O que é a Tecnologia Blockchain? Guia Definitivo

Atualizado: 21 de set. de 2021

O que é blockchain?

Uma blockchain é um tipo especial de banco de dados. Você talvez conheça o termo tecnologia de registro distribuído (distributed ledger technology, DLT) – que, na maioria dos casos, se refere à mesma coisa.

Uma blockchain tem certas propriedades únicas. Existem regras sobre como os dados podem ser adicionados e, uma vez armazenados, é praticamente impossível modificá-los ou excluí-los.

Os dados são adicionados ao longo do tempo em estruturas chamadas de blocos. Cada bloco é construído sobre o último e inclui uma informação que se vincula ao anterior. Observando o bloco mais atualizado, podemos verificar se ele foi realmente criado após o último. Portanto, se continuarmos “voltando na cadeia”, chegaremos ao primeiro bloco – conhecido como Bloco Gênese (genesis block).

Vamos fazer uma analogia. Suponha que você tenha uma planilha com duas colunas. Na primeira célula da primeira linha, você coloca os dados que deseja armazenar.

Os dados da primeira célula são convertidos em um identificador de duas letras, que será usado como parte da próxima entrada. Neste exemplo, o identificador de duas letras KP, deve ser usado para preencher a próxima célula da segunda linha (defKP). Ou seja, se você alterar os primeiros dados de input/entrada (abcAA), receberá uma combinação diferente de letras em todas as outras células.

Base de dados onde cada entrada está ligada à anterior.


Olhando para a linha 4, nosso identificador mais recente é o TH. Conforme mencionamos, você não pode voltar atrás e remover ou excluir entradas. Isso porque seria fácil para qualquer usuário perceber que isso foi feito e simplesmente ignorar sua tentativa de alteração.

Suponha que você altere os dados na primeira célula – você obteria um identificador diferente, ou seja, seu segundo bloco teria dados diferentes, resultando em um identificador diferente na linha 2 e assim por diante. Essencialmente, o TH é um produto de todas as informações que vêm antes dele.

Como os blocos são conectados?


O que discutimos acima – com nossos identificadores de duas letras – é uma analogia simplificada de como uma blockchain usa funções de hash. Hashing é a "cola" que mantém os blocos unidos. As funções de hash reúnem dados de qualquer tamanho e os submetem a uma função matemática para produzir uma saída/output (um hash), que sempre tem o mesmo comprimento.

Os hashes usados nas blockchains são interessantes, pois as chances de você encontrar dois fragmentos de dados que resultam exatamente na mesma saída, são astronomicamente baixas. Da mesma forma que nossos identificadores, qualquer leve modificação nos dados de entrada fornecerá uma saída totalmente diferente.

Blockchains e descentralização

Explicamos a estrutura básica de uma blockchain. Mas quando você ouve pessoas falando sobre tecnologia blockchain, é provável que não falem apenas do banco de dados, mas também dos ecossistemas construídos em torno das blockchains.

Como estruturas de dados independentes, as blockchains só serão úteis de fato, em aplicações específicas. As coisas ficam mais interessantes quando usamos as blockchains como ferramentas para que estranhos se coordenem entre si. Combinada com outras tecnologias e teoria dos jogos, uma blockchain pode atuar como um ledger/registro distribuído, que não é controlado por ninguém.

Isso significa que ninguém tem o poder de alterar as entradas ignorando as regras do sistema (falaremos mais sobre as regras em breve). Sendo assim, podemos dizer que o ledger pertence a todos simultaneamente: os participantes chegam a um acordo a respeito dele, a qualquer momento.

O que é a rede peer-to-peer?

A rede peer-to-peer (P2P) é nossa camada de usuários (ou os generais, como no exemplo anterior). Não existe um administrador; portanto, em vez de contatar um servidor central sempre que quiser trocar informações com outro usuário, o usuário as envia diretamente aos seus colegas (peers).

Considere o gráfico abaixo. À esquerda, o usuário A precisa encaminhar sua mensagem através do servidor, para que ela chegue ao usuário F. No lado direito, no entanto, eles estão diretamente conectados. Não existe um intermediário.


Uma rede centralizada (esquerda) vs. uma rede descentralizada (direita).


Normalmente, o servidor armazena todas as informações que os usuários precisam. Ao acessar a Binance Academy, você está solicitando aos servidores o fornecimento de todos os artigos. Se o site ficar offline, você não poderá vê-los. No entanto, se você baixou todo o conteúdo, pode acessá-lo em seu computador, sem ter de consultar a Binance Academy.

Essencialmente, é isso que todos os Peers fazem com a blockchain: todo o banco de dados é armazenado em seus computadores. Se alguém sair da rede, os usuários restantes ainda poderão acessar a blockchain e compartilhar informações entre si. Quando um novo bloco é adicionado à cadeia, os dados são propagados pela rede para que todos possam atualizar sua própria cópia do ledger.

O que são os nodes (nós) de uma blockchain?

De forma simplificada, os nodes (nós) são as máquinas conectadas à rede – elas armazenam cópias da blockchain e compartilham informações com outras máquinas. Os usuários não precisam lidar com esses processos manualmente. Geralmente, tudo o que eles precisam fazer é baixar e executar o software da blockchain e o resto será feito automaticamente pelo sistema.

O que escrevemos acima, é a descrição de node no sentido mais puro, mas a definição também pode abranger outros usuários que interagem com a rede de outras maneiras. Com as criptomoedas, por exemplo, um simples aplicativo de carteira no celular é considerado um light node.

Blockchains públicas vs. privadas


Como você deve saber, o Bitcoin forneceu as bases para que a indústria blockchain se desenvolvesse até que temos hoje. Desde que o Bitcoin começou a se provar um ativo financeiro legítimo, muitos estudiosos inovadores têm pensado sobre o potencial da tecnologia subjacente para uso em outros campos. Isso proporcionou a exploração da tecnologia blockchain para inúmeros casos de uso, além do financeiro.

O sistema do Bitcoin é o que chamamos de blockchain pública. Ou seja, qualquer pessoa pode visualizar suas transações. Basta ter conexão com a Internet e o software necessário. Como não existem outros requisitos para participação, podemos nos referir a esse sistema como um ambiente permissionless (sem necessidade de permissão).

Por outro lado, existem outros tipos de blockchains, chamadas de blockchains privadas. Esses sistemas estabelecem regras sobre quem pode ver e interagir com a blockchain. Sendo assim, nos referimos a eles como ambientes permissioned (quando há necessidade de permissão). Embora as blockchains privadas possam parecer, a princípio, redundantes, elas têm algumas aplicações importantes – principalmente em cenários corporativos.

Como funcionam as transações?

Se Alice deseja fazer um pagamento para Bob por transferência bancária, ela irá notificar seu banco. Vamos supor que, por questão de praticidade, as duas partes usem o mesmo banco. Antes de atualizar seu banco de dados (por exemplo, -$ 50 para Alice, +$ 50 para Bob), o banco verifica se Alice possui os fundos para realizar a transação.

Não é muito diferente do que acontece com uma blockchain. Afinal, ela também é um banco de dados. A principal diferença é que não há uma única parte executando as verificações e atualizando os saldos. Todos os nodes da rede devem fazê-lo.

Se Alice quiser enviar cinco bitcoins para Bob, ela transmite uma mensagem à rede, contendo essa informação. A transação não será adicionada à blockchain imediatamente – os nodes poderão vê-la, mas outras ações devem ser concluídas para que a transação seja confirmada. Confira Como os blocos são adicionados à blockchain?

Depois que essa transação é adicionada à blockchain, todos os nodes podem ver que ela foi feita. Eles atualizarão sua cópia da blockchain considerando as alterações. Agora, Alice não pode enviar essas mesmas cinco unidades para Carol (double-spending), porque a rede sabe que ela já gastou as cinco bitcoins em uma transação anterior.

Não há conceito de nomes de usuário e senhas – a criptografia de chave pública é usada para provar a propriedade dos fundos. Para receber fundos, Bob precisa primeiro gerar uma chave privada. É apenas um número aleatório muito longo praticamente impossível de ser adivinhado por alguém, mesmo que tentasse durante séculos. Entretanto, se Bob divulgar sua chave privada, qualquer um com essa informação pode usá-la para provar que é dono dos fundos (e então, gastá-los). Portanto, é muito importante que ele mantenha a chave privada em segredo.

O que Bob pode fazer, no entanto, é derivar uma chave pública de sua chave privada. Ele pode fornecer a chave pública a qualquer pessoa, pois a engenharia reversa para obtenção da chave privada, através da chave pública, é praticamente inviável. Além disso, na maioria dos casos, o usuário executa outra operação (como hashing) na chave pública para obter um endereço público.

Bob fornecerá a Alice seu endereço público para que ela saiba para onde enviar os fundos. Ela cria uma transação que diz pague esses fundos para esse endereço público. Então, para provar à rede que ela não está tentando gastar fundos que não possui, ela gera uma assinatura digital usando sua própria chave privada. Qualquer um pode pegar a mensagem assinada de Alice e compará-la com sua chave pública e assim, dizer com certeza, que ela tem o direito de enviar esses fundos para Bob.

O que é escalabilidade da blockchain?

O termo escalabilidade da blockchain é normalmente usado como um termo abrangente para se referir à capacidade de um sistema blockchain de atender a uma demanda crescente. As blockchains possuem propriedades desejáveis (como descentralização, resistência à censura, imutabilidade), mas essas propriedades têm um custo.

Ao contrário dos sistemas descentralizados, um banco de dados centralizado pode trabalhar com velocidade e taxas de transferência maiores. Isso faz sentido, pois não há necessidade de que milhares de nodes (nós) espalhados pelo mundo, façam sincronização com a rede cada vez que seu conteúdo é modificado. Mas esse não é o caso das blockchains. Sendo assim, a escalabilidade sempre foi um tópico muito discutido entre os desenvolvedores de blockchain.

Diversas soluções já foram propostas ou implementadas para mitigar algumas das desvantagens de desempenho das blockchains. Até o momento, no entanto, não existe uma abordagem que seja claramente efetiva. Ainda existe a necessidade de realizar testes com muitas das diferentes soluções até que haja respostas mais diretas para o problema de escalabilidade.

Em um nível mais amplo, temos uma pergunta fundamental sobre escalabilidade: devemos melhorar o desempenho da própria blockchain (escalabilidade on-chain) ou devemos permitir que as transações sejam executadas sem sobrecarregar a blockchain principal (escalabilidade off-chain)?

Existem claras vantagens para ambas. As soluções de escalabilidade on-chain (na cadeia) podem reduzir o tamanho das transações ou simplesmente otimizar a forma como os dados são armazenados nos blocos. Por outro lado, as soluções off-chain (fora da cadeia) envolvem transações em lotes, fora da blockchain principal, que são adicionadas posteriormente. Algumas das soluções off-chain mais notáveis são chamadas de sidechains (cadeias laterais) e canais de pagamento.

Para saber mais sobre esse assunto, consulte o artigo Escalabilidade da Blockchain - Sidechains e Canais de Pagamento.

Por que a blockchain precisa escalar?

Se os sistemas blockchain quiserem competir com os sistemas centralizados, eles precisam ter, ao menos, o mesmo desempenho que eles. Realisticamente, no entanto, eles provavelmente terão que apresentar um desempenho ainda melhor para incentivar desenvolvedores e usuários a migrar para plataformas e aplicativos com base na tecnologia blockchain.

Ou seja, quando comparado aos sistemas centralizados, o uso de blockchains precisa ser mais rápido, mais barato e mais fácil para os desenvolvedores e usuários. Essa não é uma tarefa fácil, considerando que as propriedades mais importantes das blockchains, mencionadas anteriormente, devem ser mantidas.

O que é um blockchain fork?

Como em qualquer software, as blockchains precisam de atualizações para correção de problemas, adição de novas regras ou remoção das antigas. Como os softwares de blockchain são open-source (de código aberto), teoricamente, qualquer pessoa pode propor novas atualizações a serem adicionadas ao software que gerencia a rede.

Lembre-se que blockchains são redes distribuídas. Depois que o software é atualizado, milhares de nodes (nós) espalhados pelo mundo precisam se comunicar e implementar a nova versão. Mas o que acontece se os participantes não chegarem a um acordo em relação a qual atualização implementar? Geralmente, não existe uma organização ou hierarquia estabelecida tomar essa decisão. Isso nos leva aos hard forks e soft forks.

Soft forks

Se houver consenso sobre uma atualização, o processo é relativamente simples. O software é atualizado com alterações compatíveis com as versões anteriores, o que significa que os nodes atualizados ainda podem interagir com os que não foram. Na realidade, a expectativa é de que quase todos os nodes sejam atualizados após um tempo. Isso é chamado de soft fork.

Hard forks

Um hard fork é mais complicado. Uma vez implementadas, as novas regras serão incompatíveis com as regras antigas. Portanto, se um node que está executando as novas regras tentar interagir com um que está executando as regras antigas, eles não poderão se comunicar. Isso resulta na divisão da blockchain em duas – em uma delas, o software antigo está sendo executado e na outra, as novas regras já foram implementadas.

Após o hard fork, existem essencialmente duas redes executando dois protocolos diferentes, de forma paralela. Vale a pena notar que, no momento do fork (divisão), os saldos da unidade nativa da blockchain são clonados da rede antiga. Portanto, se no momento do fork, você tiver um saldo na cadeia antiga, também terá um saldo na nova.


Para que se utiliza a blockchain?

Blockchain para cadeia de suprimentos

Cadeias de suprimentos eficientes são a base de muitos negócios de sucesso, com foco no gerenciamento de mercadorias do fornecedor ao consumidor. Porém, a coordenação de múltiplos stakeholders em um determinado setor se mostrou tradicionalmente difícil. No entanto, a tecnologia blockchain pode permitir novos níveis de transparência em diversos setores. Um ecossistema interoperável da cadeia de suprimentos que gira em torno de um banco de dados imutável é exatamente o que muitos setores precisam para se tornarem mais robustos e confiáveis.

Blockchain e a indústria de jogos

A indústria de jogos se tornou uma das maiores indústrias de entretenimento do mundo e pode se beneficiar muito da tecnologia blockchain. Normalmente, os jogadores tendem a depender totalmente dos desenvolvedores de jogos. Na maioria dos jogos online, os jogadores são obrigados a aceitar as condições do servidor e seguir as regras dos desenvolvedores, que são alteradas constantemente. Nesse contexto, a blockchain pode ajudar a descentralizar a administração, o gerenciamento e a manutenção dos jogos online.

Um potencial problema, no entanto, é que os itens de jogos não podem existir externamente, eliminando as chances de propriedade real e de mercados secundários. Ao adotar uma abordagem baseada em blockchain, os jogos podem se tornar mais sustentáveis a longo prazo e os itens do jogo, emitidos como cripto-colecionáveis poderiam ter valor no mundo real.

Blockchain para sistemas de saúde

O armazenamento de registros médicos de maneira confiável é vital para qualquer sistema de saúde. A dependência de servidores centralizados deixa as informações confidenciais em uma posição vulnerável. A transparência e a segurança da tecnologia blockchain a tornam uma plataforma ideal para armazenamento de registros médicos.

Ao proteger criptograficamente seus registros em uma blockchain, os pacientes podem manter sua privacidade, ao mesmo tempo em que podem compartilhar suas informações médicas com qualquer instituição de saúde, caso tenham interesse. Se todos os membros do atual sistema de saúde fragmentado pudessem acessar um banco de dados global e seguro, o fluxo de informações seria muito mais rápido entre todas as instituições e membros do sistema.

Blockchain e remessas

Enviar dinheiro internacionalmente usando os bancos tradicionais, é um processo relativamente complicado. Principalmente por conta da burocrática rede de intermediários, as taxas e os prazos de liquidação tornam o uso de bancos tradicionais uma opção cara e não confiável para transações mais urgentes.

As criptomoedas e blockchains eliminam esse ecossistema de intermediários e permitem transferências rápidas e baratas no mundo todo. Embora as blockchains, sem dúvida, sacrifiquem o desempenho de algumas de suas propriedades desejáveis, vários projetos estão aproveitando a tecnologia para permitir transações mais baratas e quase instantâneas.

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