Quantas vezes você já perguntou ao Google “como funciona a blockchain?” e realmente não entendeu as várias explicações dadas? Por ser uma tecnologia relativamente nova, as pessoas costumam explicar a blockchain de maneira complicada, usando uma terminologia complexa e uma linguagem técnica – o que deixa os iniciantes confusos.
Neste artigo, vamos explicar de forma abrangente o que é a blockchain e como ela funciona. Apesar de nos concentrarmos principalmente nos aspectos técnicos, utilizaremos uma abordagem amigável e uma linguagem clara para os iniciantes.
O que é a blockchain?
De quantas maneiras diferentes você já viu a blockchain sendo explicada? Existem várias definições disponíveis em vários meios de comunicação.
Por exemplo, de acordo com a Wikipedia, “blockchain (também conhecido como “o protocolo da confiança”) é uma tecnologia de registro distribuído que visa a descentralização como medida de segurança”.
Já de acordo com Google Dictionary (via idiomas Oxford), a blockchain é “um sistema no qual um registro de transações feitas em Bitcoin ou outra criptomoeda é mantido em vários computadores que estão ligados em uma rede peer-to-peer”. Além disso, a IBM, uma empresa líder global de TI, compartilha sua definição de blockchain como; “um livro-razão compartilhado e imutável que facilita o processo de registro de transações e rastreamento de ativos em uma rede de negócios”.
Resumidamente, blockchain em si é um tipo de tecnologia de contabilidade distribuída (DLT). Embora as bases do DLT estivessem se formando por quase 20 anos antes do Bitcoin, a criptomoeda pioneira foi a primeira solução para o problema do “gasto duplo”. Resumindo, isso significa que os detentores de uma criptomoeda não podem gastar a mesma moeda digital mais de uma vez.
Nesse sentido, Satoshi Nakamoto é o grande responsável por introduzir a blockchain. Ele incorporou vários aspectos diferentes das inovações dos cientistas da computação em torno de acordos de transações e descentralização na rede.
Como funciona a blockchain?
A tecnologia blockchain armazena transações para sempre. Além disso, em vez de uma pequena parte centralizada que governa a rede, ela opera com uma rede internacional de usuários. Isso significa que apenas a maioria da comunidade pode iniciar uma mudança.
Vamos entender todos os fundamentos desta tecnologia de ponta e explicar como a blockchain realmente funciona. Abaixo, discutiremos os principais componentes em profundidade da nova tecnologia e seu desenvolvimento ao longo da curta história da indústria.
Segurança
Cada blockchain usa um modelo de consenso que permite que cada nó na rede concorde com a validade de uma transação antes de liquidá-la. O primeiro algoritmo de consenso, ou seja, Proof of Work (PoW), foi introduzido através do Bitcoin.
Em suma, o PoW requer que os nós usem grandes quantidades de energia computacional para competir para resolver a equação matemática que verifica uma transação. Em seguida, o nó que resolve o quebra-cabeça primeiro coloca a transação em um bloco. Uma vez que um bloco está cheio de transações, ele é anexado à blockchain, com nós recebendo Bitcoin (BTC) em troca.
O consenso PoW oferece segurança de liquidação sem precedentes, com transações tornando-se imutáveis. O que significa que, a menos que alguém assuma 51% do poder de computação da rede global, as transações não podem ser alteradas ou removidas.
No entanto, o requisito de energia PoW não é a abordagem mais eficiente ou ecológica. Assim, alguns desenvolvedores pegaram elementos desse algoritmo de consenso e o usaram como linha de base para criar um mecanismo de consenso de Proof of Stake (PoS). Usando um princípio semelhante, os nós devem depositar uma quantidade mínima especificada de um ativo nativo da blockchain em vez de precisar de equipamentos de computação caros e grandes quantidades de energia. Então, eles podem participar da chance de validar uma transação. Como resultado, isso reduz drasticamente os requisitos de energia em mais de 95%!
Outros consensos
Vários outros modelos de consenso estão disponíveis, incluindo o proof of stake authority (PoSA) e o proof of stake delegado (DPoS). A maioria dos modelos baseia-se no mecanismo PoS para ser mais ecológico. Blockchains usam algoritmos ou mecanismos de consenso em conjunto com uma regra de seleção de cadeia e um mecanismo de resistência “Sybil” para segurança completa.
Os mecanismos de resistência Sybil ajudam na prevenção de ataques Sybil – onde um único usuário ou grupo cria muitas contas diferentes. Além disso, a regra de seleção de cadeia entra em jogo para decidir qual cadeia está correta durante a chance de dois mineradores validarem a mesma transação simultaneamente.
Você pode ler mais sobre os mecanismos de consenso da blockchain no nosso artigo.
Descentralização
Um dos conceitos centrais da tecnologia blockchain é a descentralização. Vários projetos de criptomoedas conseguem isso de maneiras diferentes. No entanto, um elemento comum em cada projeto é uma rede de nós.
Os nós são computadores em uma rede blockchain que contribuem para validar transações e a segurança de uma rede. Além disso, os nós formam uma comunidade global de entusiastas de blockchain trabalhando em prol de objetivos mútuos.
Além disso, existem diferentes tipos de nós. Alguns exemplos incluem nós de mineração, nós completos e nós principais. Os nós de mineração são responsáveis por concluir tarefas (como validar transações) para minerar uma criptomoeda nativa e colocá-la em circulação.
Os nós mestres assumem mais responsabilidade pela rede do que os nós de mineração, muitas vezes incluindo funções operacionais e monitoramento de quaisquer agentes mal-intencionados na rede. Além disso, tornar-se um nó mestre requer mais custos iniciais do que ser um nó de mineração. Dito isto, muitas vezes pode resultar em uma renda passiva mais alta.
Um nó completo é qualquer nó que contém o histórico completo de transações de uma blockchain. Portanto, os nós de mineração e os nós mestres às vezes também podem ser chamados de nós completos.
Tornar-se um nó exige custos iniciais como parte de um dos aspectos de segurança da tecnologia. Os custos iniciais podem variar de acordo com diferentes requisitos, dependendo do modelo de consenso da blockchain. Além disso, tornar-se um nó é uma das maneiras mais confiáveis de obter uma renda passiva na indústria de criptomoedas.
Contratos inteligentes
A blockchain pioneiro, Bitcoin, foi projetada para enviar transações com segurança da carteira A para a carteira B. Vitalik Buterin, fanático por Bitcoin e desenvolvedor, propôs que a maior blockchain implementasse contratos inteligentes, facilitando um cenário de desenvolvimento descentralizado.
Recusado pela equipe de desenvolvimento do Bitcoin, Buterin criou sua própria blockchain, projetada especificamente para permitir o desenvolvimento de aplicativos usando contratos inteligentes. Como tal, em 2015, o Ethereum foi lançado.
Como a maior blockchain compatível com contratos inteligentes, o Ethereum é a inspiração para muitas outras cadeias e aplicativos de contratos inteligentes. Contratos inteligentes são pedaços de código que permitem que fundos ou ativos se movam quando condições especificadas estão sendo atendidas.
Por exemplo, se seu filho receber um “A” na escola, você pode definir uma transferência de R$ 100 de sua conta para a dele. Se eles receberem um “B”, você pode definir a transferência de R$ 75 e assim por diante. Isso pode se aplicar a uma variedade de variáveis, incluindo condições climáticas e de temperatura.
Por exemplo, um sensor de “internet das coisas” (IoT) pode monitorar a temperatura de alimentos ou mercadorias em trânsito. As empresas poderiam criar um contrato inteligente especificando que, se as mercadorias caíssem abaixo de uma temperatura específica no caminho, o pedido poderia ser anulado.
Os contratos inteligentes formam a base de todos os aplicativos descentralizados (dApps). Além disso, o Ethereum hospeda a maior quantidade de aplicativos financeiros descentralizados (DeFi). Além disso, contratos inteligentes são fundamentais para tokens não fungíveis (NFTs).
Assim, os desenvolvedores podem implantar blockchains específicos para dApps e NFTs, incluindo financiamento descentralizado de filmes (DeFiFi), como a empresa Mogul Productions. Ou, os dApps podem fornecer propriedade imutável de bens usando NFTs, como Mt. Socks ou tênis Satoshi Studios.
Código aberto
Além da descentralização e segurança, outra vantagem da blockchain é a transparência. Ao usar hashing (hashing é o processo de transformar qualquer chave ou caracteres em outro valor) para disfarçar quaisquer dados pessoais, todas as transações de todos os ativos em cada blockchain estão teoricamente disponíveis para visualização a qualquer momento.
No entanto, depende se uma blockchain é pública ou privada (o que discutiremos mais adiante) se as transações estão disponíveis ao público ou apenas para selecionar detentores com chaves privadas relevantes. Exploradores de bloco como Etherscan (para Ethereum) ou BscScan (para Binance Smart Chain) permitem que qualquer pessoa pesquise e visualize transações em tempo real.
Além disso, o uso de código-fonte aberto aumenta ainda mais a descentralização da tecnologia. Todo o código relevante para diferentes blockchains e aplicativos operando sobre eles está disponível para visualização. Os desenvolvedores podem usar sites como GitHub e OpenZeppelin para usar o código preexistente para usar e adaptar em seus próprios desenvolvimentos. Como tal, qualquer pessoa tem a capacidade de clonar e expandir os aplicativos existentes.
A introdução de blockchain e tecnologias descentralizadas naturalmente inspirou uma variedade de ferramentas e aplicativos de desenvolvimento Web 3.0.
Escalabilidade
Outro conceito a considerar ao responder à pergunta “como funciona a blockchain?” é escalabilidade. Um desafio comum entre os desenvolvedores é conhecido como o “trilema blockchain”. A combinação de descentralização, segurança e escalabilidade é um equilíbrio delicado ao implantar blockchains.
Como tal, muitos projetos se concentram na descentralização e segurança, muitas vezes resultando em escalabilidade mínima. Como alternativa, alguns projetos se concentram mais em segurança e escalabilidade. No entanto, esse compromisso às vezes pode resultar em aspectos de centralização. Dependendo do objetivo e do mercado-alvo de um projeto, isso às vezes pode entrar em conflito com a tecnologia.
No entanto, desde a implantação inicial de blockchains inteligentes compatíveis com contratos, houve muitas soluções inovadoras substanciais. A atualização do Ethereum 2.0 se concentra em melhorar a escalabilidade, usando soluções de sharding e tecnologias de “provas de conhecimento zero”. Isso inclui zk-SNARKS e zk-Rollups, levando os principais requisitos computacionais para fora da cadeia.
Além disso, alguns projetos usam soluções de sidechain que operam como uma cadeia menor em paralelo ao Ethereum, redirecionando as liquidações de transações para tempos de confirmação mais rápidos. Além disso, vários aplicativos de camada 2 são executados no topo da cadeia Ethereum. Assim, muitos projetos usam soluções de dimensionamento para facilitar transações mais altas por segundo (TPS) do que os aplicativos que operam na cadeia principal.
Os desenvolvedores também abordaram a questão da escalabilidade usando modelos alternativos de consenso e arquitetura blockchain. Muitas blockchains diferentes estão agora disponíveis, oferecendo liquidação de transações em menos de um segundo e oportunidades de desenvolvimento escaláveis. Blockchain como Solana está entre a mais rápida do mundo. No entanto, embora o Bitcoin possa ficar atrasado com os tempos de liquidação, a segurança da cadeia é a líder do setor com o maior número de nós de rede ativos.
Blockchain pública x blockchain privada
Você já viu a explicação da blockchain de uma forma aparentemente contraditória ou excessivamente técnica? A tecnologia Blockchain fornece a rede de liquidação mais segura do mundo, mas é totalmente transparente e privada. Este conceito pode ser confuso no início.
Portanto, para dar uma resposta “holística” ao considerar como funciona a blockchain, vamos entender as diferenças entre blockchains públicas, privadas e com permissão.
As principais blockchains, Bitcoin e Ethereum, são ambas blockchains públicas. Qualquer pessoa, em qualquer lugar, pode visualizar as transações na cadeia usando um explorador de blocos. Os usuários nem precisam possuir criptomoeda ou ter usado a cadeia anteriormente.
Além disso, todo o código é de código aberto e está disponível para os desenvolvedores implementarem ou usarem como inspiração. Os dados do explorador de bloco exibem endereços de carteira e detalhes sobre a liquidação da transação. Dito isto, durante o processo de confirmação, os dados passam por um processo de hashing para que se tornem ilegíveis.
Somente os detentores da chave privada relevante (senha ou frase inicial) podem acessar os detalhes pessoais privados (como o primeiro nome). Portanto, se alguém descobrir o endereço de sua carteira de dígitos longos, teoricamente poderá rastrear todas as transações que você fizer.
No entanto, interagir com uma blockchain privada pode mudar tudo isso. Várias blockchains privadas diferentes estão operando com várias infraestruturas inovadoras. No geral, todos trabalham com o mesmo ethos (conjunto de valores) de disfarçar os dados que envolvem as transações usando vários mecanismos.
Blockchain com permissão
Além disso, uma blockchain com permissão também possui restrições para usuários públicos. Blockchains com permissão exigem que os usuários mantenham chaves privadas relevantes para interagir com a blockchain. Isso pode ser para visualizar transações, criar ou interagir com aplicativos na cadeia. Como tal, blockchains com permissão oferecem uma solução ideal para empresas de grande escala e adoção institucional da blockchain. Além disso, com total imutabilidade, a blockchain pode melhorar a contabilidade e a logística de estoque para empresas.
Casos de uso da blockchain
Pagamentos e moedas
O setor de pagamentos globais é caro, sujeito a muitos erros humanos e bastante aberto à lavagem de dinheiro e outros esquemas financeiros. Além disso, leva dias, se não mais, para a moeda cruzar o mundo.
Além disso, as taxas são bastante substanciais para um serviço que requer apenas a alteração de bits em um banco de dados. As soluções blockchain estão fornecendo soluções para várias empresas de remessa de dinheiro.
Por exemplo, em 2018, o Santander fundiu a blockchain a um aplicativo de pagamentos, permitindo que os clientes façam pagamentos internacionais 24 horas por dia, compensando no dia seguinte, tornando-se uma das primeiras instituições financeiras a fornecer esse serviço. Conhecido como “Santander One Pay FX”, o serviço usa o xCurrent da Ripple para permitir que os clientes façam transferências internacionais de dinheiro no mesmo dia ou no dia seguinte.
Além disso, pode-se usar a blockchain pública como uma camada de liquidação rápida, ou seja, os entusiastas de criptomoedas podem optar por usar, por exemplo, Bitcoin para liquidar pagamentos importantes e armazenar valor a longo prazo, enquanto usam outras criptomoedas como Litecoin, Bitcoin Cash, etc, para fazer pagamentos rápidos através das fronteiras.
Serviços financeiros
Os sistemas financeiros tradicionais tendem a ser lentos, propensos a erros e complicados. Os intermediários geralmente precisam mediar o processo e resolver conflitos entre as partes, o que adiciona uma camada de complexidade e tempo extra. Naturalmente, esses processos custam dinheiro.
Em contraste, os usuários de criptomoedas consideram a tecnologia blockchain bastante rápida e segura, quando comparada ao sistema bancário tradicional – que leva dias para liquidar transações globais.
Alguns se perguntam que um número crescente de serviços financeiros está usando esse sistema para introduzir inovações, como finanças descentralizadas e contratos inteligentes. O primeiro conecta credores com tomadores de empréstimos sem intermediários, por meio de diferentes protocolos de código aberto, ou contratos inteligentes, com design de sistema impecável para permitir incentivos para executar a rede e restringir o comportamento dos usuários.
Além disso, o último deles inclui contratos digitais que são autoexecutados e automantidos quando os termos são cumpridos.
Propriedade
Outra funcionalidade absolutamente incrível da tecnologia pública da blockchain é para tokens não fungíveis (NFTs). O que os NFTs criam são, essencialmente, tokens que podem conter características diferentes uns dos outros.
Esse tipo de token é fundamental para jogos, pois permite que os usuários possuam e rastreiem tokens que tenham pequenas diferenças entre si. O os NFTs fazem é permitir que o criador insira recursos específicos em um token, ou contrato inteligente, que torna o ativo diferente de outros ativos criados no mesmo protocolo e sistema. Por exemplo, em CryptoKitties cada gato tinha estatísticas e características diferentes um do outro, o que obviamente influencia o preço do ativo.
A característica muito legal dos NFTs é que o preço varia muito, assim como acontece com os colecionáveis tradicionais. Esses tokens normalmente são bastante limitados no fornecimento e cada token possui características diferentes um do outro, embora sejam construídos na mesma rede com os mesmos padrões. Os NFTs estão associados a endereços que podem ser mantidos diretamente pelos usuários. Portanto, é fácil impor direitos de propriedade, pois os ativos residem em um endereço controlado pelo usuário.
Governança aberta
Como discutimos nos capítulos anteriores, as tecnologias descentralizadas oferecem aos usuários um poder incomparável para realizar transações e interagir com um nível de segurança e abertura nunca antes visto. Graças à criptomoeda e aos incentivos econômicos, os usuários agora podem possuir ativos verdadeiramente soberanos e construir identidades verdadeiramente soberanas e independentes, sem exigir permissão de ninguém.
Tecnologias descentralizadas e de código aberto, como Ethereum, solidificam liberdades que não podem ser retiradas, nem mesmo por atores com recursos consideráveis. Essa mudança maciça na tecnologia requer um novo método para organizar esses indivíduos independentes: organizações descentralizadas.
Empregar a tecnologia blockchain e usar contratos inteligentes nos permite criar organizações totalmente descentralizadas, que são verdadeiramente autônomas e imparáveis.
As organizações descentralizadas mudam nossa relação com a governança: de algo que nos é imposto pelos outros, para algo que escolhemos. As organizações abertas representam algo que servimos e servimos igualmente, em vez de apenas servir.
Perguntas frequentes
O que é a blockchain?
Como funciona a blockchain?
Quais são os mecanismos de consenso de uma blockchain?
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