Blockchain – Conceito e Definição

O que é Blockchain?

Blockchain (em tradução literal: Corrente/Cadeia de Blocos) é uma Base de Dados ou banco de dados distribuído que é compartilhado entre os nós de uma rede de computadores. Como base de dados, um blockchain armazena informações eletronicamente em formato digital. Blockchains são mais conhecidos por seu papel crucial em sistemas de criptomoedas, como Bitcoin, para manter um registo seguro e descentralizado de transações. A inovação com uma blockchain é que ela garante a fidelidade e segurança de um registo de dados e gera confiança sem a necessidade de delegar a terceiros.

Uma diferença fundamental entre uma base de dados típica e um blockchain é como os dados são estruturados. Um blockchain coleta informações em grupos, conhecidos como blocos, que contêm conjuntos de informações. Os blocos possuem determinadas capacidades de armazenamento e quando preenchidos são fechados e vinculados ao bloco previamente preenchido, formando uma cadeia de dados conhecida como blockchain. Todas as novas informações que seguem esse bloco recém-adicionado são compiladas em um bloco recém-formado que também será adicionado à cadeia uma vez preenchido.

Um banco de dados geralmente estrutura seus dados em tabelas, enquanto um blockchain, como o próprio nome indica, estrutura seus dados em pedaços (blocos) que são encadeados. Essa estrutura de dados inerentemente cria uma linha de tempo irreversível de dados quando implementada em uma natureza descentralizada. Quando um bloco é preenchido, ele é “gravado em pedra” e se torna parte dessa linha do tempo. Cada bloco na cadeia recebe um carimbo de hora exata quando é adicionado à cadeia.

O objetivo do blockchain é permitir que informações digitais sejam gravadas e distribuídas, mas não editadas. Dessa forma, um blockchain é a base para livros contábeis imutáveis ou registos de transações que não podem ser alterados, excluídos ou destruídos.

História

O criptógrafo David Chaum propôs pela primeira vez um protocolo do tipo blockchain em sua dissertação de 1982 “Sistemas de Computadores Estabelecidos, Mantidos e Confiáveis por Grupos Mutuamente Suspeitos”. . Scott Stormetta. Eles queriam implementar um sistema em que os registos de data e hora dos documentos não pudessem ser alterados. Em 1992, Haber, Stornetta e Dave Bayer incorporaram árvores de Merkle no projeto, o que melhorou sua eficiência ao permitir que vários certificados de documentos fossem coletados em um bloco sob a garantia de sua empresa, seus hashes de certificados de documentos foram publicados no The New York Times todas as semanas desde 1995.

A primeira blockchain descentralizada foi conceituada por uma pessoa (ou grupo de pessoas) conhecida como Satoshi Nakamoto em 2008. Nakamoto melhorou o design de uma maneira importante usando um método semelhante ao Hashcash para marcar o tempo dos blocos sem exigir que eles fossem assinados por uma parte confiável e introduzindo um parâmetro de dificuldade para estabilizar a taxa na qual os blocos são adicionados à cadeia. O design foi implementado no ano seguinte por Nakamoto como um componente central da criptomoeda Bitcoin, onde serve como livro-razão público para todas as transações na rede.

Uma Blockchain Descentralizada

Imagine que uma empresa possui um “farm”(Agricultura) de servidores com 10.000 computadores usados para manter uma base de dados contendo todas as informações da conta de seus clientes. Essa empresa possui um prédio de depósito que contém todos esses computadores sob o mesmo teto e tem controle total de cada um desses computadores e de todas as informações contidas neles. Isso, no entanto, fornece um único ponto de falha. O que acontece se a eletricidade naquele local acabar? E se a conexão com a Internet for cortada? E se acontecer um incêndio? E se uma pessoa com má intenções hackear e apagar tudo em um único clique? Em qualquer situação, os dados serão perdidos ou corrompidos.

O que um blockchain faz é permitir que os dados contidos nessa base de dados sejam distribuídos entre vários nós de rede em vários locais, inclusive em seu computador ou outro dispositivo móvel ou não. Isso não apenas cria redundância, mas também mantém a fidelidade dos dados armazenados nele – se alguém tentar alterar um registo em uma instância da base de dados, os outros nós não serão alterados e, portanto, impedirão que uma pessoa com más intenções o faça. Se um usuário modificar o registo de transações do Bitcoin, todos os outros nós fariam referências cruzadas entre si e identificariam facilmente o nó com as informações incorretas. Este sistema ajuda a estabelecer uma ordem exata e transparente dos eventos. Dessa forma, nenhum nó único dentro da rede pode alterar as informações contidas nela.

Assim as informações e o histórico (como das transações de uma criptomoeda) são irreversíveis. Esse registo pode ser uma lista de transações (como a de uma criptomoeda), mas também é possível que um blockchain mantenha uma variedade de outras informações, como contratos legais, identificações estaduais ou inventário de produtos de uma empresa.

Notas importante:
– Para validar novas entradas ou registos em um bloco, a maioria do poder computacional da rede descentralizada precisaria concordar com isso. Para evitar que pessoas má intencionadas validem transações erradas ou gastos duplos, as blockchains são protegidas por um mecanismo de consenso, como prova de trabalho (PoW) ou prova de participação (PoS). Esses mecanismos permitem o acordo mesmo quando nenhum nó único está no comando, verificando se não há transações ocorrendo ao mesmo tempo e no mesmo endereço.
– Será utilizado o termo Bitcoin para exemplificar (contratos legais, identificações estaduais, inventário de produtos de uma empresa ou até mesmo criptomoedas)

Transparência na Rede Blockchain

Devido à natureza descentralizada da blockchain no exemplo do Bitcoin, todas as transações podem ser visualizadas de forma transparente por meio de um nó pessoal ou usando exploradores de blockchain que permitem que qualquer pessoa veja as transações ocorrendo em tempo real. Cada nó tem sua própria cópia da cadeia que é atualizada à medida que novos blocos são confirmados e adicionados. Isso significa que se você quiser, poderá rastrear o Bitcoin onde quer que ele vá.

Por exemplo, as exchanges (Corretoras de Ativos) foram hackeadas no passado, onde aqueles que mantinham Bitcoin na exchange perderam tudo. Embora o hacker possa ser totalmente anónimo, os Bitcoins que eles extraíram são facilmente rastreáveis. Se os Bitcoins roubados em alguns desses hacks fossem movidos ou gastos em algum lugar, isso seria conhecido.

Obviamente, os registos armazenados no blockchain do Bitcoin (assim como na maioria dos outros) são criptografados. Isso significa que apenas o proprietário de um registo pode descriptografá-lo para revelar sua identidade (usando um par de chaves pública-privada). Como resultado, os usuários de blockchains podem permanecer anónimos, preservando a transparência.

A Blockchain é segura?

A tecnologia Blockchain alcança segurança e confiança descentralizadas de várias maneiras. Para começar, os novos blocos são sempre armazenados de forma linear e cronológica. Ou seja, eles sempre são adicionados ao “fim” do blockchain. Depois que um bloco foi adicionado ao final do blockchain, é extremamente difícil voltar e alterar o conteúdo do bloco, a menos que a maioria da rede tenha chegado a um consenso para fazê-lo. Isso porque cada bloco contém seu próprio hash, junto com o hash do bloco anterior, bem como o timestamp mencionado anteriormente. Os códigos de hash são criados por uma função matemática que transforma a informação digital em uma sequência de números e letras. Se essas informações forem editadas de alguma forma, o código de hash também será alterado.

Digamos que um hacker, que também executa um nó em uma rede blockchain, queira alterar uma blockchain e roubar criptomoeda de todos os outros. Se eles alterassem sua própria cópia única, ela não se alinharia mais com a cópia de todos os outros. Quando todos os outros cruzarem suas cópias entre si, eles veriam essa cópia se destacar e a versão desse hacker da cadeia seria descartada como ilegítima.

Ter sucesso com tal hack exigiria que o hacker controlasse e alterasse simultaneamente 51% ou mais das cópias do blockchain para que sua nova cópia se tornasse a cópia maioritária e assim a cadeia concordasse. Tal ataque também exigiria uma imensa quantidade de dinheiro e recursos, pois eles precisariam refazer todos os blocos porque agora teriam carimbos de hora e códigos de hash diferentes.

Devido ao tamanho de muitas redes blockchain e à rapidez com que estão crescendo, o custo para realizar tal façanha provavelmente seria intransponível. Isso seria não apenas extremamente caro, mas também provavelmente sem resultados. Fazer tal coisa não passaria despercebido, pois os membros da rede veriam alterações tão drásticas no blockchain. Os membros da rede então fariam um hard fork para uma nova versão da cadeia que não foi afetada. Isso faria com que a versão atacada do token perdesse em valor, tornando o ataque inútil, pois a pessoa má intencionada teria o controle de um ativo sem valor. O mesmo ocorreria se a pessoa atacasse o novo fork do Bitcoin. Ele é construído dessa maneira para que a participação na rede seja muito mais incentivada economicamente do que atacá-la.

Bitcoin verso Blockchain

A tecnologia Blockchain foi delineada pela primeira vez em 1991 por Stuart Haber e W. Scott Stornetta, dois pesquisadores que queriam implementar um sistema onde os carimbos de data e hora dos documentos não pudessem ser alterados. Mas foi quase duas décadas depois, com o lançamento do Bitcoin em janeiro de 2009, que o blockchain teve sua primeira aplicação no mundo real.

O protocolo Bitcoin é construído em uma blockchain. Em um trabalho de pesquisa apresentando a moeda digital, o criador pseudónimo do Bitcoin, Satoshi Nakamoto, referiu-se a ele como “um novo sistema de dinheiro eletrónico totalmente peer-to-peer, sem delegar a terceiros”.

A principal coisa a entender aqui é que o Bitcoin apenas usa blockchain como um meio de registar de forma transparente um livro de pagamentos, mas o blockchain pode em teoria ser usado para registar imutavelmente qualquer número de pontos de dados. Como discutido acima, isso pode ser na forma de transações, votos em uma eleição, inventários de produtos, identificações estaduais, escrituras de casas e muito mais.

Atualmente, dezenas de milhares de projetos buscam implementar blockchains de várias maneiras para ajudar a sociedade, além de apenas registar transações – por exemplo, como uma maneira de votar com segurança em eleições democráticas. A natureza da imutabilidade do blockchain significa que a votação fraudulenta se tornaria muito mais difícil de ocorrer. Por exemplo, um sistema de votação pode funcionar de forma que cada cidadão de um país receba uma única criptomoeda ou token. Cada candidato receberia um endereço de carteira específico e os eleitores enviariam seu token ou criptografia para o endereço de qualquer candidato em quem desejassem votar. A natureza transparente e rastreável do blockchain eliminaria tanto a necessidade de contagem de votos humanos quanto a capacidade de maus atores de adulterar cédulas físicas.

Áreas de aplicação da Blockchain

Os aplicativos de blockchain vão muito além das criptomoedas e do Bitcoin. Com sua capacidade de criar mais transparência e justiça e ao mesmo tempo economizar tempo e dinheiro das empresas, a tecnologia está impactando uma variedade de setores de maneiras que vão desde como os contratos são cumpridos até como o governo trabalha com mais eficiência.

Apresento aqui alguns exemplos de casos de uso da blockchain no mundo real para essa tecnologia pragmática e revolucionária. Está longe de ser uma lista exaustiva, mas eles já estão mudando a forma como fazemos negócios.

Compartilhamento seguro de dados médicos
Mercados NFT
Rastreamento de royalties de música
Pagamentos transfronteiriços
Sistemas operacionais de IoT em tempo real
Segurança de identidade pessoal
Sistema de rastreamento anti-lavagem de dinheiro
Monitoramento da cadeia de suprimentos e logística
Mecanismo de votação
Informações de publicidade
Criação de conteúdo original
Troca de criptomoedas
Plataforma de processamento de imóveis

Em outro artigo irei detalhar as áreas de utilização e algumas das empresas que já à utilizam.

Abaixo deixo um pequeno dicionário onde explico de forma simplista alguns dos termos encontrados neste artigo.

Dicionário:

Hash (Refeito) – Codificação/Encriptação de um bloco de caracteres convertendo em uma espécie de endereço imutável.
Hard fork (Garfo Duro) – Divisão rígida da rede blockchain como as pontas do garfo, criando uma cópia que pode manter ou seguir caminhos diferentes (dentes do garfo).
Timestamp – marca de tempo em uma pequena informação guardada.
Hacker – em termos informáticos é um indivíduo que se dedica com intensidade incomum a conhecer e modificar os aspetos mais internos de dispositivos, programas e redes de computadores.
Farm (agricultura) – refere-se a um grupo de computadores ou algo armazenado a espera de colher os frutos ex. criptomoedas
Exchange (Intercâmbio) – São Corretora para trocas de Ativos, seja ele criptomoedas, moedas fiat, ações, etc.
POW – Proof of Work (Prova de trabalho) – mecanismo de consenso onde o computador fica a validar a transação
POS – Poof of Stake (Prova de participação) – mecanismo de consenso onde a moeda fica em depósito para garantir a transação.
NFT – Non Fungible Token (Token não fungível) ex. Algo único
IOT – Internet of Things (Internet das coisas) ex. Automação da casa