin (LTC) é um fork do Bitcoin enquanto bitcoin private (BTCP) é o resultado de um co-fork entre Bitcoin e Zclassic.
Blockchain versus livros-razão distribuídos
Nos primeiros dias das criptomoedas, a tecnologia blockchain também era regularmente chamada de tecnologia de livro-razão distribuído. No entanto, é importante fazer uma distinção entre os dois. Blockchains são um tipo de livro-razão descentralizado. Livros-razão descentralizados se referem a uma classe maior de banco de dados.
Essa dicotomia surgiu como resultado da criação de livros-razão com permissão. Esses são livros-razão que não estão disponíveis publicamente nem são visíveis. Existem dois tipos de livros-razão com permissão: livros-razão federados/consórcio e blockchains privados. Bancos de dados federados são controlados por um grupo de pessoas ou corporações, enquanto um livro-razão privado é desenvolvido por uma única entidade. Dentro dos livros-razão com permissão, apenas certas entidades podem visualizar, alterar e participar da rede.
Esses livros-razão são normalmente vistos em indústrias que estão interessadas em utilizar os recursos da tecnologia blockchain, mas ainda precisam ter controle sobre os dados contidos em seus bancos de dados. Isso inclui o setor financeiro, governos e a cadeia de suprimentos. Essa falta de descentralização estimulou um debate contínuo sobre se esses livros-razão privados podem realmente ser chamados de blockchains. Muitos acreditam que deve haver uma distinção entre esses livros-razão, daí a divergência dos termos.
Blockchain 2.0
Na iteração original da tecnologia blockchain – como visto no Bitcoin e nas primeiras altcoins – os livros-razão blockchain eram usados como uma forma de transferir e armazenar valor. No entanto, após mais pesquisas e inovações, surgiu uma nova classe de blockchains que poderia ser usada para registrar dados de outros tipos.
Esta nova classe de blockchain foi popularizada após a criação da rede Ethereum pelo programador Vitalik Buterin em 2015. Ethereum é um blockchain no qual os usuários podem criar contratos inteligentes e aplicativos descentralizados, o que abriu uma porta para um novo conjunto de possíveis aplicativos para a tecnologia blockchain além de pagamentos puramente. Isto é o que é chamado de blockchain 2.0, e estas são as redes blockchain que as indústrias comerciais estão buscando usar para aumentar a eficiência e reduzir os custos operacionais para seus respectivos negócios.
