O que é blockchain? Como funciona a tecnologia blockchain

A tecnologia blockchain é usada para validar e armazenar informações digitalmente no que é conhecido como um “livro-razão distribuído”. Como é baseada em uma rede ponto-a-ponto, a blockchain elimina a necessidade de uma autoridade central – é uma estrutura descentralizada e auto-organizável.

Embora seja mais comumente associada à criptomoeda, a tecnologia blockchain tem uma ampla gama de aplicações graças à sua segurança e eficiência.

Este guia para iniciantes sobre blockchain explica o que é a tecnologia, como ela funciona e as maneiras como ela pode ser usada em áreas além das criptomoedas.

O que é blockchain?

Blockchain é um livro-razão distribuído usado para validar e registrar informações digitalmente. Um livro razão de blockchain é essencialmente um banco de dados que é espalhado e compartilhado por vários dispositivos peer-to-peer (“nós”), que por sua vez estão espalhados por várias pessoas, geografias, fusos horários e assim por diante.

Todos esses computadores podem acessar os dados e fazer atualizações ou verificações em tempo real, visíveis para todos – quase como um documento compartilhado. Mas, ao contrário de um documento compartilhado, nenhuma das informações pode ser alterada ou excluída uma vez que está armazenada no blockchain.

Então, por que é chamado de blockchain? Esta é fácil: porque o livro razão digital é composto por blocos virtuais de dados que estão, você adivinhou, encadeados. Entraremos exatamente em como isso funciona em breve.

Blockchains podem registrar e validar todos os tipos de dados transacionais. Embora atualmente sejam mais usados para transações de criptomoedas, podem ser usados para registros de saúde, transações de cadeia de suprimentos, informações de propriedade – praticamente qualquer coisa.

Qual é o propósito de um blockchain?

O propósito de um blockchain é criar um registro imutável de informações que é verificado independentemente por, e distribuído entre, múltiplas fontes.

…mas por quê?

Bem, para entender isso, você precisa entender por que a tecnologia blockchain é especial. A diferença fundamental entre um blockchain e um banco de dados típico é a maneira como os dados são armazenados.

Enquanto um banco de dados típico pode usar uma tabela, por exemplo, os dados são armazenados no blockchain em blocos, que são organizados cronologicamente.Quando um bloco está cheio, ele é encadeado ao último, e o próximo começa a ser preenchido, e assim por diante. Isso significa que os dados estão bloqueados em uma linha do tempo linear que não pode ser alterada ou desfeita, o que torna o sistema excepcionalmente difícil de hackear.

Por isso, o principal objetivo de um blockchain tende a ser registrar transações, porque sua natureza descentralizada e método de armazenamento de dados o tornam muito seguro.

A história do blockchain

A aplicação mais comum da tecnologia de blockchain no momento é a moeda digital (cripto), que foi onde o conceito surgiu originalmente.

A primeira descrição de uma cadeia de blocos criptograficamente segura foi publicada por Stuart Haber e W. Scott Stornetta em 1991. Não foi até 2008, no entanto, que o modelo original para um blockchain foi lançado em um whitepaper pelo(s) desenvolvedor(es) do Bitcoin, trabalhando sob o pseudônimo de Satoshi Nakamoto. Um ano depois, o blockchain do Bitcoin, o primeiro de seu tipo, foi implementado por Nakamoto como a tecnologia de ledger distribuído para transações de Bitcoin.

Por cinco anos, a única aplicação da tecnologia de blockchain era como o ledger digital para transações de Bitcoin. Em 2014, no entanto, a tecnologia de blockchain foi finalmente separada de moeda digital, e os desenvolvedores começaram a explorar seu potencial para outras aplicações. Mais tarde, a blockchain Ethereum surgiu, incluindo programas de computador nos blocos na forma de revolucionários contratos inteligentes. Mas essa é uma história para outro dia.

Como funciona um blockchain?

Não vamos entrar em muitos detalhes técnicos aqui, pois pode ficar bastante complicado, então vamos apenas cobrir o básico.

Aqui estão as três principais coisas que você precisa saber para entender como funcionam os blockchains.

Tipos de redes blockchain

A primeira coisa a saber é que existem quatro tipos de redes blockchain:

Redes blockchain públicas 

Este tipo de rede blockchain é sem permissão (os usuários não precisam de nenhum tipo de permissão para usá-la), aberta (qualquer pessoa pode se juntar) e totalmente descentralizada. Isso significa que todos os nós têm direitos iguais para criar e validar blocos. As blockchains públicas são mais comumente usadas para trocar e mineração de criptomoedas.

Redes blockchain privadas

Uma rede blockchain privada é controlada por uma única organização e exige que os nós tenham permissão. Ao contrário de uma blockchain pública, uma autoridade central decidirá quem pode ser um nó e os direitos que cada nó tem. As blockchains privadas são apenas parcialmente descentralizadas, pois o acesso público a elas é restrito.

Redes de blockchain de consórcio 

Esse tipo de rede distribuída requer permissões, mas é governada por um grupo de empresas. Como tal, eles têm níveis mais altos de descentralização, mas não tanto quanto as blockchains públicas.

Redes de blockchain híbridas 

Redes híbridas são essencialmente uma combinação de blockchains públicas e privadas em que são controladas centralmente, mas exigem uma blockchain pública para realizar certas validações de transações.

Mecanismos de consenso

A segunda coisa a saber é que blockchains exigem algo chamado mecanismo de consenso para funcionar. Em termos simples, um mecanismo de consenso é um protocolo de blockchain que ajuda a verificar e validar transações. Existem dois tipos de mecanismos de consenso:

Prova de Trabalho (PoW)

Prova de Trabalho mecanismos de consenso usam um processo chamado mineração, no qual as transações são validadas por muitos computadores diferentes competindo para resolver um problema matemático complexo. O principal benefício disso é a dificuldade de manipular os dados. No entanto, uma grande desvantagem é que isso requer uma enorme quantidade de energia.

Prova de Participação (PoS)

Prova de Participação surgiu como uma resposta para este problema de energia. Este método requer menos poder de computação porque os validadores (aqueles que resolvem os problemas matemáticos) "oferecem" para fazê-lo, ao invés do método por ordem de chegada do PoW.

Linguagem

A terceira coisa que você precisa saber é um pouco da linguagem. Em blockchains tradicionais de PoW, há três conceitos chave: blocos, mineradores e nós.

Blocos

Mineradores

Nós

O processo de transação de blockchain

Agora que temos um pouco mais de entendimento dos blocos de construção (trocadilho intencional) de uma blockchain, podemos explicar como ela facilita as transações. Para facilitar a explicação, vamos tomar transações financeiras como exemplo.

Vamos supor que a Pessoa X queira enviar um pouco de criptomoeda (como Bitcoin) para a Pessoa Y. A Pessoa X acessará sua carteira e preencherá os detalhes da transferência. Esta solicitação de transação é transmitida para a rede global de nós. A rede então resolverá aqueles complexos problemas matemáticos que discutimos anteriormente para validar a transação.

Uma vez que a transação é confirmada, ela se junta a outras para formar um bloco. Esses blocos são encadeados para criar um histórico permanente de registros de transações, e então a Pessoa Y recebe a criptomoeda da Pessoa X.

Tudo o que as Pessoas X e Y veem, no entanto, é a criptomoeda saindo de uma carteira e entrando em outra. Muito legal.

Transparência da blockchain

A transparência da blockchain refere-se ao fato de que cada transação é registrada e visível (em blockchains públicas, elas são visíveis para qualquer pessoa – isso será ligeiramente diferente em blockchains privadas, bem como em consórcios e cadeias híbridas). Para acessar uma blockchain pública, você precisa ter um nó pessoal ou usar um explorador de blockchain gostar Etherscan.

Usando qualquer uma dessas ferramentas, você pode visualizar e rastrear transações na cadeia. E, como todo participante (ou pessoa fazendo uma transação na cadeia) tem um número de identificação alfanumérico único, você pode ver quem está fazendo as transações.

Paradoxalmente, porém, o que você não pode ver é a identidade por trás do número de identificação. Portanto, dentro de um sistema totalmente transparente, também há anonimato completo.

Descentralização do blockchain

Esta descentralização palavra apareceu muito até agora, e você raramente verá algo que mencione blockchain sem mencioná-la também. Então, como funciona e por que é importante?

Bem, a chave são aqueles nós de que temos falado. Como sabemos, blockchains são compostos por múltiplos nós, e cada um desses nós tem uma cópia compartilhada da blockchain que está sendo constantemente atualizada e validada por todos eles em tempo real. Isso significa três coisas:

• Nenhuma entidade única “possui” a cadeia (em uma rede de blockchain pública). Em vez disso, ela é igualmente compartilhada entre todos os nós, então não pode haver um único ponto de falha.
• As mudanças precisam ser validadas por múltiplos nós. Se uma tentativa for feita para alterar informações em um único nó, os outros farão referência cruzada para ver se foi validado em outro lugar. Se não foi, não será adicionado à cadeia, e o nó com a informação incorreta será identificado.
• As informações contidas na cadeia são totalmente imutáveis, porque uma vez que os nós as validaram, elas estão trancadas na cadeia para sempre.

Você sabia? Qualquer tipo de dispositivo elétrico que pode manter cópias da cadeia e manter a rede funcionando pode atuar como um nó.

Este tipo de descentralização é revolucionário, porque significa que não há dependência de qualquer autoridade central para fornecer segurança. Em vez disso, a segurança está inerente na transparência fundamental do livro-razão descentralizado e no complexo sistema matemático por trás dele.

A tecnologia de blockchain é segura?

A resposta curta é sim, blockchain é seguro. E você já sabe o porquê: descentralização, transparência e a infraestrutura do próprio sistema.

A resposta ligeiramente mais longa é o como, e tem tudo a ver com esses nós de trabalho duro. Como sabemos, os nós trabalham para validar e verificar transações (e informações), então estão constantemente se verificando uns aos outros. Quando concordam que uma transação é legítima, ela é adicionada a um bloco, e quando esse bloco está cheio, é adicionado à cadeia.

A cadeia é, portanto, uma linha do tempo cronológica e linear de transações. Assim como o tempo, você não pode voltar e alterar um bloco que já foi adicionado à cadeia. A única maneira de fazer isso é se a maioria dos nós chegar a um consenso para fazê-lo (então eles têm os poderes de uma máquina do tempo). No entanto, isso é excepcionalmente raro, porque os nós não cometem erros. Eles não podem, porque há muitos deles constantemente se verificando.

Então, a única maneira de alterar a informação – por exemplo, se um hacker quisesse entrar e roubar usando seu próprio nó – é um consenso majoritário.É daí que vem a expressão '51% hack', porque 51% dos nós teriam que validar a alteração de um único agente malicioso.A quantidade de dinheiro, tempo e recursos necessários para fazer isso significa que é virtualmente impossível. E mesmo que isso fosse alcançado, todos os outros nós notariam as mudanças drásticas, e aqueles membros 'bifurcariam' para formar um novo ramo de blockchain. Esse nível de segurança é apenas um dos muitos benefícios da tecnologia blockchain.

Vamos dar uma olhada em alguns dos outros.

Prós e contras da tecnologia blockchain

Existem benefícios e desvantagens em qualquer tecnologia de contabilidade distribuída, como o blockchain.

Vantagens do blockchain

Precisão

O uso de mecanismos de consenso ao registrar transações em uma rede blockchain significa que a precisão é grandemente melhorada em comparação com sistemas baseados em papel ou processos pesados.

Todos os nós estão trabalhando em sincronia em toda a rede para verificar e validar transações em tempo real, de modo que os registros dentro do banco de dados distribuído de um blockchain têm uma probabilidade muito menor de erro do que outros métodos de registro.

Transparência

Já falamos sobre isso ao longo deste artigo, mas um dos maiores benefícios da tecnologia blockchain é a sua transparência. Em parte porque a transparência fundamental de todo o sistema blockchain é o que abre caminho para todos os outros benefícios, mas também porque permite a existência de um senso de confiança que é quase impossível de alcançar de outra forma.

Uma rede blockchain permite confiança entre duas partes que não têm nenhuma relação prévia, porque elas podem confiar na precisão e transparência da rede blockchain.

Redução de custos

Com a tecnologia blockchain sendo cada vez mais usada para aplicações além de transações financeiras, está se tornando claro o quanto ela pode ser uma ferramenta de economia de custos.

Ao reduzir drasticamente o número de tarefas manuais, aumentar a eficiência dos processos de auditoria e automatizar coisas como pagamento processamento ou registro de transações, a tecnologia blockchain pode otimizar as operações e eliminar o custo dos papéis de “intermediários” para as empresas.

Descentralização

Nós mencionamos muito isso, mas é porque é um dos principais benefícios dos sistemas blockchain. Como a rede blockchain é quase impossível de fraudar, não há necessidade de uma entidade central que verifique ou valide os dados.

Isso permite que o intermediário seja retirado de todos os tipos de processos, desde transações monetárias até cadeias de suprimentos. A confiança está embutida na infraestrutura do blockchain, o que significa que não há necessidade de um órgão governante que adicione etapas, custos e ineficiência a um processo. Falando em eficiência...

Transações eficientes

Uma grande vantagem das plataformas de blockchain – particularmente no espaço financeiro – é que elas possibilitam transações mais rápidas e eficientes. Com instituições financeiras típicas, você pode ter que esperar dias para uma transação ser aprovada e, além disso, pode ter que pagar taxas de transação.

Com uma plataforma de blockchain, no entanto, você não é impedido por horário de funcionamento ou disponibilidade. As transações podem acontecer imediatamente porque não dependem de um aprovador central (que você tem que pagar para usar). E com tempos de processamento mais rápidos, a tecnologia blockchain também permite custos de transação mínimos.

Bancar os não bancarizados

Por último, mas certamente não menos importante, é o acesso que a criptomoeda (que funciona em blockchain) abre para pessoas de todo o mundo.

Moedas tradicionais requerem uma conta bancária, que por sua vez requer informações pessoais como endereço e/ou algum tipo de identificação. Bilhões de pessoas (1,7 bilhões de adultos, para ser exato) não têm uma conta bancária onde possam guardar sua riqueza, então dependem de dinheiro.

O dinheiro, no entanto, é difícil de gerenciar, fácil de roubar e excepcionalmente difícil de transferir para o outro lado do mundo. Carteiras de criptomoeda não exigem nada além de um endereço de e-mail para abrir, são uma maneira muito mais segura de armazenar riqueza e revolucionaram remessas internacionais.

Desvantagens do Blockchain

Custo de energia

Embora a tecnologia blockchain possa economizar dinheiro para empresas e indivíduos graças à sua eficiência e à falta de taxas de transação, de forma alguma é um serviço gratuito. Em particular, os sistemas blockchain PoW consomem energia por causa de todos os nós competindo para resolver os problemas mais rapidamente para ganhar as recompensas do bloco.

Embora os sistemas PoS abordem esse uso de energia, isso ainda deixa o custo dos mineradores; se eles não estiverem incentivados por mineração de criptomoedas (o que pode não ser o caso para outras aplicações do blockchain), seu custo precisará ser coberto de outras formas.

Ineficácia

Redes de blockchain são incrivelmente eficientes de algumas maneiras, mas também ineficazes de outras. Por exemplo, a rede do Bitcoin leva até dez minutos para adicionar um novo bloco à cadeia, o que se traduz em cerca de sete transações processadas por segundo. Compare isso com a Visa, por exemplo, que processa 65.000 transações por segundo.

Existe o problema de quanta informação cada bloco pode conter. No momento, os tamanhos dos blocos ainda são relativamente pequenos, o que levanta questões sobre a escalabilidade da tecnologia.

Atividade ilegal

Algo com o qual as pessoas costumam se preocupar quando se trata de criptomoedas e redes blockchain é seu uso para atividades criminosas ou ilegais. Blockchain pode e tem sido usado para golpes e transações fraudulentas, porque é possível para as pessoas hackear os fundos de vítimas desavisadas ou usar uma plataforma blockchain para fazer compras ilegais anonimamente.

No entanto, o número de transações ilícitas tem reduzido consideravelmente em redes maiores como a blockchain do Bitcoin à medida que amadureceu. Vale a pena notar que muitos argumentam que as boas aplicações do blockchain (como bancar os não bancarizados) superam os usos negativos.

Incerteza regulatória

À medida que as redes blockchain mais populares continuam a crescer, os governos estão mais inclinados a regulamentá-las. Embora isso seja excepcionalmente difícil, dada a natureza descentralizada do blockchain, é possível que os governos proíbam completamente a participação em criptomoedas.

Como as blockchains podem ser usadas no mundo real?

Embora o blockchain tenha nascido para operar a rede Bitcoin, seus usos agora se estendem muito além da moeda e das transações privadas. De fato, a maioria das indústrias poderia se beneficiar do uso da tecnologia de blockchain.

Aqui estão alguns exemplos de indústrias que já começaram a adotar a tecnologia blockchain:

Cuidados de Saúde

As plataformas de blockchain são uma maneira incrivelmente útil e eficiente de armazenar e trocar dados de pacientes, mas também podem ser usadas para identificar erros no campo médico (todos esses nós precisam chegar a um consenso, lembre-se).

Propriedade

O blockchain poderia ser usado em imóveis, não apenas para manter registros de propriedades, mas também para tokenizar ativos tangíveis e aumentar a eficiência nas operações da indústria subjacente.

Cadeia de suprimentos

Grandes cadeias de fornecimento de alimentos, como IBM Food Trust, já estão usando a tecnologia blockchain para rastrear a jornada ponto a ponto dos produtos alimentícios, permitindo a rápida identificação de pontos de contaminação e a transparência sobre tudo o que o produto entrou em contato.

Votação

Os sistemas de votação em todo o mundo precisam de alguma inovação tecnológica, e o blockchain pode fornecer uma solução. Um sistema de votação que utiliza a tecnologia blockchain oferece o potencial para reduzir drasticamente (se não eliminar completamente) a fraude eleitoral. Isso significa mais tempo e dinheiro economizados em recursos humanos e maior transparência em todo o processo de votação.

FAQs sobre Blockchain

Qual é a diferença entre blockchain e Bitcoin?

Desde que o primeiro blockchain foi usado para Bitcoin, não é surpresa que muitas pessoas confundam os dois.

É importante notar, no entanto, que Bitcoin e blockchain não são a mesma coisa. Bitcoin é uma criptomoeda, e blockchain é a tecnologia de ledger descentralizada e distribuída na qual ela funciona.

Embora o blockchain do Bitcoin ainda seja o maior até hoje, está longe de ser o único. Outros blockchains populares são Ethereum (ETH) Binance Smart Chain (BNB) Solana (SOL) XRP (XRP), e Cardano (ADA).

O que é tempo de bloco?

Tempo de bloco refere-se ao tempo necessário para adicionar novos blocos ao blockchain. Embora todos os blockchains compartilhem uma estrutura linear (os blocos são adicionados um após o outro cronologicamente), nem todos adicionam blocos na mesma frequência, pois isso depende do protocolo específico no qual o blockchain foi desenvolvido.

Como exemplo, no entanto, o blockchain Ethereum adiciona novos blocos a cada 12 segundos (Ethereum.org), o blockchain Solana adiciona novos blocos a cada 21 - 46 segundos, e o blockchain Algorand adiciona novos blocos a cada cinco segundos.

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