Para entender a tecnologia Blockchain, é importante entender os antecedentes e motivações por trás da invenção da Blockchain. Neste contexto, a maioria das pessoas já deve ter ouvido dizer que a tecnologia blockchain remonta à Bitcoin e ao seu inventor, Satoshi Nakamoto. Responderemos às seguintes perguntas neste relatório:
- Por que Bitcoin ou o Blockchain foram inventados?
- Que problemas a tecnologia blockchain resolve que antes não eram digitalmente viáveis?
- Que medidas e meios são utilizados para a implementação?
- E que potencial a blockchain oferece além do tema das moedas criptográficas e meios de pagamento?
- Será que a blockchain realmente trará um novo sistema monetário descentralizado, sem bancos centrais e intermediários?
O desenvolvimento da blockchain
A história da Blockchain e da Bitcoin estão inseparavelmente ligadas. Para entender o potencial da tecnologia blockchain, é essencial entender porque Bitcoin foi inventado por causa da conexão estreita.
Nosso sistema financeiro atual e todas as indústrias que fazem uso dele de qualquer forma são baseadas na confiança em terceiros. Por exemplo, os cidadãos de um país confiam que a moeda nacional representa um contravalor com o qual podem comprar bens e serviços.
Ao pagar por cartão de crédito, os compradores de uma boa confiança do banco para debitar o montante que o bom custa e não mais do que este montante. O vendedor confia no banco para que o preço de compra seja transferido para a sua conta bancária. Tanto os compradores como os vendedores confiam que podem aceder totalmente aos seus activos sob a forma de dinheiro na conta “virtual” do banco e que isto representa um contravalor estável.
A crise financeira global de 2008, durante a qual foi publicado o Livro Branco Bitcoin, foi também uma crise de confiança porque a confiança acima descrita foi abalada e nem os cidadãos nem os bancos confiaram uns nos outros. Satoshi Nakamoto reconheceu este problema e desenvolveu o Bitcoin como uma alternativa ao sistema financeiro estabelecido.
A Bitcoin e a blockchain não requerem a referida confiança em terceiros, porque nenhum terceiro, por exemplo, sob a forma de bancos, é obrigado a realizar operações. No entanto, Satoshi Nakamoto queria criar uma moeda digital que não tivesse um ponto central que pudesse ser controlado ou destruído pelo poder estatal.
A solução foi, portanto, uma rede informática totalmente descentralizada, a chamada rede peer-to-peer, na qual não existe um ponto de coordenação central. Ao contrário dos sistemas centralizados, onde os componentes são organizados em torno de um componente principal que assume a coordenação, os componentes em sistemas descentralizados formam uma rede de componentes interligados (também chamados “nodes“).
Que problemas resolve a tecnologia Bitcoin Blockchain?
Mesmo que um ou mais componentes falhem, uma rede peer-to-peer (P2P) pode facilmente continuar a existir e funcionar. A ideia de uma rede P2P não foi uma invenção nova em 2008, quando Satoshi Nakamoto criou a Bitcoin.
Mesmo antes do Bitcoin, existiam redes peer-to-peer bem-sucedidas, como a plataforma de compartilhamento de arquivos BitTorrent, onde os usuários podiam trocar arquivos e grandes quantidades de dados diretamente entre si. No entanto, uma rede P2P não foi suficiente para realizar a ideia de dinheiro digital.
O problema central era que numerosas tentativas antes de Bitcoin não conseguiu duplicar (ou infinitamente copiar) bens digitais muito facilmente. Este problema é também referido nos círculos especializados como o “problema das despesas duplas“.
O termo técnico descreve o problema que, ao contrário dos objetos físicos que só podem ser emitidos uma vez, as mercadorias digitais podem ser usadas várias vezes, em dois locais diferentes (simultaneamente).
A solução de Satoshi Nakamoto para isso foi a tecnologia Blockchain (que consiste em vários componentes, como explicaremos mais adiante). Para evitar despesas duplas, Satoshi solicitou um ledger distribuído no qual cada transação é armazenada e armazenada por todos os participantes da rede.
Proteção da blockchain contra atacantes
No entanto, outro problema era que, numa rede com um número desconhecido de nós com fiabilidade e fiabilidade desconhecidas, tinha de ser definido um consenso comum para garantir que a integridade dos dados na base de dados era alcançada e mantida. Afinal, nós maliciosos na rede poderiam tentar manipulá-la.
A demanda simples e engenhosa de Satoshi é, portanto, que a maioria dos participantes da rede (cada “Full Node”) deve concordar em um consenso comum. Somente se um consenso descentralizado for alcançado no diagrama de rede P2P sobre quais transações são válidas, elas também são incluídas no banco de dados e, portanto, verificadas como válidas.
A solução para o problema do gasto duplo
Antes de Satoshi inventar a blockchain, o problema do gasto duplo era considerado um problema intransponível para os sistemas de pagamento descentralizados. Nakamoto explicou no white paper da Bitcoin que “o destinatário do pagamento não pode verificar se o remetente não gastou o dinheiro duas vezes”, razão pela qual um ponto de controle central era anteriormente a única solução para os antecessores da Bitcoin.
Mas como é que Satoshi resolveu exactamente o problema das despesas duplas sem criar uma instância central?
A Satoshi desenvolveu o blockchain como um banco de dados distribuído, que não está localizado em um servidor central, mas é mantido conjuntamente pelos participantes da rede P2P. O ledger distribuído (estrutura blockchain) pode realmente ser imaginado como uma cadeia de blocos ligados por criptografia.
Cada novo bloco contém uma certa quantidade de novos dados de transação e está ligado ao bloco anterior por um valor hash (uma espécie de soma de verificação que confirma a integridade dos dados). Além disso, cada bloco também contém um valor hash para toda a cadeia de blocos.
Isto torna a ordem dos blocos à prova de falsificação. Os dados de movimento, ou seja, os dados sobre o emissor, o receptor e a quantidade de moedas enviadas, são, portanto, quase irrevogáveis após alguns blocos.
A criação de um consenso descentralizado
Os antecessores do Bitcoin Blockchain já perseguiam a idéia de que cada nó da rede deve armazenar todo o histórico de transações para poder garantir a validade de uma transação. No entanto, o requisito significa que todas as pessoas devem conhecer todas as transações na rede. Assim, cada nó deve conhecer e armazenar cada transação.
No entanto, há também um problema com esta abordagem. Essa rede não está protegida contra ataques “Sybil” (também 51% dos ataques). Isso significa que um ator malicioso na rede poderia adquirir tantas identidades falsas até possuir a maioria dos nós. Com essa maioria, o atacante poderia manipular o histórico de transações a seu critério (mesmo retroativamente).
Para prevenir a manipulação, Satoshi inventou a cadeia contínua de valores de hash (a blockchain) como descrito acima. No entanto, isso também levanta a questão de como um consenso uniforme é encontrado e como os valores de hash são gerados. É aqui que entra em jogo a chamada “prova de trabalho“.
O mecanismo de consenso de Bitcoin: Prova de Trabalho
O termo descreve muito bem a funcionalidade da Blockchain Bitcoin. Semelhante à mineração de ouro, os recursos devem ser usados para extrair (extrair) novas unidades (ouro ou moeda de bit). Bitcoin é poder de computação. O poder da computação é um recurso que não é tão fácil de forjar como uma identidade digital.
A fim de incluir uma transação válida na blockchain, você deve provar que usou sua capacidade de computação ou pagar uma taxa por ela (“Taxa de Mineração“). Os mineiros tentam resolver um puzzle criptográfico repetindo e tentando uma determinada operação de cálculo vezes sem conta.
A geração de um novo bloco, que também é chamado de “mineração” no contexto da cadeia de blocos, ocorre na seqüência a seguir:
- Resumo de todas as transações em um bloco
- Verificar pelos mineiros se as transacções são legítimas (através de cálculos de prova de trabalho)
- O “primeiro” mineiro que resolveu o cálculo recebe o pagamento em bloco.
- As transações confirmadas são anexadas à cadeia de bloqueio por um novo bloco.
O puzzle funciona da seguinte forma: O Minerador toma todas as transações disponíveis (ou a “árvore Merkle“) que devem ser inseridas no bloco. Para isso ele adiciona uma string de caracteres aleatórios, o chamado “Nounce“.
O Miner processa ambos os componentes em um hash e compara esse valor com o valor-alvo (também chamado de valor hash). O Miner repete isto até que os dois valores coincidam e a prova de trabalho seja cumprida.
O Comprovante de Trabalho previne ataques da Sybil. O consenso “Mineiro” substitui uma instituição central.
Em poucas palavras: O que é a Blockchain Bitcoin?
Na Bitcoin, a Blockchain armazena o histórico completo de todas as transações que correspondem a uma transferência (entrada e saída) de moedas (BTC) na Bitcoin. As transferências que são armazenadas na blockchain usando um novo bloco na blockchain são validadas e imutáveis.
As transações são validadas pelo Bitcoin Miner. Por “coincidência” é determinado qual mineiro tem permissão para criar o próximo bloco. A fim de fornecer um incentivo para a validação de transações, cada bloco ligado à cadeia de blocos é recompensado com uma “recompensa de bloco”.
A arquitetura de uma blockchain
Desde a invenção da Bitcoin, a tecnologia blockchain evoluiu significativamente. Originalmente, a blockchain Bitcoin tinha como único objetivo atender à exigência de ser dinheiro digital e descentralizado.
No entanto, existem inúmeros projetos no mercado de criptografia que perseguem muito mais funções e objetivos do que “apenas” um de transporte de valor. O mais tardar com o desenvolvimento do Ethereum foi revelado todo o potencial da tecnologia Blockchain.
Ethereum adicionou a capacidade de executar aplicativos descentralizados e contratos inteligentes na blockchain ao conceito de blockchain. A Ethereum lançou assim as bases de um sistema peer-to-peer para continuar e expandir não só o sistema financeiro global, mas também todas as indústrias e todas as empresas.
Com base na blockchain, que é predominantemente ativa como mediadora de bens e serviços intangíveis e digitais, a blockchain oferece possibilidades inimagináveis. A eliminação dos intermediários conduz a um potencial considerável de poupança de custos, por um lado. Por outro lado, a comunicação e as transacções podem ser significativamente aceleradas.
A tecnologia de blockchain de termo frequentemente usada coloquialmente refere-se a uma arquitetura no sentido real, que compõe-se da estrutura de dados de blockchain, um algoritmo de blockchain e criptografia bem como tecnologias de segurança. Essencialmente, a blockchain representa um novo paradigma para a forma como a informação é compartilhada e armazenada.
É importante saber que nem toda blockchain funciona da mesma forma e não é construída da mesma forma. A tecnologia básica da Bitcoin foi desenvolvida através de numerosos projetos de criptografia novos. A fim de alcançar um consenso descentralizado, outros mecanismos como a Prova da Estaca (a utilizar a partir de 2020 pela Ethereum), a Prova Delegada da Estaca (utilizada pela EOS, TRON, e Lisk), a Tolerância Delegada Bizantina de Faltas (da NEO) ou o Tangle (da IOTA).
No princípio básico, no entanto, todas as cadeias de bloqueio (públicas) têm de superar os mesmos desafios:
- Criação de uma rede peer-to-peer que deve acomodar um número indefinido de nós com confiabilidade e confiabilidade desconhecidas.
- Armazenamento de dados em um Razão distribuído
- Criação de um consenso descentralizado
- Solução para o problema de gastos duplos
- Proteção contra ataques Sybil
- Protecção das contas dos utilizadores
Blockchains público vs. privado
Há blockchains públicos que podem ser usados por qualquer pessoa e empresa. O oposto são as cadeias de bloqueio privadas.
Embora não pareça haver muita diferença à primeira vista, a diferença entre os dois tipos irá ajudá-lo a entender como funcionam as redes blockchain como um todo.
Blockchains públicos
Tudo o que leu até agora refere-se a blockchains públicos como Bitcoin e Ethereum. Eles permitem que qualquer um participe de sua rede e opere um nó. Uma rede pública de blockchain é, portanto, completamente aberta. A rede geralmente tem incentivos para encorajar mais participantes a participar (por exemplo, a Recompensa de Mineração de Bitcoins).
A grande desvantagem de uma blockchain pública pode ser a abertura (para empresas), uma vez que basicamente não há privacidade completa para transações.
(Uma exceção são as Moedas de Privacidade, como Monero, ZCash e DASH.)
Blockchains privados
O outro tipo são blockchains privados. Ao contrário das blockchains públicas, elas só são acessíveis a um determinado círculo que pode acessar e participar delas. Uma rede blockchain privada requer um convite e deve ser aprovada por uma autoridade central (uma empresa como a Facebook na Libra).
Isto limita quem pode participar na rede. A instância central também pode influenciar os nós. Por exemplo, o Facebook não pode executar ou proibir certas transações.
Definição geral: O que é uma Blockchain?
A blockchain representa a arquitetura, que consiste na estrutura de dados da blockchain, um algoritmo de blockchain e tecnologias de criptografia e segurança. De um ponto de vista técnico, o componente central é o ledger descentralizado, que é administrado por um número desconhecido de participantes (computadores).
O banco de dados descentralizado é caracterizado pelo fato de que suas entradas são compactadas e armazenadas em blocos. Um mecanismo de consenso descentralizado garante a integridade das entradas do banco de dados.
Qual é o potencial da tecnologia blockchain?
Em princípio, a tecnologia de blockchain tem o potencial de revolucionar todas as indústrias nas quais há um intermediário central. Além disso, a blockchain pode proporcionar mais transparência em muitas áreas. A tecnologia pode ser utilizada como um sistema de reservas descentralizado para documentar digitalmente todos os tipos de direitos de propriedade. O acesso de leitura à base de dados descentralizada é igual para todos.
O potencial da blockchain reside, acima de tudo, em ganhar eficiência nos processos estabelecidos para as empresas, prevendo-se uma considerável redução de custos.
Além disso, os custos poderiam também ser significativamente reduzidos para o utilizador final, uma vez que os prêmios de preços por vezes substanciais cobrados pelos intermediários (por exemplo, para a transferência de pequenos ou grandes montantes para o estrangeiro) deixariam de se aplicar. Nas indústrias e processos seguintes, a blockchain possui um grande potencial (a lista não está completa, mas destina-se apenas a mostrar, a título de exemplo, quais as áreas da economia que podem ser alteradas).
Finanças e banca
A indústria que provavelmente será mais influenciada pela tecnologia de blockchain é a financeira e bancária. Embora as transações bancárias no mundo todo ainda demorem vários dias e causem custos consideráveis, a blockchain oferece o potencial de reduzir o tempo de transação para alguns minutos e os custos para pequenas quantias. (Ripple ou Stellar Lumens estabeleceram para si próprios o objectivo de processar transacções transfronteiriças de forma rápida e barata)
Além disso, a Blockchain nunca dorme enquanto os bancos e as instituições financeiras estão vinculados ao horário comercial. Pelo menos os bancos só processam transacções de segunda a sexta-feira até que o montante seja visível na nossa conta.
Uso na Gestão da Cadeia de Suprimentos
Usando a blockchain, clientes, fornecedores e até mesmo clientes finais podem rastrear a origem de um produto e os materiais individuais em detalhes e em tempo real. A blockchain é à prova de falsificação e quase impossível de manipular.
Isto permite que as empresas e também os clientes verifiquem se determinados produtos cumprem realmente determinados rótulos, tais como “biológico”, “local” e “comércio justo”. Na indústria alimentar, em particular, mas também nos retalhistas de vestuário, existe um grande potencial de utilização.
Aplicações no sector imobiliário
Como descrito, a blockchain está predestinada a registrar os direitos de propriedade e suas transferências e torná-los compreensíveis para todos. Logicamente, o setor imobiliário é um grande mercado que pode se beneficiar muito da blockchain.
Por meio da blockchain, o processo elaborado que surge através de escritura física e sua certificação por notários poderia ser substituído pela blockchain que verifica as transmissões. Os proprietários podem estar confiantes de que a sua acção é correcta e permanente.
Aplicações de cuidados de saúde
Nos cuidados de saúde, os registos médicos, que são mantidos por cada hospital e cada médico por si só, poderiam ser normalizados. Quando um registro médico é criado, os dados podem ser gravados na cadeia de blocos.
O paciente recebe assim a prova e a certeza de que o ficheiro não pode ser alterado. Estes registos de saúde pessoais poderiam ser armazenados de forma encriptada na cadeia de bloqueio, de modo a serem acessíveis apenas a determinadas pessoas.
Internet das Coisas
A blockchain servirá como a espinha dorsal da indústria emergente da Internet das Coisas para proteger redes novas e descentralizadas e processar grandes quantidades de informações em tempo real. A fim de lidar com as enormes quantidades de dados que os dispositivos em rede produzem na Internet das Coisas, a blockchain será muito mais adequada do que os sistemas de comunicação centralizada.
Votos e eleições
Os sistemas eleitorais de hoje estão entre os aspectos mais ultrapassados, ineficientes e manipuladores das democracias modernas. A tecnologia Blockchain pode ser implementada para criptografar a validade dos votos dos cidadãos individuais e torná-los invioláveis.
Embora já existam muitos casos de uso de blockchain na prática, o desenvolvimento ainda está em sua infância. Empresas em todo o mundo estão apenas começando a entender como a blockchain pode ajudar sua empresa e economizar custos e tempo no processo. A próxima vez irá mostrar, em que outras áreas da nossa vida diária e da vida cotidiana a Blockchain irá penetrar.
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